Seiring dengan terus memburuknya kualitas udara perkotaan, penyaring udara mobil telah menjadi produk terlaris di kalangan perlengkapan otomotif. Artikel ini memperkenalkan studi kasus desain terbalik kami untuk penyaring udara mobil.
Desain Terbalik Pembersih Udara Mobil
Proses lengkap rekayasa balik pada alat pembersih udara mobil meliputi:
- Desain Fungsi;
- Pembuatan diagram papan sirkuit;
- PCB ke Skema.
Kami akan membantu Anda memahami detail dari langkah-langkah ini.
Desain Fungsi
Sesuai dengan kebutuhan pelanggan, kami akan mengimplementasikan fungsi-fungsi berikut untuk alat pembersih udara ini:
1. Mode berkendara - mode manual dan otomatis
Mode manual: resistansi yang dapat disesuaikan (sinyal tegangan); mode otomatis: sensor kualitas udara (sinyal tegangan). Sinyal tegangan tersebut kemudian diperkuat oleh penguat untuk mengendalikan operasinya.
2. Lampu LED - Pengenalan otomatis kualitas udara
Rancang tiga indikator LED (dengan bunyi buzzer). Kemudian gunakan komparator untuk membedakan ketiga keadaan tersebut, dan kirimkan sinyal ke tiga lampu LED serta buzzer yang sama.
3. Pengaturan kecepatan
Buatlah gelombang segitiga dengan merancang komparator histeresis, gunakan resistor yang dapat disesuaikan (secara manual) atau sensor kualitas udara (secara otomatis) untuk memotong gelombang segitiga tersebut, kemudian hasilkan gelombang PWM melalui komparator, dan gunakan rangkaian push-pull untuk meningkatkan daya penggerak serta mengendalikan sakelar MOS guna mengatur kecepatan motor.
Membuat Diagram Papan Sirkuit
Bagaimana cara mendapatkan skema papan sirkuit dari alat pembersih udara yang sebenarnya? Ini adalah langkah-langkah umum yang mirip dengan produk lainnya.
Analisis Skematik
Berdasarkan fungsi target dan diagram PCB di atas, kita dapat membuat semua diagram skematik modul penyaring udara sebagai berikut:
1. sensor kualitas udara
Pada sensor kualitas udara, sinyal tegangan dihasilkan oleh resistor yang dapat disesuaikan atau sensor kualitas udara itu sendiri, dan sinyal tegangan tersebut diperkuat oleh penguat untuk menggerakkan motor, lampu LED, dan bunyi buzzer.
2. LDO (regulator tegangan rendah)
- Tabung Q4NMOS memiliki fungsi pencegahan sambungan terbalik;
- Model NMOS dapat dipilih sesuai dengan konsumsi daya sirkuit berikutnya;
- R5 digunakan untuk membatasi arus sambil memastikan operasi normal D3 (umumnya di atas 2mA);
- Penguatan konduksi normal Q3 (1–3 mA);
- C7 digunakan untuk penyaringan;
- Tegangan pada D3 distabilkan pada sekitar 5,6V (turun tegangan sekitar 0,7V);
- Vce sekitar 5 V, dan arus sekitar 200 mA.
3. Air status buzzer
- Ⅰ. Saat beralih dari mode kualitas udara baik ke sedang:
B1 berada pada level tinggi (biasanya rendah), mengisi C6 melalui pembatas arus R13, dan mencegah interferensi antar level melalui kontinuitas fase tunggal D2. Setelah mencapai tegangan ambang Q5, Q5 diaktifkan, dan buzzer berbunyi. Waktu ditentukan oleh R13 dan C6 (R*C), hingga C6 terisi penuh (sama dengan tegangan B1).
- Ⅱ. Saat beralih dari mode kualitas udara sedang ke buruk:
B2 sama dengan "Ⅰ".
- Ⅲ. Saat beralih dari mode kualitas udara buruk ke sedang:
C8 dilepaskan melalui R21, dan Q5 diaktifkan hingga tegangannya turun ke tegangan ambang batas, dan bunyi berhenti. Pastikan resistansi pengisian dan resistansi pelepasan konsisten, dan waktu bunyi pada dasarnya sama.
- Ⅳ. Saat beralih dari mode kualitas udara sedang ke baik:
C6 sama dengan "Ⅲ".
4. Penyesuaian Kecepatan PWM
Pada skema pengaturan kecepatan PWM:
Dua tegangan ambang 5V dan 9V dihasilkan oleh komparator histeresis, dan C3 diisi secara seri dengan R27 dan R30. Ketika mencapai ambang 9V, C3 akan terisi melalui R30, dan setelah ditempatkan pada 5V, C3 akan diisi hingga 9V, lalu ditempatkan kembali pada 5V. Siklus ini berulang, sehingga gelombang segitiga yang berosilasi bolak-balik antara 5V dan 9V dihasilkan pada C3, dan frekuensinya ditentukan oleh C3 dan R30 (RC);
Kemudian tegangan DC yang dapat disesuaikan dihasilkan oleh rangkaian pembagi tegangan resistor yang dapat disesuaikan, dan gelombang PWM dengan siklus kerja yang dapat disesuaikan dapat dihasilkan dengan menyentuh gelombang segitiga;
Q9 dan Q12 membentuk rangkaian push-pull untuk meningkatkan arus penggerak tabung MOS;
Untuk mengurangi kerugian switching tabung MOS, ada dua cara: yang pertama adalah meningkatkan tegangan gerbang (tidak boleh melebihi batasnya), dan yang kedua adalah meningkatkan arus penggerak gerbang, sekaligus mencegah osilasi.
