小米米家空气检测仪拆解分析


春节前看到小米新出了一款空气检测仪,价格还不贵,看起来挺好的样子,能测TVOC,PM2.5,温度湿度,还能估测CO2浓度,于是过完春节后下单买了一个,准备拆开分析一下。当时看到的网站上介绍:

开机界面,米家图标,根据介绍屏幕是3.97寸,800×480分辨率的,主界面看起来字体很清晰,当然和手机电脑屏幕没法比。

顶面只有电源开关兼切换按键,长按是电源开关,短按是切换不同显示屏幕。

底面橡胶垫,米家标志和一些参数,基本属于不看的类型。左边翘起来的是我揭开看看下面有没有螺丝,揭开后发现下面是完整的平面,并没有螺丝。

左右两侧是进气孔和出气孔,其中第二张图片的其中一个开孔中可以看到白点,这个白点就是TVOC传感器,在后面的拆解图片里可以看到。

背面只有一个米家标志,和USB Type-C充电口。整个外观设计很简洁。

拿到的时候我就想到是不是从屏幕一边拆开。用吸盘往外拉了拉没有拉动,就想用螺丝刀撬一撬,结果就是图片的样子,屏幕碎了一边。于是也不考虑外观了,干脆把外壳破坏掉,这个就作为研究用的机子好了。

把一边塑料外壳破坏掉以后发现果然是和iPhone结构一样,屏幕和里面结构通过双面胶粘在一起,需要先把屏幕向外拉开才能拆开。和iPhone不同的一点,这个外壳是塑料的,用风枪加热屏幕时候容易把外壳吹变形,维修性-1。

完全打开的外壳,外壳已经报废没法再用了。先拆屏幕会好一些,不过外壳也容易变形。屏幕显示正常,但触摸功能已经失效了。

拆开后的背面,两侧可以看到风道结构,下图中标出来了风道结构。下方是2000mAh锂电池和Type-C接口。锂电池是18650型号的,带保护板。

上图右面的结构,一个Sensirion SGP TVOC传感器,一个Sensirion SHT30温湿度传感器和PM2.5传感器进风口。下面第二张图片可以看到温湿度传感器的型号,TVOC传感器上面没有标型号,在Sensirion网站上搜TVOC只有这一个系列的,尺寸引脚相符,推测是SGP系列的。后面图片可以看到检测仪没有CO2传感器,CO2浓度是根据TVOC传感器数据估计得到的,所以默认没有显示CO2浓度,需要手动打开,并且显示数据不准确。

左边是PM2.5传感器出风口,可以看到里面的风扇扇叶。

屏幕和本体之间用胶固定,用刀割开胶可以分离屏幕和主体。屏幕和主板间用排线连接,将排线插头拔下即可分离屏幕和主板。

屏幕排线上有一个芯片是FocalTech的电容屏触摸芯片,型号是FT6336U,支持两点触摸。

主板正面,四颗大芯片,AXP223是X-Power Tech的电源管理芯片,支持锂电池供电单芯片5路DC-DC转换;R16是全智四核Cortex-A7芯片,支持H264解码,最高支持1080p输出;NT5CC128M16IP-DII是南亚2Gb DDR3L内存芯片;TC58BVG1S3HTA00是东芝SLC NAND闪存芯片,存储检测仪固件和历史数据。

上图右侧是各种传感器,用排线引出。下图中左侧开始是TVOC传感器,光照传感器,温湿度传感器。最左侧排线是电源按键。

USB Type-C接口同样用排线引出,接口焊在单独一块小板上。测试可以支持网易65W Type-C充电器充电。

主板和PM2.5传感器、电池通过排线连接,将两个插头拔掉就可以取下主板。

取下的主板背面,上方和左上方分别是蓝牙芯片和WiFi芯片,其中蓝牙芯片是CSR8811 BLE/Bluetooth4.0双模芯片,WiFi芯片是ESP8089 802.11b/g/n芯片。两个无线芯片天线采用贴片天线设计,上、左边缘两个蓝色的元件就是。主板上预留了很多测试接口,有资料的话应该可以重新编程写进去不同的固件。

主板背面右侧还有一块小芯片,上面有一个二维码,太小了用手机扫不出来。

上面带有两片叶片标志的模块就是PM2.5传感器,和主板用6根电缆连接;下方是18650电池。传感器使用对角的两颗螺丝固定在结构上,拧掉螺丝就可以取下传感器。

这一台的电池生产厂家是惠州德瑞达股份有限公司,电池内部带有保护板。

取下的传感器模块,背面有两颗螺丝,拧掉螺丝可以打开传感器外壳。

传感器两侧的通风口,一侧可以看到里面的风扇。

拆开外壳的传感器,电路板上的标记可以看出是汉王的PM2.5激光传感器,左侧是个风扇,将外部空气送入传感器内部感应区域。实际粒子数量测定值和风速有关,需要根据空气流速进行标定。右下角方框是出风口,下面一张图片可以看出内部风道结构。

下面是外壳部分的风道结构,空气流向用红色箭头标出。空气经风扇进入传感器模块,经过传感器感应区域后通过下方风道流出。

下图是气流在模块感应区域的流向。

拆开顶层屏蔽罩后,可以看到里面是一片STM32F030单片机和一颗TP1252双运算放大器。STM32将采样到的信号处理并转换成数字信号输出。

按相反顺序装回去之后,功能正常,不足之处就是没有能无损打开外壳,只能作为研究样机用了。

最后放一张和霍尼韦尔的检测仪的对比。霍尼韦尔显示的数值乘以50/35之后和小米的数值很接近,其中原因嘛┑( ̄Д  ̄)┍请自己放狗搜。【完】

【补充】这个拆完之后又买了一个,想长期使用。但入手后发现充电时候发热严重,室温只有22°C的情况下用它测得的温度居然有27°C,这还是出风口的温度,用手摸屏幕感觉比手的温度还要高,估计有40度以上。不充电的情况下使用时间很短,不能起到连续检测作用,环境曲线功能也就没有作用了。这样的产品大概只能用来当作单功能的PM2.5检测仪用了。

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