空气果Airnut1S拆解评测

前言

       墨迹天气的空气果Airnut 1S 已经上市多年，已经算是空气检测硬件国内市场的鼻祖了，是PM2.5最肆虐的岁月的产物。它的外形设计还有交互方式，在现在国内市场的一些空气检测智能硬件上依旧可以找到模仿它的痕迹。笔者最近恰好搞到了一个二手的空气果1S，于是打算做一个拆解，学习一下。

外观

       对空气果的外观进行观察。空气果外部结构由正面的panel和球形外壳组成。铝制球体应该采用了阳极氧化的工艺，手感很细腻，整体颜色和iPhone的深空灰很接近。panel应该是PMMA材料透明材质，由于外部没有发现任何螺丝孔,整个panel应该是以加胶的方式固定的。三角形的出风口和整个球形外壳的风格统一，具有十足的科技感。球体背面是micro usb的接口和reset按键孔。airnut的标志和机器的MAC地址，应该是通过镭雕的方式印在球体背面上方，艺术字体和整个外观融合的很好。因为笔者拿到的是个二手空气果，所以表面有一些划痕和一些氧化层磕伤的情况。整体外观看下来，金属球体带来的科技感和高级感远大于塑料材质的外观。不过这么大面积球体外观也应该会带来OQC的成本的增加。而且在运输和包装上应该也会投入更大的成本。

内部结构

       拆下来的panel，本身材料应该是PMMA材质，整体呈球面，可能是出于要对panel后面的LED灯板进行柔光作用，所以喷涂了一层白色半透明的油墨或者漆，采用遮喷留出了两个透明的圆角矩形孔用来配合底下的sensor。然后又采用遮喷上了一层银色的遮光漆，形成了中间白色的屏幕，和LED点阵对应。将panel对着强光观察，可以看到清晰的白色屏幕区域。设计者在处理这一部分的时候，显然很有经验，panel的设计应该是为了让LED点阵透过panel显示的规整，避免了LED因为对应的散射角，造成的边缘不齐的问题。并且将白光LED的光线变柔和，使用户的观感更好，因为这层半透明的白色的存在，panel背面的结构件也不会显现出来。笔者认为设计者在白色panel的处理的方法是很值得记在本本上的。


       用撬棒拆开正面的panel，可以看到黑色的塑胶件，中间一圈不规则形状的双面胶用来把白色panel固定在黑色塑胶件上。塑胶件两侧有两颗sensor，位置和panel的圆角矩形孔对应，来实现挥手唤醒和挥手换页的操作。这两颗sensor从丝印上来看是VISHAY的VCNL4010，笔者觉得主要是两颗sensor通过红外测距的方式来检测是否有手挥过对应的圆矩形小孔，从而判断是否有挥手动作。笔者觉得这个交互在当时看来确实比较新颖，但是作为主要的交互手段的话，其实是有点别扭的。金属球体，不能有任何的开关按键，panel作为主要的LED显示板也没有空间放置切换开关，这个交互应该是设计团队在平衡了众多交互方案和外观结构后，做出的让步性的设计。可能在这种设计场景下，通过电容或者电感的方式去实现交互会更加好些。TI有对应的方案，以后会专门出一篇关于这两种交互方式的博客。

       求助了以下学电的男友，放一张sensor的spec图，该sensor芯片是通过红外发射并且接受反射红外的能量强弱来判断物体距离的。

       笔者因为专业原因，特意留意了一下该sensor的波长，中心波长在900nm左右，红外波段。笔者于是去查找了以下PMMA材料的红外透射率，发现该波段红外透射达到92%，所以PMMA应该不会衰减太多发射和接收的红外能量。所以panel上直接采用用透明的圆矩形孔这样的设计是合理的。

       球体和中心的结构件通过三颗螺丝固定。整体看上去，整个球壳应该是通过棒料截断后直接CNC出来的。用于安装中心结构件的凸台上共有两个圆孔和三个攻丝孔，其中一个圆孔（红圈标出）呈椭圆形，应该是做了防偏转设计。配合中心结构件的定位柱，两个圆孔起到了防呆的作用,防止中心结构体在球体安装错位。中心通风孔的红圈处有一枚小贴纸，应该是进水保修贴纸，如果产品因为用户原因导致进水，这张贴纸会变红，维修人员会根据这个情况调整对应的保修策略。

       黑色塑胶件上可以看到定制的双面胶固定的wifi天线，因为是密闭金属球体的缘故，所以把wifi天线放在顶层结构件上可以极大的提高wifi信号的质量。区别于现在智能硬件产品塑胶壳体里面随处可见的板载天线，空气果不得已因为金属壳体采用了这样的设计。为了高颜值，这样的结构调整和成本增加其实也是值得的。（当然应该也没有其他办法了）。

       继续看黑色塑胶件，他是两个塑胶件加上一块PCB组成的装配体。我们可以把它叫做“LED灯板装配体”。具体拆开后如图，黑色栅格应该是用来约束led的发散角的，避免相邻两颗led的光相互影响，在panel上呈现不均匀的光斑。

       上图的装配体通过三个卡扣和主PCB进行结构上的连接，对“LED灯板装配体”侧面用撬棒撬几下，即可将LED PCB整体与主PCB结构分开。两块PCB通过一根FPC进行信号传输。

       在“LED灯板装配体”底部有十字型塑胶件，这个结构让笔者想了很久。觉得应该是有防止“LED灯板装配体”旋转和改善panel按键手感的作用。但是笔者依然觉得这个结构设计的并不好。因为整个panel的按键手感主要来源于两个方面，一个是PCB上button的临界力，还有一个就是按键和十字型塑胶件提供的反馈力。对于button的选择只要选择合适的键程，合适的按键高度，合适的触发力度就可以，但是十字型塑胶件提供的回弹力十分有限，光光依靠按键的回弹，不会得到特别明显的爽脆手感。笔者自己觉得可以增加回弹的力度，可以采用弹簧（装配困难）或者橡胶件儿甚至厚泡棉增加回弹力度，并且限制panel的按压方向，使其运动方向只能和按键按压方向一致，这样应该对手感会有很大的改善。

       卸下主体表面的螺丝，主PCB上均布着六个侧发光LED阵列，PCB上利用白色丝印起到一定的反光作用，主PCB上配有一个导光的结构，通过雾面材质的内部导光，可以让LED的实现柔光和拖影效果，这也是智能硬件通常采用的方案。

       拆下主板后，就剩下传感器和wifi的部分了。

       从主框架的塑胶件上，可以看到CO2传感器的出气口和PM2.5的检测出气口，注塑件在出气口设计了一定高度的“围栏”，保证一定体积的气室。在CO2出气口采用了缓坡的设计，保证气体流动顺畅。笔者认为虽然没有针对该结构进行流体模拟的数据，但是该设计人员对结构的严谨程度是值得我们学习的。

       侧面的PCB是上海庆科的WIFI模组。

       电池放置在了speaker组件和主体结构中间，电池一侧通过泡棉胶和主体结构相连，起到了缓震的作用。

       将主体结构拆下，发现整个主体部分堆叠相当紧凑，除了PM2.5传感器和CO2传感器以外，温湿度传感器直接焊接在了FPC上，放置在了进风口，能够更灵敏的显示温湿度的变化。风扇采用了SEPA的静音风扇，通电后声音极小，空气流道应该是冲压件，在整体结构中能将风扇的气流输送到PM2.5传感器中，消除风扇带来的气体扰流。而且采用金属结构，能有效降低塑胶件的静电对空气微粒的吸收，看到这里，笔者还是很佩服设计者的严谨的。堆叠的很紧凑，还都把每个传感器模块的功能都考虑的很仔细，非常值得笔者学习，脱帽致敬。

总结

经过两个小时的拆解，笔者觉得作为一个智能硬件，空气果从结构上看是一个相当出色的产品。
1.外形出色，金属外壳，增加科技美感。
2.LED屏幕的细节处理提升LED显示效果。
3.传感器堆叠紧凑，又能兼顾各个模块的功能，处理的非常好。
4.一些结构细节的处理，可以大大提高组装时的效率。
改进之处：
1.整体塑胶件相当复杂，对应的模具费用一定相当高昂。
2.panel手感需要提升，可以考虑更换十字塑胶件的结构。
3.整个智能硬件接地点太少，应增加接地点。
作为结构菜鸟，笔者感觉可以从空气果的设计中学到很多东西。我现在要把他给装回去了，额。。。