有些生活痛点看似微小，一旦被解决却能带来极大的便利。例如，晚上想在抽屉里翻找一件小物品，要么需要摸索着去开房间主灯，要么得举着手机照亮，过程颇为不便。
今天我们要深入拆解的，正是为解决这一场景而生的产品——Yeelight（易来）迷你智能抽屉灯。
这款产品主打“即贴即用”，内置可充电电池，通过传感器实现自动开关控制。
那么，它是如何精准判断抽屉开合状态的呢？其内部的电路设计又有哪些巧妙之处？通过本次硬核拆解，我们将一探究竟。
一、外观与功能概览
Yeelight这款抽屉灯采用了极简的工业设计，纯白色的长条形机身，正面印有品牌Logo。机身一侧是大面积的导光板，确保出光柔和均匀。
机身侧面配备了目前主流的Type-C充电接口，这一点非常友好，无需为这个小设备单独保留过时的Micro-USB线缆。
正面设有一个圆形实体按键，用于循环切换三种工作模式：
- 常亮模式：作为临时手电筒使用。
- 关闭模式：设备完全断电，适合长期不用的场景。
- Auto自动模式：核心功能模式，依靠传感器实现自动感应开灯。
在设备的顶部，可以看到两个类似LED的小元件，这其实是红外对管，也就是整个系统的“感知器官”。
其工作逻辑基于红外反射原理：
- 抽屉关闭时：挡板距离传感器很近，红外发射管发出的光被强烈反射回来，接收管收到强信号 -> 单片机MCU判断为“关闭”状态 -> 控制熄灭照明LED。
- 抽屉打开时：前方空旷，红外光发散出去后几乎没有反射（或反射极弱）-> 接收管信号微弱 -> MCU判断为“打开”状态 -> 控制点亮照明LED。
这与常见的红外接近开关工作原理一致。
二、结构拆解
话不多说，直接开始拆解。我们从产品背面入手。
从标签可知，产品名称为“Yeelight红外感应抽屉灯A6”，型号为“YLCTD001”。外壳采用卡扣封装，需要使用撬棒沿缝隙小心撬开。
打开后，内部结构一目了然：一块PCB主板、一块锂电池，以及镶嵌在背壳上的一块银色磁铁（用于吸附式安装）。
将PCB主板和电池从外壳中取出：
整个结构非常简单，未使用任何螺丝，降低了外壳成本和组装难度。接下来我们细看电路板。
电池通过导线直接焊接在主板上。这是一块软包锂电池，标称容量为350mAh，电压3.7V。对于这种短时点亮、低频使用的设备，配合低功耗设计，续航能力可以得到保证。
再看电路板背面：
背面的9个黄色大颗粒是LED灯珠。值得注意的是，PCB采用了白色阻焊油墨，这在家居照明类产品中很常见，目的是提高反光率，防止光线被深色PCB吸收，从而提升出光效率。
三、电路原理深度解析
接下来，我们根据实物PCB测绘并还原出它的电路原理图。
下面我们从电源输入开始，逐一分析各个功能模块。
1. 充电管理电路
Type-C接口输入的5V电源（原理图中标记为USB_5V）为充电管理芯片U2供电。
仔细查看Type-C接口附近的一颗SOT-23-5封装芯片U2，其丝印为“LTH7”。
这是一颗非常经典的线性锂电池充电管理芯片（常与LTC4054或兼容型号对应）。它支持恒流/恒压充电，外围电路极其简洁。
这类芯片的充电电流可通过其第5脚（PROG引脚）外接的电阻进行编程设定。
图中，这颗电阻是R4，阻值为4.7kΩ。根据LTH7数据手册公式，充电电流计算如下：
1V ÷ 4.7kΩ × 1000 ≈ 212mA
为什么设定为212mA？这体现了工程师的平衡艺术：
产品内置电池容量为350mAh，212mA的充电电流对应的充电倍率约为0.6C。
- 考虑温控：LTH7是线性充电芯片，输入输出电压差会转化为热量。若采用1C（350mA）充电，这颗小芯片在密闭空间内会严重发热。
- 考虑速度：若电流过小（如100mA），充电时间将长达3-4小时，体验不佳。
212mA是一个折中点：芯片仅微热，约2小时即可充满，兼顾了安全、寿命和用户体验。
红色的充电指示灯LEDR由充电管理芯片直接控制：
充电时，芯片内部将对应引脚拉低，红灯亮起；充满后，引脚变为高阻态，红灯熄灭。
2. 核心控制单元（MCU）
板载的8引脚芯片是这款灯的“大脑”——单片机MCU。
由于丝印已被打磨，无法确认具体型号。基于成本考虑，此类产品常采用国产通用OTP（一次性可编程）芯片，例如应广、晟矽微等品牌的方案。
这颗MCU主要肩负三项任务：
（1）检测按键输入
判断用户的模式切换指令（常亮/关闭/自动Auto）。
当切换到“自动Auto模式”时，MCU的7脚会输出高电平，点亮蓝色的模式指示灯。
（2）驱动并读取红外传感器
控制红外发射管发射信号，并读取接收管的状态（下文详述）。
（3）LED调光驱动
输出PWM波或高低电平来驱动9颗照明LED灯珠（下文详述）。
低功耗设计的关键：
在Auto模式下，为了极致省电，MCU绝不会让红外发射管持续工作（其工作电流可达10-20mA）。MCU通常采用脉冲间歇检测策略：
每隔数百毫秒（如300ms）唤醒一次 -> 发射一个极短的红外脉冲（几十微秒）-> 瞬间检测接收管有无信号。
- 有强反射 -> 判断为“关闭” -> MCU返回休眠。
- 无反射/反射极弱 -> 判断为“打开” -> 唤醒并点亮主灯。
正是这颗8脚MCU的“精打细算”，才实现了超长的待机续航。
3. 红外传感模块
这就是实现自动开关的核心——红外对管。
- 透明头：红外发射管（IRTX）。
- 黑色头：红外接收管（IRRX）。黑色封装用于过滤环境可见光干扰，只允许红外光通过。
两个管子之间通常有物理隔断，防止发射光直接泄漏到接收管造成误判。
这是一种主动式红外反射探测方案。让我们结合原理图分析其工作流程。
第一步：红外发射（TX）
MCU的第6脚（PA1）负责控制红外发射。它并非直接驱动红外管，而是驱动了一颗NMOS管Q1。
当PA1输出高电平时，Q1导通，电流流经红外发射管。电流大小由串联的限流电阻R11（120Ω）决定。
假设电池电压Vbat为3.7V，红外管压降约1.2V，则发射电流约为：
(3.7V - 1.2V) ÷ 120Ω ≈ 21mA
21mA对电池而言负担不小，因此MCU仅以极短脉冲形式驱动（如每秒几次，每次几十微秒）。使用MOS管驱动正是为了快速响应脉冲并保证瞬时发射功率。
细节：Q1栅极的下拉电阻R20（10kΩ）用于防止MCU上电瞬间引脚浮空导致误触发。
第二步：红外接收（RX）
黑色的红外接收管实质是一个光敏三极管：有光照时导通，无光照时截止。
电路采用了经典的分压式检测。接收管的发射极串联了一个大阻值电阻R9（51kΩ）到地。MCU的第5脚（PA2）连接在接收管和R9之间。
工作逻辑：
- 抽屉关闭：挡板近，反射光强 -> 接收管导通电流大 -> 电流在51kΩ电阻上产生较高压降 -> PA2检测到高电平。
- 抽屉打开：前方空旷，反射光极弱 -> 接收管接近截止 -> 51kΩ电阻上电流极小 -> PA2检测到低电平。
这里的51kΩ电阻（R9）取值是关键。高阻值意味着极高的灵敏度，即使微弱的反射光电流，乘以大电阻也能产生足以让MCU识别的电压变化。
4. LED照明驱动电路
照明部分采用了9颗LED并联的架构。
其中有两个设计细节值得称道：
第一，独立限流，保证均匀。
原理图显示，每颗LED灯珠都串联了一颗330Ω的贴片电阻。
这是因为LED制造存在个体差异，导通电压（Vf）略有不同。若所有LED并联后共用一个限流电阻，Vf较低的灯珠会“抢走”更多电流，导致亮度不均甚至损坏。为每颗LED配备独立的限流电阻，确保了9颗灯珠亮度一致，且一颗损坏不影响其他。
330Ω的阻值相对较大，再次印证了这款灯的设计初衷是柔和补光与超长续航，而非追求刺眼的高亮度。
第二，NMOS管低侧驱动。
控制这9路LED通断的，是一颗N沟道MOS管Q3。
- 连接方式：所有LED的正极直接连接电池正极（Vbat），负极汇聚后连接到Q3的漏极（D）。
- 控制逻辑：MCU的第3脚（PA5）连接Q3的栅极（G）。
- MCU输出高电平 -> Q3导通 -> LED回路接通 -> 灯亮。
- MCU输出低电平 -> Q3截止 -> 回路断开 -> 灯灭。
- 防误触设计：Q3栅极并联的下拉电阻R6（10kΩ）至关重要。当MCU上电复位或处于不稳定状态时，该电阻将栅极强制拉低，防止LED出现意外的“鬼火”闪烁。
四、总结与思考
拆解完Yeelight这款迷你抽屉灯，我们可以清晰地看到其产品设计思路：
- 方案成熟：Type-C + LTH7充电 + MCU控制 + 红外反射感应，构成了一套成熟且成本可控的经典方案。
- 细节扎实：采用Type-C接口顺应潮流；PCB使用白色油墨提升光效；红外对管做物理隔离防止串扰；充电电流经过热设计权衡。
- 场景契合：350mAh电池容量虽不大，但凭借MCU的低功耗脉冲检测算法，完美契合了抽屉“短时、低频”的使用场景。
这类智能小家电的技术壁垒并非高不可攀，其成功更多在于对用户场景的精准洞察和工程细节的扎实落地。
对于电子爱好者或开发者而言，如果你想动手DIY一个类似功能的产品，其核心逻辑非常清晰：只需一块像Arduino或ESP32这样的开发板，配合一个TCRT5000红外反射传感器模块，就能实现相同的“开灯即亮”功能。通过这次对成熟产品的拆解分析，我们不仅能理解其工作原理，更能从中学习到实际产品中关于功耗、成本、可靠性的工程设计权衡，这正是硬件拆解与学习的乐趣所在。
最后，留一个开放性的问题供大家思考：这种基于红外反射的感应方式，是否存在其固有的局限性？例如，如果抽屉内部物品堆放得太满，接近传感器，是否可能导致误判为“关闭”状态？欢迎在云栈社区分享你的见解与更优的解决方案思路。
发表于 昨天 18:09
|
查看: 5|
回复: 0
