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带温度显示的保温杯,真是不得不佩服这穷尽所有的低成本设计!

2025-03-25 10:00
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最近碰巧家里的保温杯开胶了,于是就顺道把它拆了,每次拆这种小玩意就像开盲盒一样,总是有惊喜。今天的拆解对象如下所示,即一个带温度显示的保温杯盖子:

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拆开后可以看到结构也很明了,最左侧是一个外面的金属外框,中间是电路板,电路板由一个电容按键(导电泡棉),一个sop8的单片机,一个数码管(设计的很好),几颗电阻,温度传感器组成。

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可以看到在电路板后面有一个温度传感器,一个CR2032纽扣电池(3V)供电。

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先卖个关子,大家可以猜测一下这个温度传感器是什么类型的,是热电阻还是热电偶呢?

因为这个电阻的样子,很多人以为是热电偶。但是很显然这个不可能是热电偶,原因有以下两点:

1.热电偶价格贵。

2.热电偶产生的热电势很小,这种很便宜的单片机不可能有这种高精度ADC实现采集(可能得16bit的ADC,一般都是24bit)。

某宝搜了一下,这个漆包线热敏电阻的价格大概一毛多一根,很便宜,搜索关键词为:漆包线热敏电阻。价格也是很便宜。

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然后我看了一下电路板背面,发现这个数码管很奇怪,因为他并不是插件的,而且从正面看,也可以看到他也并不是贴片的(没有看到贴片管脚)。所以我就想,难道是斑马条的?类似液晶屏那种?

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抱着对数码管的好奇,我就将电路板背面的四个白色的数码管固定点剪开了。打开的瞬间,原来如此,原来是贴片LED 数码管的结构罩子。这个设计很好,而且很灵活!拆开后这电路简直是耳目一新,挺好玩的设计!

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然后再看一下这个电路板的功能和单片机管脚:一个温度检测(电阻分压),需要一个管脚采集。一个电容按键检测,需要一个管脚采集。一个电源一个地,两个管脚。然后查了一下LED的数量,两位7段数码管 一位摄氏度℃显示,一个绿灯显示温度合适,一个红灯显示温度烫嘴。总共17颗LED灯??!那么抛开VCC,GND,电容按键,温度检测,只剩下了4个管脚!

那么4个管脚可以控制17个灯吗?答案是肯定是不可以的,按照查理复用法,最多4个管脚只能控制12颗灯(2*6)。4个管脚的查理复用如下所示(电路图摘取自公众号《电路啊》):

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所以说这个电路板设计还是很巧妙的,他应该是从ADC检测温度或者是从电容按键检测的两个管脚中,有一个复用为了输出,以控制LED。总体应该是5个管脚的查理复用法。设计的真是有意思!


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