一個(gè)智能坐便蓋就能實(shí)現(xiàn)多功能智能化如廁體驗(yàn)，這背后的奧秘是什么？今天我們來解析一款智能坐便蓋內(nèi)部的元器件。

智能坐便蓋在國內(nèi)正處于技術(shù)與市場雙重的快速發(fā)展階段。

近年來，通過整合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，智能坐便蓋不僅提升了衛(wèi)生間的功能性和舒適度，還通過智能化技術(shù)，為用戶帶來了更加健康、便捷的生活方式，可以說，智能坐便蓋成為越來越多國人家中衛(wèi)生間的標(biāo)配。

與傳統(tǒng)馬桶不同的是，智能馬桶在產(chǎn)品架構(gòu)上擁有電子電路控制系統(tǒng)、功能模塊、電路組件等電子組件和智能化功能，這使智能馬桶通常具備溫水沖洗、座圈加熱、暖風(fēng)烘干等功能，帶給用戶更好的使用體驗(yàn)。

而這其中發(fā)揮智能化作用的，就是智能坐便蓋。

最近半導(dǎo)體器件應(yīng)用網(wǎng)收到了一款智能便蓋——DAEWOO大宇的DYKG3-505V智能坐便蓋。今天我們來進(jìn)行這款智能坐便蓋拆解。

這款智能馬桶蓋通過三重過濾系統(tǒng)雙段加熱技術(shù)，1秒冷進(jìn)熱出，保持水溫恒定;采用面式加熱技術(shù)，任意30個(gè)發(fā)熱墊溫差控制在±2℃;擁有按摩痔洗、花灑婦洗、助便脈沖等個(gè)性化功能，清洗模式達(dá)到5種，全系功能達(dá)到27種，帶來更智能的如廁感受。

智能化和功能穩(wěn)定性是這款智能坐便蓋的主要特點(diǎn)。從電商平臺(tái)也可以看到，購買用戶對(duì)這款智能坐便蓋評(píng)價(jià)最多的詞條包括“操作便捷”“功能齊全”“優(yōu)質(zhì)好用”等等。

那么，這款產(chǎn)品是怎樣在保持較強(qiáng)穩(wěn)定性的前提下，實(shí)現(xiàn)多功能控制和切換的?讓我們來揭秘一下大宇DYJG3-505V智能坐便蓋是如何帶來智能化如廁體驗(yàn)。

01 | 智能坐便蓋介紹

打開包裝箱可以看到，智能坐便蓋蓋被多個(gè)泡沫板包裝著，起到很好的保護(hù)作用。從箱中拿出這款智能坐便蓋可以感受到產(chǎn)品重量大約在3kg左右，從水箱位到智能坐便蓋前端的長度大約50cm左右。

智能坐便蓋主要由坐便蓋、充電頭、線纜和遙控器組成，其中遙控器可以進(jìn)行多檔調(diào)節(jié)。

智能坐便蓋上蓋貼有使用安全須知和水效標(biāo)識(shí)，從中可以看到該款智能坐便蓋清洗平均用水量約0.5L，單位周期能耗在0.04kW·h。

座圈上貼有著落感應(yīng)標(biāo)識(shí)，并且標(biāo)注使用無菌銀抗菌劑進(jìn)行抗菌加工。

智能坐便蓋左側(cè)部是雙向旋扭式的控制面板，可以旋鈕切換到臀洗、婦洗功能，單按則暫停功能旋轉(zhuǎn)按鈕的設(shè)計(jì)讓使用者更方便切換模式。

智能坐便蓋右側(cè)部貼有產(chǎn)品信息，從中可以看到這款智能坐便蓋的部分參數(shù)：

額定電壓：220V~

額定頻率：50Hz

防水等級(jí)：IPX4

額定功率：1050W

智能坐便蓋部底部可以看到主機(jī)體，左側(cè)布局了入水口，右側(cè)有風(fēng)扇加熱裝置、出風(fēng)口和電源線。

智能坐便蓋的電源線插頭集成了漏電保護(hù)開關(guān)，從參數(shù)可以看到：該產(chǎn)品輸出最大電流為5A，適合220V交流電，在智能坐便蓋設(shè)備正常工作時(shí)，流過絕緣物或電氣設(shè)備的非工作電流不超過10mA。

02 | 智能坐便蓋拆解

接下來我們對(duì)這款智能坐便蓋拆解，看看里面的設(shè)計(jì)和用料。

智能坐便蓋拆解后可以看到里面位于右側(cè)的主控電路板，主控電路板上使用透明有機(jī)硅膠灌封，以達(dá)到防水的目的;智能坐便蓋左側(cè)布局了自動(dòng)沖水模塊、推桿、沖水控制按鍵等。

03 | 主控電路板

智能坐便蓋拆解后，去掉主控電路板主要元器件的機(jī)硅膠灌封后，可以看到主控電路板的主要元器件。

這個(gè)智能坐便蓋拆解后的主控電路板的主要元器件包括MCU、無線接收芯片、達(dá)林頓驅(qū)動(dòng)器、電源管理IC、電源變壓器、線性穩(wěn)壓器芯片(LDO)、TVS二極管、光耦以及電容、電阻等等。

MCU

該智能坐便蓋拆解后的主控電路板的MCU來自于笙泉科技，型號(hào)為MA82G5B32AD32，封裝形式為LQFP32(7 mm*7 mm)。

這是基于80C51的高效1-T結(jié)構(gòu)的單芯片微處理器，搭載8051內(nèi)核，CPU頻率可達(dá)32MHz，系統(tǒng)頻率最高可達(dá)48MHz，而PWM頻率可達(dá)96MHz，也支持PCA(可編程計(jì)數(shù)陣列)，12位高精度ADC，具有105℃的工規(guī)等級(jí)的工作溫度。

△框架圖

同時(shí)，MA82G5B32AD32是32Pin的封裝，并擁有2組UART，1組SPI和2組IIC接口，有非常多引腳和通訊接口，可供智能坐便器模塊對(duì)接。

此外，主MCU還有32KB的Flash和2KB的RAM空間，可容納更多功能的程序代碼，系統(tǒng)頻率最高48MHz，對(duì)用戶的一些譯碼或者算法運(yùn)算有很大的速度提升;PWM頻率可達(dá)96MHz，控制訊號(hào)上可更加細(xì)致。

該MUC工作電壓范圍為1.8V-5.5V，工作頻率范圍最高為25MHz。

達(dá)林頓驅(qū)動(dòng)器

該智能坐便蓋拆解后的達(dá)林頓驅(qū)動(dòng)器來自于重慶中科芯億達(dá)電子有限公司，型號(hào)為ULN2003A，封裝形式為SOP-16。

這是單片集成高耐壓、大電流達(dá)林頓管陣列，電路內(nèi)部包含七個(gè)獨(dú)立的達(dá)林頓管驅(qū)動(dòng)單路。 電路內(nèi)部設(shè)計(jì)有續(xù)流二極管，可用于驅(qū)動(dòng)繼電器、 步進(jìn)電機(jī)等電感性負(fù)載。

單個(gè)達(dá)林頓管集電極可輸出500mA電流。將達(dá)林頓管并聯(lián)可實(shí)現(xiàn)更高的輸出電流能力。 ULN2003A的每一路達(dá)林頓管串聯(lián)一個(gè)2.7K的基極電阻，在5V的工作電壓下可直接與TTL/CMOS電路連接，可直接處理原先需要標(biāo)準(zhǔn)邏輯緩沖器來處理的數(shù)據(jù)。

無線接收芯片

該智能坐便蓋拆解后的無線接收芯片來自SYNOXO，型號(hào)為SYN590R，封裝形式為SOP-8。

這是一款低功耗、高性能、無AGC外接電容，靈敏度達(dá)到-110dBm，300MHz-450MHz頻率范圍應(yīng)用的單芯片ASK或OOK射頻接收器。

該芯片具有 2.6V - 5.5V較寬的電源電壓應(yīng)用范圍，支持最大 10kbps 數(shù)據(jù)率的典型1527，2262 以及自定義等編碼方式。所有射頻和中頻調(diào)諧，以及自動(dòng)增益控制系統(tǒng)(AGC)都在芯片內(nèi)部自動(dòng)完成，不需要片外調(diào)整，從而降低了產(chǎn)品的可靠性和開發(fā)成本。

它在電路中的主要作用是接收無線信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換為可用的數(shù)據(jù)輸出。

線性穩(wěn)壓器芯片(LDO)

該智能坐便蓋拆解后的LDO型號(hào)為78M05，在電路中主要起到穩(wěn)定電壓的作用，即使在輸入負(fù)載電流變化較大的情況下也能保持穩(wěn)定的輸出。

TVS二極管

該智能坐便蓋拆解后的TVS來自于江蘇長電/長晶(CJ)，型號(hào)為SMBJ15CA，封裝形式為SMBG。

在電源線保護(hù)中，SMBJ15CA可以有效地抑制電網(wǎng)浪涌、電壓尖峰和雷擊等瞬態(tài)電壓事件，保護(hù)電源電路免受損壞。

電源管理IC

該電源管理IC來自于芯朋微，型號(hào)為PN6795D，封裝形式為DIP-8。

PN6795D集成超低待機(jī)功耗準(zhǔn)諧振原邊控制器及650V高雪崩能力智能功率MOSFET，該芯片提供了極為全面的智能保護(hù)功能，包含逐周期過流保護(hù)、過壓保護(hù)、開環(huán)保護(hù)、過溫保護(hù)、輸出短路保護(hù)和CS開/短路保護(hù)等，同時(shí)還集成AC電壓欠壓保護(hù)功能，可通過FB分壓電阻調(diào)節(jié)。

△典型應(yīng)用示意圖

PN6795D在電路中主要起到電源轉(zhuǎn)換與保護(hù)、節(jié)能管理、熱管理等作用。

電源變壓器

該變壓器型號(hào)為EE19。

在電路中，EE19變壓器與開關(guān)管配合使用，通過控制開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間來實(shí)現(xiàn)電壓的變換和穩(wěn)定輸出。由于其小型化設(shè)計(jì)和高功率處理能力，EE19變壓器非常適合用于空間受限但需要較高功率輸出的場合。

光耦

該光耦來自于CT Micro，型號(hào)為CT3063，封裝形式為DIP-6。

由零交叉光電三端雙向可控硅開關(guān)元件組成，該三端雙向可控硅開關(guān)元件以光學(xué)方式耦合到采用6引腳DIP DMC隔離器?封裝的紅外發(fā)射二極管，具有不同的引腳形成選項(xiàng)。

△電路示意圖，圖源：CT Micro官網(wǎng)

它能夠?qū)⒈豢刂频牡碗娖叫盘?hào)通過光耦隔離轉(zhuǎn)換成高電平信號(hào)，從而可實(shí)現(xiàn)免接觸控制，減少輸入輸出之間干擾。

電容

該電路主板共有4種電容，規(guī)格分別為16V，470μF;16V，1000μF;50V,10μF;400V 10μF，主要用來濾波。

以上為拆解的全部內(nèi)容，最后放一張拆解全家福。

04 | Big-Bit拆解總結(jié)

如今市面上智能坐便蓋產(chǎn)品非常豐富，幾乎各商家都打著“智能化”、“多功能”的標(biāo)簽，帶給用戶更舒適的如廁體驗(yàn)。

DAEWOO大宇的DYJG3-505V智能坐便蓋也同樣如此，除了臀洗、婦洗、暖風(fēng)烘干等基礎(chǔ)的智能功能外，水溫、坐溫、風(fēng)溫調(diào)節(jié)等方便功能，以及氣泡清洗、溫暖座圈、座蓋緩降等舒適功能，都能給用戶帶來更智能和豐富的體驗(yàn)。

與其他智能坐便器不同的是，這款智能坐便蓋的功能切換通過遙控器和雙向旋鈕兩種方式進(jìn)行。因此，功能切換的精確性和可控功能的豐富性，是對(duì)這款智能坐便蓋主控電路板的要求。

另外，由于能實(shí)現(xiàn)多種功能轉(zhuǎn)換，每種功能應(yīng)用的穩(wěn)定性，也是對(duì)主控電路板的MCU核心要求。

通過拆解我們能看到，透明有機(jī)硅膠灌封可以很好保證主控電路板在使用過程中不會(huì)由于進(jìn)水而損壞;從拆解分析來看，該款MCU以及其他元器件可以很好實(shí)現(xiàn)相關(guān)目標(biāo)。

DAEWOO大宇的DYJG3-505V智能坐便蓋主要元器件清單

仔細(xì)分析該電路設(shè)計(jì)方案，電源電路經(jīng)由橋整、AC/DC芯片等，將高壓交流電轉(zhuǎn)換成低壓直流電，除供應(yīng)給驅(qū)動(dòng)電路外，需利用LDO再轉(zhuǎn)換至更低壓的5V/3.3V給MCU作為主控芯片供電。

按鍵與顯示區(qū)塊，除了一般按鈕與LED燈模塊外，還具蜂鳴器控制與RF接收訊號(hào)。

座溫區(qū)塊，主要是傳感器的檢測與加熱驅(qū)動(dòng);吹風(fēng)區(qū)塊有溫度檢測與風(fēng)機(jī)控制;水位與噴嘴區(qū)域，需要更精準(zhǔn)的進(jìn)出水閥控制，及水溫檢測與加熱控制。

作為整合最重要的主控芯片，MA82G5B32AD32型號(hào)MCU支持8kV的抗ESD級(jí)別，通訊接口多，可對(duì)接各種不同的模塊，具高頻PWM可控制多組驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，具有高精度12位ADC，可讀取不同傳感器數(shù)值判別更精準(zhǔn)，芯片穩(wěn)定性佳，不易出故障。

細(xì)看各個(gè)電路系統(tǒng)，在電源電路上，應(yīng)用芯朋微PN6795D型號(hào)的電源管理IC進(jìn)行電源轉(zhuǎn)換與保護(hù)，同時(shí)還能進(jìn)行節(jié)能管理、熱管理等智能坐便蓋所需要的功能。

在電驅(qū)電路上，使用ULN2003A型號(hào)的達(dá)林頓驅(qū)動(dòng)器，具有單片集成高耐壓、大電流達(dá)林頓管陣列特性，電路內(nèi)部包含七個(gè)獨(dú)立的達(dá)林頓管驅(qū)動(dòng)單路，將達(dá)林頓管并聯(lián)可實(shí)現(xiàn)更高的輸出電流能力進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。

在電控電路上，該主控電路板使用的笙泉科技MA82G5B32AD32型號(hào)的MCU，在相同核心比較下主頻更高，程序處理速度更快。此外MA82G5B32AD32支持8KV的抗ESD級(jí)別，芯片穩(wěn)定性佳，不易出故障，尤其長期對(duì)人體靜電與氣溫的影響下，產(chǎn)品功能不受影響。

總的來說，該主控電路板集成了多種功能，包括電源管理、信號(hào)處理、用戶輸入輸出等，適合用于需要實(shí)現(xiàn)多功能的智能坐便蓋;電源部分有多個(gè)電容和變壓器，有助于提供穩(wěn)定的電源，減少電源波動(dòng)對(duì)電路的影響，再加上MCU芯片性能特征，實(shí)現(xiàn)了智能坐便蓋功能的豐富性和穩(wěn)定性。

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審核編輯 黃宇