کالبدشکافی هاوربرد Swagway؛ بررسی معماری داخلی و راز باتری‌های جنجالی

قبل از اینکه قاب رو باز کنیم، بیایید نگاهی به مشخصات روی کاغذ این هاوربرد بندازیم تا ببینیم چه قابلیت‌هایی داره:

← بدنه بیرونی ساخته شده از پلاستیک سخت و مقاوم ABS که در برابر ضربه تحمل بالایی داره.

← رینگ‌های آلومینیومی که با تایرهای لاستیکی ضخیم پوشونده شدن.

← حداکثر سرعت دستگاه حدود 16 کیلومتر بر ساعت (10 مایل بر ساعت) هست.

← ابعاد فیزیکی: 23 در 7.3 در 7.3 اینچ.

مجهز به باتری لیتیومی که روش عبارت "برند باکیفیت بالا" درج شده (البته باید داخلش رو ببینیم تا مطمئن بشیم!).

زیر دستگاه با یه سری برچسب هشدار جالب و البته کمی ترسناک روبه‌رو می‌شیم. عبارت "خطر مرگ یا جراحت جدی" خیلی راحت روی بدنه چاپ شده؛ انگار نه انگار این یه وسیله تفریحیه!

← از طرفی جای خالی بعضی از تاییدیه‌های استاندارد روی برچسب حسابی تو ذوق می‌زنه و آدم رو به شک میندازه که آیا این دستگاه واقعا تست‌های ایمنی رو کامل پاس کرده یا نه.

اول قاب‌های زیرین رو باز می‌کنیم. خوشبختانه فقط از پیچ‌های چهارسوی معمولی استفاده شده و خیلی زود به قطعات داخلی می‌رسیم.

اوضاع داخل بدنه... بد نیست! با توجه به سابقه این بردها، انتظار داشتیم با یه سیم‌کشی شلخته روبه‌رو بشیم، اما همه‌چیز نسبتا مرتبه.

زیر هر کدوم از پدال‌های پایی، دو تا سنسور مادون قرمز (IR) قرار داره. وقتی پات رو روی پدال فشار می‌دی، یه قطعه پلاستیکی بین فرستنده و گیرنده قرار می‌گیره. وقتی هر چهار سنسور مسدود بشن، دستگاه می‌فهمه که تو کاملا روی برد ایستادی و آماده حرکتی.

این سوییچ‌های نوری پشت دو تا برد ژیروسکوپ قرار گرفتن (برای هر چرخ یک برد مجزا). روی هر کدوم از این بردها قطعات زیر رو پیدا کردیم:

← تراشه 6 محوره ژیروسکوپ و شتاب‌سنج ساخت شرکت Invensense برای حفظ تعادل.

← میکروکنترلر 32 بیتی با معماری ARM ساخت شرکت GigaDevice.

← رگولاتور ولتاژ 5 ولت و 0.5 آمپر مدل CJ78M05 از برند JCET.

حالا می‌رسیم به ستاره اصلی این کالبدشکافی؛ همون پک باتری لیتیوم یونی که تو اخبار حسابی جنجال به پا کرده بود. اینجا یه پک باتری 36 ولتی با ظرفیت 4.4 آمپرساعت داریم که معادل 158 وات‌ساعته. برای اینکه درک بهتری داشته باشی، این ظرفیت تقریبا چهار برابر باتری یه تبلت بزرگه.

روی برچسب کلمه Shilly-car نوشته شده که احتمالا یه اصطلاح رایج چینی برای اسکوترهاست.

وقتی روکش رو باز می‌کنیم، یه پک تمیز از 20 تا سلول باتری از برند معتبر LG همراه با یه برد محافظ می‌بینیم. دیدن یه برند معتبر تو این بخش واقعا خیالمون رو راحت کرد!

ولتاژ اسمی این سلول‌ها خیلی بیشتر از اون چیزیه که روی روکش نوشته شده. چون باتری‌های لیتیوم یونی نباید کاملا تخلیه بشن، برد محافظ طوری برنامه‌ریزی شده که ظرفیت رو محدود کنه تا عمر باتری طولانی‌تر بشه.

صحبت از برد محافظ باتری (BMS) شد؛ این برد ساخت شرکت Shenzen Dalishen Technology هست.

جالبه بدونی عکسی که خود این شرکت از محصولش منتشر کرده، کیفیت لحیم‌کاری خیلی بهتری نسبت به بردی داره که ما تو این دستگاه پیدا کردیم!

← چهار تا قطعه بزرگ روی برد، در واقع ماسفت‌هایی (MOSFET) از شرکت GuangDong Mosfet Semiconductor هستن که وظیفه مدیریت شارژ و دشارژ رو دارن. اما پایه‌هاشون با یه لحیم‌کاری خیلی ضعیف و نازک به برد وصل شده.

تا اینجای کار، این لحیم‌کاری ضعیف تنها نکته نگران‌کننده‌ایه که دیدیم. این پایه‌ها موقع شارژ و حرکت دستگاه باید جریان برق بالایی رو از خودشون عبور بدن و لحیم ضعیف می‌تونه باعث داغ شدن و خطرات جدی بشه.

سیم‌های برقی که به موتورها می‌رن، ترکیب رنگی خیلی نامنظم و بی‌ربطی دارن. اگه خواستی دستگاهت رو تعمیر کنی، حتما قبل از باز کردن سیم‌ها ازشون عکس بگیر تا گیج نشی.

این اتصالات روی برد اصلی به عایق‌بندی و پشتیبانی بهتری (مثل استفاده از چسب حرارتی صنعتی) نیاز دارن تا بر اثر لرزش‌های مداوم قطع نشن.

بریم سراغ برد اصلی دستگاه و یه نگاه سریع به قطعات مهمش بندازیم:

← پردازنده اصلی ARM Cortex-M3 مدل GD32F103 ساخت GigaDevice.

← شش عدد درایور موتور پل (Bridge) که هر کدوم از دو ماسفت بزرگ تشکیل شدن.

← رگولاتور ولتاژ 5 ولتی مدل CJ78M05 از برند JCET.

← دو جفت مقاومت 0.007 اهمی (با کد R007) در مسیر ورودی برق.

استفاده از این مقاومت‌ها با مقدار اهم بسیار پایین، برای تشخیص جریان عبوریه. این قطعات کمک می‌کنن تا اگه موتور قفل کرد یا فشار زیادی بهش اومد، سیستم بلافاصله برق رو قطع کنه.

برای بخش جذاب بعدی، یکی از این چرخ‌های به شدت سنگین رو باز کردیم تا ساختار موتور براشلس (Brushless DC) رو از نزدیک ببینیم.

داخل موتور پر از سیم‌پیچ‌های مسیه. سه تا کابل ضخیم برای تامین قدرت (هر کدوم برای یک فاز موتور) و پنج تا سیم نازک‌تر برای سنسورهای اثر هال (Hall Effect) وجود داره که موقعیت دقیق چرخش رو به برد گزارش می‌دن.

برد کنترلر موتور با استفاده از دیتای همین سنسورها متوجه می‌شه چه زمانی باید جریان رو تو سیم‌پیچ‌ها سوییچ کنه تا حرکت چرخ‌ها کاملا نرم و بدون لرزش پیش بره.

قبل از اینکه کار رو تموم کنیم، بیایید یه نگاه سریع هم به شارژر دستگاه بندازیم. مخصوصا که گزارش‌های زیادی از آتش‌سوزی به خاطر شارژرهای غیراستاندارد منتشر شده بود.

راستش رو بخوای ظاهر داخل شارژر کمی شلخته‌ست و پر از چسب‌های اپوکسی بی‌نظمه، اما بررسی‌های تخصصی مدار نشون می‌ده که طراحی این شارژر کاملا اصولی و پایدار به نظر می‌رسه.

مدارش در واقع یه منبع تغذیه سوییچینگ فلای‌بک (Flyback) استاندارده. هیچ قطعه محافظتی برای کاهش هزینه حذف نشده و سازنده سعی نکرده شارژر رو بیش از حد کوچیک و فشرده کنه (کاری که اپل معمولا می‌کنه)، برای همین مدارش فضای کافی برای خنک شدن داره. پس اگه یه هاوربرد Swagway اصلی با شارژر اورجینال داشته باشی، احتمالا جای نگرانی برای شارژ کردنش نیست. روی برد شارژر این دو تا نکته هم توجهمون رو جلب کرد:

← کنترلر PWM بهینه و کم‌مصرف مدل LD7575 از شرکت Leadtrend.

← بریدگی‌های دندانه‌دار روی فیبر مدار چاپی که در واقع اسپارک گپ (Spark Gap) هستن و از مدار در برابر نوسانات شدید ولتاژ محافظت می‌کنن.

به پایان این کالبدشکافی جذاب رسیدیم! این هاوربرد از نظر تعمیرپذیری نمره خوب 8 از 10 رو می‌گیره. ما تو تیم "آیسی‌مدار" از طراحی داخلی این گجت و کیفیت سلول‌های باتریش راضی بودیم و به نظر می‌رسه اگه نسخه اصلیش رو بخری مشکل خاصی نداشته باشی. یادت نره لینک این کالبدشکافی رو برای دوستات که عاشق گجت‌های برقی هستن بفرستی! در ادامه نکات مثبت و منفی تعمیر این دستگاه رو بررسی می‌کنیم:

← طراحی کاملا ماژولار و استفاده عالی از کانکتورها باعث شده تا تعویض قطعات مختلف دستگاه خیلی راحت و بی‌دردسر باشه و نیازی به لحیم‌کاری‌های پیچیده نباشه.

← برای باز کردن دستگاه فقط به یه پیچ‌گوشتی چهارسوی معمولی نیاز داری و هیچ پیچ امنیتی یا خاصی توش به کار نرفته.

← باتری که معمولا یکی از قطعات مصرفی تو این گجت‌هاست، دسترسی خیلی راحتی داره و کاربر می‌تونه خودش به‌راحتی عوضش کنه.

← رنگ‌بندی سیم‌ها در بخش موتورها ثبات نداره و بی‌نظمه، که همین موضوع می‌تونه موقع سرهم کردن دوباره دستگاه، تعمیرکار رو حسابی گیج کنه.

← ما نتونستیم تایر لاستیکی رو از روی رینگ جدا کنیم؛ این یعنی اگه لاستیک ساییده بشه، احتمالا مجبوری کل مجموعه چرخ و موتور داخلش رو با هم عوض کنی که هزینه نسبتا زیادی داره.