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妹子包里有一个很像香蕉的小东西,还能震动,拆开研究一下电路原理

妹子包里有一个很像香蕉的小东西,还能震动,拆开研究一下电路原理 芯片之家
2025-12-25
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导读:妹纸说她买了一款羞羞小玩具,是个电子产品,不知道怎么用。我为了好好表现,展现个人实力,马上帮她拆解,分析电路原理。
看到妹纸包里有一个很像香蕉的小东西,是个电子产品,这是啥玩意儿?
我天,按一下竟然还能震动。
拆开看一下不就行了,分析电路原理,顺便还能给妹子讲解一下。
里面还有两包黑色的像洗发水的东西,不过这个跟电子电路无关,直接忽略。
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这个才是研究的对象:
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这款羞羞小玩具叫“蕉羞”。
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包装盒背面:
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拆开包装,所有东西拿出来,有说明书,充电线,以及一根香蕉!
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难怪叫“蕉羞”,原来是一根羞羞的香蕉,既“蕉”又“娇”。
只是说明书是用A4纸打印的,这么随意让我有点意外。
这个香蕉是硅胶材质,拿在手上软软的,手感很好。
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香蕉带吊绳,可以挂在背包上,商家一定是想让你想用时可以随时拿来用,非常考虑用户体验了。
香蕉皮的地方有一个开关。
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背面还有一个充电口。
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充电时,把充电线的公头插进去。
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外观介绍完了,下面开始拆解!
拆解蛮简单的,不愧是根香蕉,拆解就是先剥香蕉皮。把香蕉皮往上扒拉:
手接触的地方是白白的香蕉肉,摸起来很舒服。
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把香蕉肉往下扯,很容易就褪下来:
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露出5颗螺丝。
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把这5颗螺丝卸下,就可以打开外壳,露出内部的电子元器件。
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挂绳竟然是金属电线,莫非金属线的成本比普通绳子还便宜,这是一种降本措施吗?
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还是说为了坚固耐撕扯?
拆开后可以看到以控制板PCBA为核心,外围是充电口、震动马达、锂电池。
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控制板PCBA的正面,主要是16脚的主控芯片,丝印为B004491。
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控制板PCBA的背面:
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复原电路原理图:
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实物图也做对应的标注,标注实物正面:
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标注实物背面:
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拆解已完成,下面开始分析电路!
一、MCU主控芯片电路
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MCU主控芯片U4表面的丝印是B004491,没找到数据手册,所以无法根据数据手册为原理图符号的各引脚标注出功能定义。
主控芯片外接晶振,带蓝牙天线,说明具备蓝牙控制功能。通过开关按键SW1,实现开机、关机、马达震动模式切换的功能。
二、震动马达控制电路
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MCU主控芯片的15脚输出电压信号,控制NMOS管Q1的开启和关闭,从而控制震动马达的转动,这是15脚输出电压信号的实测波形图:
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可以看到,此时的控制波形是一个峰峰值为3.6V、频率为103.82Hz的方波,此时羞羞小香蕉处于一个稳定规律的震动模式。(相对于其他一些无规律的忽快忽慢的震动模式来说)
1、马达并联续流二极管D1的作用
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震动马达属于感性负载,当NMOS管Q1由导通转为关断时,马达电机线圈会因电流突变产生反向电动势(电压高、极性与电源相反),这个电动势会反向施加在NMOS管的D-S极之间,极易击穿NMOS管。

续流二极管在此处起到泄放反向电动势的作用。它与马达并联且反向导通(阳极接电机低电位端、阴极接高电位端),在NMOS关断的瞬间,为反向电动势提供低阻抗泄放回路,将线圈存储的磁场能量释放掉,从而保护 NMOS管不被击穿。

选型要求方面,这个二极管需要是快恢复二极管或肖特基二极管,能快速响应开关的通断,保证续流及时。

2、马达并联电容C2的作用

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这个电容一般为小容量的陶瓷电容或独石电容,主要有两个核心作用:

一是滤除电磁干扰(EMI):有刷电机内部的电刷和换向器接触时,会产生高频电火花,形成电磁干扰,可能会影响MCU的GPIO信号稳定性,甚至干扰玩具的其他电子元件(如充电管理芯片)。电容可以吸收这些高频干扰信号,降低电磁辐射。

二是平滑电机两端电压:辅助续流二极管吸收反向电动势的残余尖峰电压,进一步优化电路的电压稳定性,避免尖峰电压对MCU的G极控制信号造成干扰。

3、串联电阻R2的作用

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NMOS管Q1的G极与MCU主控芯片的GPIO之间串联的1KΩ电阻R2,是限流电阻,核心作用有两个:

一是限制GPIO的驱动电流:MCU的GPIO引脚输出能力有限(通常灌电流/拉电流在几mA到十几mA),NMOS的G极和S极之间是一个等效电容(栅极电容),导通瞬间电容会快速充电。串联1KΩ电阻可以限制充电电流,避免大电流损坏MCU的GPIO引脚。

二是减缓NMOS的开关速度:电阻会增大栅极回路的RC时间常数,让NMOS的导通和关断过程变慢,降低开关损耗,同时减少开关过程中产生的电压尖峰和电磁干扰,提升电路稳定性。注意这里的“慢”是相对的、可控的慢,如果开关速度过慢,反而会让开关总损耗上升。

4、下拉电阻R1的作用

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电阻R1是下拉电阻,核心作用是保证NMOS管Q1的可靠关断。

(1)默认关断状态:当MCU的GPIO引脚处于高阻态(如MCU复位、休眠,或GPIO未输出有效电平)时,NMOS的G极电压会通过10KΩ电阻R1下拉到地,此时VGS=0V,NMOS处于完全关断状态,马达不会误启动。

(2)泄放栅极电荷:NMOS关断时,栅极电容上存储的电荷可以通过这个下拉电阻快速泄放,保证NMOS关断及时,避免因栅极电荷残留导致的“假导通”。

(3)电阻配比逻辑:10KΩ下拉电阻R1的阻值远大于1KΩ串联电阻R2,当GPIO输出高电平时,G极电压可以稳定抬升到接近GPIO高电平,满足NMOS的导通条件,即VGS>阈值电压VGS(th)。

三、电源防反接电路

这个产品做了电池的防反接,我在想设计电路的硬件工程师就这么怕电池被焊反吗?反正我设计的话是不加的。

具体是这个MOS管Q3实现电源防反接:

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利用NMOS管实现防反接的电路,核心原理是依靠NMOS管的导通特性与电源极性的匹配关系,具体工作逻辑如下:

1、正常极性接入时

电池正极、负极正确连接,G极电压高于S极电压,满足NMOS管的导通条件,D-S极之间呈现低导通电阻,电流可以顺畅地从电池正极流出,经过负载、S-D极回到电池负极,整个电路正常工作。

2、电源反接时

若电池正负极接反,此时G极电压会低于S极电压,NMOS管的导通条件被破坏,D-S极之间处于高阻截止状态,相当于电源回路被切断,从而避免反向电流流过负载和后续的MCU、电机等核心元件,起到防反接保护作用。

NMOS管相比二极管防反接具有一定优势,体现在NMOS管导通内阻极低,在大电流场景下的功耗远小于普通整流二极管,不会产生明显的发热问题,更适合电池供电的小型便携设备(如该震动玩具),能有效提升电池续航时间。

四、USB输入电路
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插入USB充电线进行充电,5V电压是给到芯片U3,丝印为JX4012。可惜没有找到数据手册,不知道它的作用,知道的朋友请留言区介绍一下。
充电时,VCC会有电压,通过电阻R4和R6分压后输给MCU芯片U4的7脚,这样MCU就知道是在充电了。
电路拆解完毕,我跟妹纸讲解了一番,知识又增加了一些。

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