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拆解|可能是最便宜的智能家居产品——WiFi智能插座

海明观察 来源:电子发烧友 作者:李诚 2023-01-16 00:00 次阅读
电子发烧友网报道(文/李诚)智能家居作为近年来家居市场的新热点,正在迅速融入我们的生活,给我们带来便利。在智能家居品类中,比较便宜的产品当属WiFi智能插座。WiFi智能插座的出现,不仅打破了人们对智能家居操作繁琐的固有形象,在设备联网的条件下,还可以通过APP打开或关闭电器,实时反馈电器的工作状态。
为探明WiFi智能插座的工作原理及内部构造,近日笔者对一款博联的WiFi智能插座进行了拆解
外观及拆解流程
WiFi智能插座在工作原理上其实就相当于一个转换插头的作用,因此它的安全性尤为重要。在本次拆解的WiFi智能插座中,它首先通过带有底线的三插引脚与电网进行连接取电,以此保证用电器发生漏电时,电流能够顺利地流向大地,避免用电事故的发生。
另外,这款WiFi智能插座在取电引脚方面也进行了特殊的设计,单独延长了地线引脚的长度,保证WiFi智能插座在插入电网取电时,地线最先接通,即使用电设备存在漏电问题也不会对人体造成危害。
引脚的下方是这款WiFi智能插座的铭牌,它的额定电压为250V,最大电流为10A,可承受最高2500W的输出功率。
插座的正面采用了2+3的5孔插座设计,可使用不同用电设备的取电需求。在插孔的下方,是一颗半透明状的多功能复用按键,这颗按键不仅可以通过长按的方式,配置设备网络,在断网状态下,还可以当作控制设备通断电的开关使用。
在设备封装方面,此款WiFi智能插座通过两颗形状怪异的内三角螺丝对外壳进行固定。从设备通用性来看,使用这种异形螺丝不符合产品通用标准的要求。但是从安全方面来看,生产厂商在插座、插排此类用电器中使用异形螺丝,可以很好地避免因为个人私拆、维修,在后期使用时发生安全事故,毕竟这是一个工作电压高达220V的电能转换器。
除去顶部用于固定了两颗螺丝之外,插座的中部及下部均通过卡扣进行固定。
器件使用及工作原理
通过拆解发现,这款智能插座的内部非常的简洁,直插型元器件以及无线通信模块,均整齐地排列在PCB的正面,贴片器件在PCB的背面。元器件的走线也非常合理,没有出现“飞线”的问题。
通过拆解分析,WiFi智能插座内部结构及工作原理如上图所示。

220V市电从插座火线引脚进入WiFi智能插座内部,进入插座内部后开始兵分两路,其中一路进入PCB板为弱电部分供电,另一路串联在继电器的常开触点上,实现火线回路的通断控制。
进入PCB弱电部分的电流,首先会进入用于威廉希尔官方网站 保护的压敏电阻。压敏电阻对电压的变化比较敏感,是一个可以抑制异常电压的器件。在实际应用中,压敏电阻可以根据两端电压值,控制威廉希尔官方网站 的导通与关断,甚至在电压过高时,压敏电阻还会通过自身击穿的方式保护后级威廉希尔官方网站 不受电压波动的影响。
当电流通过压敏电阻后,会进入位于压敏电阻下方的热敏电阻,进行威廉希尔官方网站 的二次保护,避免威廉希尔官方网站 温度过高或电流过大。
经过二次保护的电流会经过一系列的二极管整流、电容滤波后流向一次降压威廉希尔官方网站 。在一次降压威廉希尔官方网站 中,使用到了一颗丝印为ASZAHB的降压芯片。由于没有查到相关的数据手册及管脚信息,无法经过该芯片初次降压后的输出电压。不过结合后级威廉希尔官方网站 来推断,经过初次降压后输出的电压应该高于3.3V。因为,此款WiFi智能插座的工作电压为3.3V,并且在无线通信模组与一次降压威廉希尔官方网站 中间,还是用了一颗丝印为TRABA的电源管理芯片进行二次降压。
为保证无线通信模组工作的稳定性,在二次降压的输出端与无线通信模组的VDD之间,串联了一颗大电容,用以保证电源供给的稳定性,避免无线通信模组在收发数据时,出现掉电的情况。
在无线连接方面,智能插座直接采用成品的WiFi模组进行联网,实现WiFi数据的传输。WiFi模组内部采用了无线主控+存储的解决方案,主控芯片为博通的BL0907,主要负责无线数据的收发,以及继电器的开关控制
同时,开发者还考虑到在离线状态下,设备无法远程控制的问题,在WiFi模组的侧面设计了一颗可以实现手动控制继电器开关的机械式按键。当使用者按下开关按键时,主控芯片就能读取到来自按键的电平变化,并经过内部处理后,向继电器发送控制开关的触发信号,从而实现手动控制智能插座开关的目的。
结语
总的来说,这款WiFi智能插座的做工还是非常不错的,在有限的空间里,依旧能将元器件的设计,布局得井井有条。并且用料扎实,压敏电阻与热敏电阻对威廉希尔官方网站 的双重保护,进一步保证了设备长期运行的稳定性。
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