3C王者

產品開發是一項有個性的行為，專業知識，設計經驗，眼界視野無不體現在產品上，文如其人，產品也如此。以下供大傢參考，歡迎指正。

這臺小米一代空氣凈化器顏值太高，完美物化瞭周敦頤筆下愛蓮說“中通外直”，“不蔓不枝”，“亭亭凈植”的意境。

在閑魚拍瞭一臺小米一代空氣凈化器不配過濾器，150圓加19圓順豐快遞，超值。下午拍的，東莞賣傢晚上打包發貨，第二天中午收到，物流的高效便利，不得不贊。收到後馬上聯手機APP,再去小米冰箱設置顯示PM2.5.哎一切都那麼順理成章

讓我們開啟秀外慧中，蕙質蘭心的探索之旅

花瞭大概兩個小時拆解，清洗，第二天估計四個小時安裝，分析，測量，拍照。完美的機器再現!

在海駿達的小米店沒有一代空氣凈化器，隻有在淘寶，閑魚等網店才見其倩影。看到機器第一眼我就在犯嘀咕，要保持負壓才能保持空氣過濾的進行，怎麼頂上還開兩處測窗卸壓?帶著疑問開工瞭。

機器底部可以看到這臺機器是2015年生產的，五年一轉眼。

取下機器底蓋部四顆自攻釘

可以看到位於機器底部的開關電源板，為發燒而生，是否有點熱血沸騰，不知道現在的PRO上面還有這個SLOGAN.

看看這個一類電器的接地細節，是否有悖BG4706.1或EN60335-1?歡迎大傢發言。

取下指示燈的接插，但是取下關電源的插線就犯難瞭，還得去掉電路板及安裝盒的八個自攻釘。按安裝和拆解便利性解讀，這個開關電源的接插件應該放在外露面，這樣接插一松，整個板就和機體分離瞭。對產品總裝和維護都提供便利。

移開開關電源地板，就看到過濾器的鎖緊機構。一塊固定旋轉板，一塊提升板，靠斜面提升，旋轉板有卡扣定位機構，簡單實用。

取下濾芯提升機構就要拆邊板瞭。邊板的設計很點贊，都是用卡扣固定，而且尺寸做的非常到位，外觀縫隙均勻一致，非常漂亮。先拆兩塊小的帶孔邊板，用鑷子擠壓孔裡的勾塊，就可訂出。

註意大的網孔側板有自攻釘固定，取下後用捏子頂孔中倒扣，就可以取下。

去網孔側板的視圖。

有一層黑色燈芯絨佈樣，應該是對濾芯起密封作用的。

把這個面上自攻釘全部取下，就看到裡面的風機瞭。註意這個板上有個檢測濾芯門的開關，要拔掉接線。

要取下無孔側板，也是個挑戰，勾扣結構依然大放光彩，結實，漂亮。先拆大的無孔側板，勾扣松緊，還是下不來，以斷瞭兩個溝口的代價取下來，也意識到這個板也有兩個螺絲固定。

正確的拆解是從上面開始，先旋轉護罩，把扇葉取下，取下護罩的外圈，這圈是靠扣固定的，隻能強行取下，因為零件比較薄，拆下過程變形比較大，但是沒有裂。可以看見無孔側板的固定自攻釘。拆下後就可見機器的核心瞭，原來是一個聯級風機，是兩個串聯的風機。

這個是整機前面方向，有控制電路板。上面的SLOGAN清晰可見

另外一面是背面，PM2.5的檢測傳感器就在這瞭。

一拆開，SHARP，好東西，請大傢看個詳細，應該是紅外或激光檢測類型的，中間的孔是空氣通道。一個發射器，一個接收器。發射出來的光束，如果空氣絕對無顆粒，接收器是感應不到光的存在，空氣中存在顆粒時候，每個顆粒都會對光產生散射，接收器就會感應到散射的光，顆粒越多，污染越厲害，接收器接收的散射光越多。這種產品的難點一是零和飽和值的標定，上面有一個微調電阻，應該就是調節標定零和飽和值的，是否應該有兩個?難點之二就是批量生產的一致性。

接收器和發射器前方都有透鏡，非常幹凈。因為這處空氣流動非常有限。

從下面開始拆風機，去掉四顆自攻釘，可以看見風輪，拆風輪的時候，覺得風輪螺母不是擰的很緊，拆下風輪後才發現有好設計。

風輪和軸的連接處，聯結法蘭和風輪之間是有橡膠件隔離的，對於減低啟動時候的沖擊噪音和平穩運行時候隔離葉輪震動對機體的影響，起非常大的作用。這個設計我最早是在日本人設計的塑封電機轉子和軸的聯結上看到的。在EBM外傳子的風機上，電機固定軸和風機的聯結上，也有類似結構。很有效。也是因為這個橡膠，拆螺母的時候感覺螺母擰的不是很緊。

有留意到這個風輪六處通風空嗎，按常理，這種葉輪這六處位置應該是封閉的，他的存在會導致風壓和風量的損失，同樣左側電機安裝位置的六個孔也會導致風壓及風量的損失，為何要這樣的設計?留住這個話題。

另一側扇葉也有這個橡膠機構

取下為發燒而生的主控板，上面可以看到APP聯結模塊。取下12顆自攻釘，整個風機三截就完全拆解開瞭。

把電機取下來，發現四顆電機固定螺絲安裝處也是用橡膠件隔離的，電機的震動和機體隔離。這個電機軸伸處機體也有個橡膠隔離結構，這個值得商榷。隔空是最好的隔離，如果電機四個安裝支架足夠強度的話。這裡明顯是畫蛇添足瞭。元芳你如何看?

拆開電機外殼，赫然NIDEC電機，NSK軸承，幹貨呀。

直流無刷電機在風機的實際應用中，電機的溫升是非常低的，設計上可以基本不用考慮溫升的影響（我做過的案子都是這樣，當然要經過測試驗證），機械密封顯得更重要，因為空氣的流動帶來大量的粉塵，油泥對電機，特別是帶電路板的外傳子電機，都會對電路板，軸承得等帶來硬傷。我一直主張電機采用全密封結構，塑料外殼上的空洞都可以封起來。這款機的電機是外置於風機空氣通道，內置的驅動電路板還是比較幹凈。

再看看這個細節，居然是膠磁（傢電行業從性能和成本看依次是粘接銣鐵棚，註塑磁鐵，膠磁）

去掉頂部扇葉附近結構。勾扣和自攻釘聯結一起使用。

來個風機拆解後的全傢福

清洗後，所有有零件來個全傢福。

第二天，在把他們裝起來就輕車路熟瞭

欣賞下裝好的風機

再把外殼，有孔側板支架裝好，底盤裝好。可以通電瞭。

接地那增加瞭一個菊花墊和彈性墊片。

你看看是否想像肌肉男秀肌肉?

用牙簽把濾芯門檢測開關置通

用透明膠把頂部防護罩開關置通。

在在扇葉上貼個反光鋁箔，沒有放濾芯的狀況下通電測試四個檔位輸入功率及轉速

把濾芯裝上後再次測量輸入功率及轉速

測試數據有些讓我吃驚，裝上濾芯後，輸入功率幾瓦內提高，轉速級基本不變。這個風機居然是用恒轉速的工作模式

把側板全部裝好再測試。

裝之前來瞭個全傢福

先裝小的側板，再裝大的側板，最後把側板頂的固定自攻釘裝好。原來側板頂端有些撬傷的痕跡，用刀均勻休整，去掉翹痕。

哎，斷瞭的勾扣還是也裝上吧

把機器掉過頭來，裝帶孔側板。

這四個自攻釘兼固定大的帶孔側板，先取下。

這16個孔，什麼作用?後話

先裝大的側板，先把勾扣塞入自攻釘安裝位置

裝上自攻釘

裝帶濾芯入口的帶孔側板

發現底蓋和帶孔側板之間有互扣結構，先取下底蓋

再把帶孔小側板裝上，裝好底板，機器基本復原。

側板裝好後，不裝濾芯，再次測量輸入功率及轉速

裝好濾芯後再次測量

四次輸入功率和轉速的測試，確認產品風機是工作在恒轉速狀態。

在風機和含風機的整機產品行業，為瞭提高風機系統的流體動力學效率FDE(Fluid Dynamics Efficiency)和實際通風效果,直流無刷電機一般都會使用恒扭矩或恒功率的工作方式（這種特性和一般交流感應電機特性是類似的)，這種工作方式能保持較好的風量和風壓。恒轉速的工作方式風壓很小，特別是當濾芯使用一段時間後,粉塵會使進風有效面積減少,這時候需要加大風壓,恒轉速的工作方式實際上是不利於過濾系統高效工作。

上面電機啟動時候有機械卡啦的沖擊噪音，拆下電機時，手撥電機軸轉動很平順，滴瞭點橄欖油，希望能有好轉，實際噪音還是存在，估計是驅動和電機配合問題。新機器肯定不存在這種噪音，不然那個SLOGAN太虛偽，唯一的解釋是膠磁的轉子磁性有變化。這種變化和電機停機模式有關系，測試發現機器關機後，電機是帶剎車功能的，就是停機後扇頁急停。這種模式對於凈化器類型的產品是沒有意義的，實際停機後扇葉靠慣性不需要幹預，自由狀態停止就好，帶剎車，特別是最大檔急速停止，是對轉子磁特性有影響的，貼別是膠磁，矯頑力指標比較底。以上關於啟動沖擊噪音隻是邏輯上的分析，希望小米深資產品工程師給出真相。

下次去海駿達城小米店，仔細聽聽新機器是否有這個啟動沖擊噪音。

把頂部擋板和防護網罩裝上，機器就完全復原瞭。

濾芯門的拉手不太對勁，拆一看，一邊的支撐軸斷瞭，用個M3的螺絲搞定，太有才瞭

看看那個電源線，是否應該在這個門上想點辦法，可以裝進去，或可以纏繞在一起，不至於留瞭一個尾巴無處藏身。

至此，機器再次完美再現。

整機外觀設計簡單明快，八塊側板線條的切割和制造工藝的保障，用天衣無縫來形容無過。在我的眼裡，這是我看上一眼就會喜歡的那類。

整機設計是個系統工程，整機的的細節可以看出一傢公司研發管理水平和研發設計能力。

這臺空氣凈化器的非風機部分的結構設計可以說是爐火純青，相當老道，一定是一個有五到十年以上設計師傅或團隊的傑作，大量精密勾扣的設計，讓整機的生產制造過程有很高的便利性和效率，同時保證瞭整機外觀看不到一顆螺絲釘，而且所有相互裝配零件之間的間隙非常一致，整個外形看上去非常平順和諧。表面的啞光紋路處理非常有質感。當然這和好的模具不無相關。有日本設計工程師的影子。

機器頂部擋板和側板之間有條槽溝，五年使用的機器，這槽溝就比較藏污納垢瞭，合適的結構應該是擋板外尺寸做大到側板的外尺寸，把側板做短些，就是擋板蓋住側板的頂部，這樣就沒有這條槽瞭。頂上因為擋板顏色的差異就會多瞭一圈灰色環，可以把底蓋的邊緣加寬，帶孔側板做短點，那麼機器底下也會有一環圈灰色環，如果把底蓋也改成灰色，這樣上下揮應，整個外形看上去非常平順和諧依舊。

風機的設計，最大的疑惑就是扇葉的恒轉速設計，客觀的說這是敗筆。另外串聯式的風機結構實際效果可能不一定有預期的好，米後續幾款產品高度大減，估計去掉瞭上面那級風機。非常成熟的的勾扣設計，在這個三段的風機外殼上卻沒有使用，而是用瞭8顆粒自攻釘，為何不用勾扣，隻能解釋為是設計風格不同的工程師所為。下圖風機下段與頂部扇葉周邊結構的聯結有用勾扣聯結。設計呀，就是讓人琢磨不透，為啥沒有慣性呢?

同樣的慣性缺乏出現在PCBA的固定上，需要固定的有五塊，開關電源，主控板，復位按鈕板，啟動按鈕板，檔位指示板，除瞭啟動按鈕板大膽的沒有使用固定自攻釘，每塊都有自攻釘固定，但實際這塊啟動按鈕板是應該至少用一個自攻釘固定的，因為一個定位孔不能確保位置正確，上面的擋板轉配的時候需要敲擊和按壓，這個板是有可能錯位的。還有就是PCBA安裝孔及安裝柱的設計，現有的設計比較直接，自攻釘穿過PCBA上的預留孔，直接固定在塑料的安裝柱上。幾處都有出現PCBA上預留瞭定位孔，機體上有小凸柱子，相互配合定位。這個設計最大的問題是電路板受自攻釘的壓力比較大，而且四個自攻釘在電路板上產生的壓力無處釋放。我喜歡的設計是在安裝柱上設計出臺階，臺階的高度和比PCBA厚度大0.2左右，PCBA上的孔比臺階外徑大0.4左右，板可以輕松放入，不需要另外的定位結構，自攻釘打到位後，自攻釘頭會輕壓電路板無法上下攢動，因為臺階高度的限制，PCBA不會受很大壓力。直徑方向，0.4的間隙隨著自攻釘的打入，間隙變小，能精確定位又不至於板受張力。這種結構用這個臺階既是定位孔又是安裝孔，隻要上對角兩顆自攻釘就好。下面圖片供參考。

關於SHARP的空氣質量傳感器，PM2.5傳感器?

這種類型的傳感器都是基於光學原理，一個發射一個接收，通過發射光照射空氣中的顆粒，顆粒的散射光線被接收，根據接收到的光線的強弱判定顆粒物的多少來定義PM值。日本SHARP在做的活兒，就肯定不是容易的事。可以想象一下標定這類型的產品，要送入幾個，幾百個，幾千個空氣顆粒，在靜態，在動態，穩定的速度，在不同的溫度顆粒特性的變化，發射器和接收器都是半導體器件，靜態工況的設置，半導體器件的離散性，接收端對不同顆粒散射光線的識別率，分辨率，輸入光線和輸出電流的非線性對應關系等太多的多因素多水平的不確定性，即便有高超的半導體器件制造工藝，軟件對檢測數據的修正和插補，這個領域依然是難以跨越的巔峰。

這個器件的應用同樣充滿挑戰，要實時檢測空氣中的顆粒物，必須有穩定流量的氣體通過傳感器，不然他測試的就是局部位於傳感器中的空氣。小米機器中的傳感器位於機器上部後方，四片無孔側板和風機外殼構成瞭一個相對密閉空間。原理上分析，這個相對密閉的空間應該形成持續穩定的負壓，讓空氣以恒定的速度流量經過空氣質量傳感器，傳感器得以穩定測試空氣中顆粒數量，現有的傳感器內置沒有看見空氣速度或流量的檢測器件（比如發熱器件，通過檢測器件阻值變化定義速度，速度越快，發熱器件溫度越低，表征的阻值越小）。這個恒定的空氣流動速度對於PM的準確顯示至關重要。下部風機葉輪上的開孔和電機安裝位置的開孔都產生負壓，中間隔板那16個孔是直通大氣的，對這個區域實際起到泄壓作用，這個怎麼解讀?如果要恒定的風速流過傳感器，整機有強力大中小四個檔位，不同的整機風量，產生的負壓是不同的，唯一的解釋就是靠著這十六個孔來補償隨著檔位升高負壓的加大，實現傳感器區域的空氣保持恒定的風速。具體效果沒有測試條件，隻能如此邏輯分析瞭。網傳小米一PM顯示不準確，原因不得而知，如果後面幾代還是這種結構，估計也就一樣瞭。這種方式隻能用簡單不精確來表白吧。為負壓而在風機和葉輪上開的孔，實際對過濾效果是有影響的，特別是在高檔。當然有很經濟更高效的設計，暫且不表。該文的續編在醞釀中，屆時該處的設計和嶄新的整機設計將會托出。

為發燒而生，是這篇文章的出發點。機器弄好後外出度假四天，一直在構思這篇大作。這篇文章花瞭四天的空閑時間，我打羽毛球的休息時間都用上瞭，今天畫上句號。謝謝

科技以人為本

設計以發燒為準

發文前幾秒有個念頭，這個產品如果出售全套散件，給喜歡動手的大小男生女生，那是莫大的幸福事。

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