蕉羞香蕉造型情趣玩具电路原理技术拆解与分析

这是一款外形类似香蕉的电子产品，按下开关可以震动。出于技术好奇，我们决定拆解它并分析其内部电路工作原理。

图1：蕉羞产品外观及包装

图2：产品包装背面信息

包装内含说明书、充电线以及主体产品。产品采用硅胶材质，手感柔软。主体设计有挂绳，方便携带，侧面设有开关按钮和充电接口。

图3：产品充电接口特写

拆解过程

拆解过程较为简单。首先分离外部硅胶层，露出内部结构。卸下五颗固定螺丝后，即可看到核心电子部件。

图4：产品内部结构概览

内部以一块控制板（PCBA）为核心，连接有充电接口、震动马达和锂电池。

图5：控制板及核心部件标注

控制板正面主要是一颗16脚的主控芯片，丝印为B004491。根据复现的电路原理图，结合实物标注，我们可以深入分析其电路设计。

图6：复原的电路原理图

电路原理分析

一、MCU主控芯片电路

图7：MCU主控芯片局部电路

主控芯片U4丝印为B004491，其具体型号和数据手册未公开。芯片外围连接有晶振和蓝牙天线，表明该设备支持蓝牙无线控制功能。通过物理开关SW1可以实现开关机及震动模式切换。

二、震动马达控制电路

马达由主控芯片的GPIO引脚通过一个NMOS管Q1进行驱动控制。

图8：马达驱动控制电路

主控芯片15脚输出PWM信号控制Q1的导通与关断。实测该引脚波形为一个峰峰值3.6V、频率约103.82Hz的方波，使马达产生规律震动。

图9：MCU控制引脚输出波形

1. 续流二极管D1的作用

震动马达是感性负载。当Q1突然关断时，电机线圈会产生反向电动势，可能击穿MOS管。并联的续流二极管D1为此反向电动势提供泄放回路，保护Q1。

图10：续流二极管保护电路

2. 电容C2的作用

并联在马达两端的小容量电容C2主要用于滤除电机电刷产生的高频电磁干扰（EMI），防止干扰MCU及其他芯片正常工作，同时辅助平滑电压。

图11：滤波电容C2位置

3. 栅极串联电阻R2的作用

Q1栅极与MCU之间串联的1KΩ电阻R2是限流电阻。它限制栅极电容的充电电流，保护MCU的GPIO引脚，同时减缓MOS管的开关速度，降低开关噪声和损耗。

*图12：栅极限流电阻R2]

4. 栅极下拉电阻R1的作用

连接在Q1栅极与地之间的10KΩ电阻R1是下拉电阻。它的核心作用是确保在MCU GPIO处于高阻态（如上电复位时）时，Q1的栅极电压被可靠拉低，保持关断状态，防止马达误动作。

*图13：栅极下拉电阻R1]

三、电源防反接电路

电路设计包含了电池防反接保护功能，由NMOS管Q3实现。

*图14：电池防反接保护电路]

其工作原理是：当电池正负极正确连接时，Q3的栅极电压高于源极，MOS管导通，电路正常工作。若电池接反，则Q3的栅极电压低于源极，MOS管截止，从而切断电路，保护后级元件。相比二极管方案，MOS管的导通压降极小，能减少能量损耗。

四、USB输入充电电路

*图15：USB充电输入电路]

通过USB口充电时，5V电压输入至充电管理芯片U3（丝印JX4012）。充电时产生的VCC电压经电阻R4和R6分压后，送入主控芯片U4的7脚，使MCU能够检测到充电状态。

总结

本次拆解完整呈现了一款蓝牙震动玩具的硬件构成。其电路设计包含了基础的电源管理、马达驱动与保护、以及防反接等常见功能模块，是一个不错的嵌入式硬件设计学习参考案例。对电路底层原理感兴趣的朋友，欢迎在云栈社区继续交流讨论。