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纯净的硅(中级)

EEWorld邀你来拆解(第五期)—— Gosund CP5 Pro智能排插拆解报告 [复制链接]

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纯净的硅(中级)


  1.         概述

Gosund智能氮化镓插排CP5 Pro有着65W的大功率快充满足了手机、电脑的充电需求;电量统计及功率实时显示对家中电器用电情况了如指掌;丰富的分控智能控制,让家中的非智能设备也能远程、定时开关;为了一探智能排插内部构造和电路结构,在充分使用体验基础上,拆开排插外壳,深入产品内部探索普通家用电器产品的智能化之路

 

  1. 外观与使用体验
     
    1. 外观

Gosund CP5 Pro排插外观如下图:

 

image-20220718102301-1.png  

2-1  Gosund CP5 Pro排插外观

其铭牌参数在背面,如下图:

image-20220718102301-2.png  

2-2  Gosund CP5 Pro排插背面铭牌参数

 

Gosund CP5 Pro排插具有4个二三插座孔,插座孔之间的间距也相对比较大,没有出现那种插座孔间距过小导致一个插头别住另一个插头的反人性设计;

每个插座孔都有对应的按键以及LED指示灯来控制/指示通断状态,也有一个控制整个排插(包括四个插座孔和三个USB充电口)的按键和指示灯。

具有1A+2C一共3个USB充电头,1个指示USB充电口是否充电的对应的指示灯。可以有不同的充电功率组合,最大输出65W;

    1. 普通排插使用体验

仅从普通排插的方式来使用Gosund CP5 Pro,依然能感觉到该智能排插的独立分控插座、独立显示通断状态、以及65W大功率PD快充充电功能等独特新颖的特色功能;给插座孔插入各类用电设备,USB口插入USB用电设备,可以通过各个分控按键,独立地控制,并且按键下的状态指示灯实时显示通断状态。

 

image-20220718102301-3.png  

 

2-3  插座孔、USB充电口的独立分控和总控;

 

USB口的通断则需要在米家App中控制,排插上并未提供独立的实体物理按键,三个USB充电口,1A+2C都可独立输出不同电压和功率,但是总功率最大为65W,当不同的用电设备接入USB充电口时,功率分配方案见铭牌;当插入一个USB充电口后,在将另一个用电设备插入另一个USB口,则根据PD规范,需要重新分配功率,此时所有USB充电口会全部断开输出,然后重新输出,并开展一次或多次用电协商,最终确定用电功率的分配后达到稳定输出。

 

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2-4  同时给PD诱骗器(USB-C口,20V)和mini电扇充电(USB-A口5V)

 

  1. 智能排插——米家App远程遥控和监测

 

按照米家App添加智能设备的流程,将Gosund CP5 Pro智能排插连接到wifi并在米家App中显示,则可以方便的使用手机来遥控操作并监测排插。

    

 

  1. 远程遥控

  2.  

在米家App该设备的页面中间,则是4个分控插座孔、USB充电口,以及底部中间的总控开关的操作/状态显示框;只需要点击对应的框,就可以通过无线传输控制对应的插座孔的通断,并且该框也通过变换颜色来显示对应的通断状态,非常方便;

 

image-20220718102301-5.png  图 2-4  米家App(左)、控制插座孔/USB充电口/总开关的断开(中)与接通(右)

 

遥控并不一定要求手机跟排插处于同一wifi网络中,事实上,将手机wifi断开或者出门在外使用移动通讯网络,或者在其他地方连接到其他wifi中,依然可以控制开关的通断,查看插座通断状态、电能计量监测等信息,跟家里同一wifi网络的操作无任何区别,从而可以无缝实现远程遥控和监测的功能

      1. 电能监测与功率计量

在米家App该设备的页面顶部左边,有“今日用电量”显示框,并且还给出了本月电量数值。右边是“当前功率”显示框,同时给出了当前电流的数值。排插自身的内部电路功耗为1.8W左右,大约550个小时即23天左右耗1度电,几乎可以忽略。

 

点击“今日用电量”的显示框,则进入了“用电详情”的页面,该页面的“日”标签页显示了按天计算的电量柱状图,并且给出了“当日最高功率”和“用电高峰时段”;而“月”标签页,则显示了按月计算的电量柱状图,同时给出了“单日最高用电量”和“日平均用电量”的数值

       

 

3.定时/倒计时开关

 

通过底部左边的“定时”按钮,可以分别独立设置4个插座孔、1个USB充电口、总开关的定时开启、定时关闭、时间段定时,而底部右边的“倒计时”按钮,则可以对它们进行定时开启和定时关闭的操作(开启和关闭取决于当前的状态,当前状态为开启,则设置的是定时关闭,反之亦然)。

 

4.智能排插——小爱音箱智能语音控制(语音控制,需额外录视频)

接入米家App后,就可以对家里的小爱音箱喊话,通过语音控制智能排插的各个插座孔、USB充电口或者总控开关,为了简化,更符合日常生活使用场景,

 

对于已经固定插入某个设备的插座孔,可以将其重命名,方便更加贴合生活,以下视频将四号插座重命名为“电子工程世界”,语音交互控制非常方便。

image-20220719094239-1.png  

2-4  设置语音指令到小爱的界面

 

演示视频如下:


 

  1. 功能评测

       
     
    1. 电能计量测试

    2.  

由于手头缺乏专业的电能计量仪器仪表,只好初步测试,在米家App中,对不同电器以及同一电器的不同档位(功耗模式)下的电能计量与实际设备的用电功率进行粗略对比,基本上电能计量与实际设备功耗相同或接近,如下图,

 

image-20220718102301-6.png

 

3-1  充电功率10W的智能手机(10W,左)、65W额定功率的PD充电头(65W,中)、

 

180W额定功率的电视机(实测约155W,右)

 

其中电视机未开最大音量、最大亮度、最大对比度、液晶画面显示非全白/全黑等因素,造成实测功率与额定满载功率差别;

           

    1. USB-PD快充测试
       
      1. 输出电压测试
           

由于手头没有专用的PD测试仪,只有一个简单的多档位PD诱骗器,用来诱骗出USB-C输出电压并测试,测试发现可以诱骗出5/9/12/15/20V共5个电压档位(PD诱骗器的LED状态灯分别显示红、绿、蓝、黄、紫),如下图:

 

image-20220718102301-7.png  

3-2  PD诱骗器测试USB-C输出电压

 

根据网上的报告,通过采用专业的PD测试仪对该智能排插的测试,还支持PD3.1的PPS_3.3-21V的档位,转载如下:

 

image-20220718102302-8.png  

3-3  PD测试仪测试USB-C输出电压(转载)

 

 2.输出功率测试

  1.  

  2.  

为了测试USB-C口的PD快充大功率输出功能,用一个65W的PD充电头作为对比,支持大功率PD充电的笔记本作为用电设备,分别对比PD充电头和排插USB-C充电口输出功率。测试发现USB-C充电口能够输出最大65W功率,满足商品参数。

 

image-20220718102302-9.png  

3-4  插座孔插入65W快充PD充电头给笔记本电脑充电(65W左右)

 

image-20220718102302-10.png  

3-5  直接使用USB-C1/C2快充PD充电口给笔记本电脑充电(65W左右)

 

 


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TODO-List:

 

  1. 产品构造拆解(部分未完成)
    1. 机械结构与插座

 

    1. 强弱电隔离绝缘的电路板结构

 

  1. 电路结构与重点元器件分析(部分未完成)
    1. 强电部分(继电器通断分控、计量)
    2. 强弱电转换(使用氮化镓器件的反激变换开关电源电路)
    3. 弱电部分(智能模块联网、PD快充、继电器控制、状态灯显示、)

 

  1. 部分电路的逆向还原与DIY设计(TODO)
    1. 强电部分(DIY一个BLE/WIFI遥控、电能计量的智能排插)

虽然这部分电路位于220V强电,但其中的计量、继电器通断都可以在隔离电源模块下进行开发调试,调试好之后,再将隔离电源模块替换为220V转3.3V的KP35026电路,在确保KP35026电路部分的可靠性后,可以尝试尝试,至少可以将隔离电源模块的前提下,将这部分电路DIY出来。

    1. 强弱电转换(无经验,不做)

这部分只学过简单的理论,没有实操经验,而且没有专业的开发工具和测试仪器,只能纸上谈兵,不能冒险随便接入220V进行开关电源设计,否则后果不堪设想,轻则板毁芯亡,重则触电受伤甚至更严重的后果。

    1. 弱电部分(DIY一个PD快充模块)

 

本排插的PD快充模块,采用的是珠海智融的SW3518S方案,市面上已有许多种热销的产品采用该方案,经过查询也有不少DIY采取该方案,也能查询到此类芯片和模块的出售,因此可以DIY一个基于SW3518S的PD快充模块。

 


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楼主测评的相当详细,


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断网状态保存情况如何?主控用的什么?

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断网保持状态,定时功能不影响;   主控是ESP的WIFI-MCU,详细会在下几个章节中给出。  详情 回复 发表于 2022-7-18 12:24

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秦天qintian0303 发表于 2022-7-18 11:42 断网状态保存情况如何?主控用的什么?

断网保持状态,定时功能不影响;

 

主控是ESP的WIFI-MCU,详细会在下几个章节中给出。


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坐等拆机


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写的可真详细,感觉这些智能插座也挺香的。能非常清除的知道设备的使用功耗,而且还可以知道孩子有没有偷偷玩电脑。


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