1.第一眼印象
a.由上圖我們可知,整個產品包含乙個電源板和乙個顯示板
b.看上圖屏可知是黑白的斷碼屏,含一些按鍵控制功能
c.由電源板看,上面有多路負載,均由繼電器控制
d.由變壓器可知,此變壓器為工頻變壓器,此方案屬於比較老舊的方案了
2.電源板
(1)電源走向大致為:
220v –> 保險絲-> 壓敏-> x電容-> 共模電感-> x電容-> 工頻變壓器(12vac)-> 整流二極體(大概12vdc) -> 電解電容(濾波)-> 7805穩壓ic-> mcu和屏介面供電(通過排線)
(2)經驗:
a.通過以往經驗,控制如此多的繼電器,往往需要乙個uln2003,由絲印也得出了就是2003晶元
假如不加uln2003 ic,每乙個繼電器都需要上面的電路,來驅動繼電器,其中三極體的作用,微控制器的io口一般為5v和3.3v,另微控制器的io口驅動能力有限,繼電器驅動電流一般為20-30ma,還需進行開關等種種原因,需要加上三極體進行電流放大和開關控制。加二極體是因為繼電器內部結構原理其實是電生磁,裡面是一些線圈,有一定的感量,當繼電器關閉時,會產生乙個反向電動勢,有可能會損壞三極體,線圈的能量也需要乙個迴路來釋放,假如沒有這個二極體,會導致繼電器的線圈會以熱量的情況散發出來,從而會降低繼電器的壽命或損壞繼電器。
以上是uln2003的內部框圖和引腳原理圖,由上述兩張圖可知,uln2003最多只能控制7路,單個io口其實是乙個達林頓管,起到了對電流的放大作用,com端有個二極體,起到對繼電器的回流作用,由整個圖可知,此ic電路圖就是上面繼電器驅動電路的整合版。
上圖為uln2003 ic的應用圖例
b.一般控制繼電器都需要過零訊號,因為假如在220v供電時導通繼電器,會產生火花,損壞繼電器或降低繼電器的壽命,一般在mcu檢測到過零訊號後附近,開啟繼電器,這時交流電壓降到0v左右,開啟可以極大的降低火花,從而保護繼電器。
c.繼電器可看情況是否加rc吸收電路,然後在加上蜂鳴器,差不多就是整個電源板上的器件了
1.先看下電源方案(小功率一般用反激電源,主要是看下電源方案用隔離方案還是非隔離方案)
大概估計一下需要多少瓦的電源ic,主要分析一些耗電流的器件,此款pcb上:
繼電器 30ma/pcs,總共6pcs,功耗6*12v*30ma=2.16w (由於此款方案需要通過7805降壓為5v,繼電器電壓最好為12v,而不是24v,這樣通過7805損耗的功率小些,也更能通過繞線電阻來消耗功率)
蜂鳴器 1pcs,功耗5v*100ma=0.5w
然後就是顯示模組 16個引腳,一般為duty:1/4 bias:1/3,這樣驅動,預估功耗3v*100ma=0.3w (這個顯示模組不太懂,先大概這樣預估吧)
mcu 一般預估電流100ma,功耗5*100ma=0.5w
由於電源是通過7805從12v降壓為5v,所以有一定的損耗,估計5v的總電流為100ma+100ma+100ma=300ma,所以總損耗功率為(12v-5v)*300ma=2.1w,一般此損耗會通過繞線電阻以熱量形式散發出去
p總=2.16+0.5+0.3+0.5+1.82=5.28w 一般還需要留一定的餘量,用7w以上的電源ic就夠了
像這種假如5v或3.3v的電流供電電流小,一般用ldo,假如電流很大需要dc-dc的ic進行降壓
上圖為此方案的大概原理圖,基本上器件都差不多,主要是電源ic不一樣而已
2.顯示方案分析
看上面,含有斷碼屏,多個按鍵,eeprom晶元,還有個rtc電路
方案一:找一款含有多個外部中斷和斷碼驅動的ic
優勢:整合度高,一體化 缺點:**貴,需要io口的引腳數多
方案二:找一款含有多個外部中斷和i2c通訊的ic,外加乙個lcd驅動晶元,比如常用的ht16c×× 系列ic
優勢:**便宜,簡單操作 缺點:多乙個ic吧
1.電源方案**:
以上**是對上面電源方案的簡單**,大致是把主要器件列出來,然後再一一**,**可能會有差異,但大致流程是這樣
2.整機產品**
名 稱
單價用量
總價電源板
pcb,2層板,120*75*1.6
¥5.40 1
¥5.40
線繞電阻
¥0.14 2
¥0.27
壓敏電阻
¥0.32 1
¥0.32 x2
電容
¥0.13 1
¥0.13
整流橋 lb10sl
¥0.13 1
¥0.13
電解電容22uf 450v
¥1.60 1
¥1.60
電源ic,ob2560,12w
¥1.20 1
¥1.20
102 1kv
瓷片電容
¥0.04 1
¥0.04
二極體¥0.20 3
¥0.60
變壓器 ee16
¥2.00 1
¥2.00
共模電感,lfg-uf9.8
¥0.62 1
¥0.62 y1
電容 ¥0.11 2
¥0.21
電解電容
¥0.35 4
¥1.40
7805
¥0.50 1
¥0.50
保險絲(保護總電流)
¥1.00 1
¥1.00
繼電器16a/250vac
¥2.00 6
¥12.00
uln2003
¥0.68 1
¥0.68
x2電容
¥0.126
¥0.72
外掛程式電阻
¥0.106
¥0.60 插座
¥0.10 7
¥0.70 排線
¥0.50 1
¥0.50
蜂鳴器¥1.00 1
¥1.00
顯示模組
pcb,2層板,210*85*1.6mm
¥9.001
¥9.00
32.768khz 晶振
¥0.502
¥1.00
rtc晶元
¥2.00 1
¥2.00
鈕扣電池
¥2.00 1
¥2.00
eeprom
¥0.50 1
¥0.50
mcu¥3.00 1
¥3.00 按鍵
¥0.50 7
¥3.50 插座
¥0.10 1
¥0.10
ht1621晶元
¥1.70 1
¥1.70
顯示模組**
???
所有電容電阻器件
¥3.00
人工費¥7.00
總成本:
¥64.42
然後就是一些研發成本和一些模具費用,比如2個pcb都需要開模
以上就是大概對這個產品的**資訊和**思路資訊
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