激光传感器拆 拆解分析｜速腾RS Helios激光雷达的拆解
拆解分析｜速腾RS Helios激光雷达的拆解
方师弟说要做一个激光雷达的拆解报告，我先热身下，根据网上有的信息来做一期国内激光雷达的拆解分析。如我的Susu师姐所言，激光雷达已经成为汽车行业的一个重要的潜在增长点，它的价值不仅是加速未来自动驾驶能力所需的关键技术之一，也是目前高阶驾驶辅助系统所需的关键技术。目前在中国和全球范围内，激光雷达正30万以上的车型（P5比较尴尬）中快速部署，增强的环境感知能力。激光雷达可用于对周围环境进行3D绘图，以提供行人、汽车、自行车和道路危险的整理。
▲图1.速腾RS-Helios的激光雷达
这一期我们通过国外的拆解，分析的是速腾RS-Helios激光雷达，她用于车辆前部感知和盲点检测，机器人和自动驾驶车辆测绘应用。激光雷达传感器包含两个处理器、一个双核ARM Cortex和一个Spartan 7 FPGA、512MB SDRAM、光学编码器和温度传感器。
备注：虽然我在搞投资，但是还没有经费买部件自己拆，有实物板子和没有是两码事，但是我也是努力让我的读者及时并且免费的看到不容易看到的信息。现在二级流行的汽车拆解，好像失去了对车辆思考的本质，演变成我们多认真，搞金融的还去拆车。本身拆解是要做细致的技术分析、趋势判断、成本和竞争分析才有价值，目前只有UBS的实验室和分析公司做的比较有价值。
▲图2.这份报告开启了券商
对于汽车电子和功率电子的首次深度覆盖
速腾速腾RS-Helios的拆解
这枚激光雷达定价为6,389美元，并不便宜哈。在这颗4万人民币的激光雷达，首先看到的是主板（这是核心的处理系统，传感器的核心），由于只有图，目前在图里面，只能看清赛灵思ZYNQ的处理器，双核Arm Cortex-A0中的主处理器和可编程逻辑以及美光的512MB SDRAM内存。
在这块主板上还有其他电子元件包括：
●Texas Instruments的DDR终端稳压器、LDO稳压器、半桥栅极驱动器、降压电源块和功率MOSFET
●Broadcom的汽车以太网收发器
●Winbond的串行闪存
●Diodes Inc.的ESD保护
●Maxim的Step-down DC-DC转换器
这块主板几乎都是美国的芯片，图片的清晰度能看到布局，但是还不清楚标号。
▲图3.速腾的主板正面照片
在激光雷达里面还有一个数字适配器板，主要包含包含ST的MCU，可用作激光雷达的连接和电源管理。主要元器件包括On Semiconductor的稳压器、Diodes Inc.的功率MOSFET Broadcom的以太网收发器和ST Microelectronics的ARM 32位Cortex-M3微控制器。
备注：这个电源的连接器，可能还有改进的空间。
▲图4.数字转接板
最后是一块辅助板，装有Xilinx Spartan-7汽车 FPGA，用于控制激光雷达传感器内部的传感器、连接和电源管理。其他主要的电子元件包括：
●Analog Devices的VCO
●TI的LDO、差分放大器、step-down转换器和温度传感器
●Maxim的DC-DC转换器
●Diodes Inc.的ESD保护
●IDT的时钟缓冲器
●NXP Semiconductors的双USB 2.0开关
●Vishay功率MOSFET
▲图5.激光雷达的辅助板
最后一张是整体概览图。
▲图6.整体拆解概览
Part 2
成本分析
从单纯的电路成本分析来看，这里做了一些初步的分解：
●Manufacturing cost breakdown $47.72
●Integrated circuits $158.69
●Models, discretes and connectors $6.65
●Substrates $12.53
●Component insertion $2.85
●Card test $28.07
●Other subsystems $115.11
●Non-electronic parts $4.52
●Final assembly and test
光学部分的组件，还需要单独进行询价处理，这块我后面做分析的时候也要把行业当前的情况做一些确认。
小结：我觉得激光雷达这个事情，大家都把价格往8000人民币以下打了，甚至短距离的产品还要往下。一家企业以前是一年做几千台，以后是一个月上万台，整个规模起来以后，龙头效应是非常明显的。供大家参考，但是智能汽车里面基本全美芯片，智能汽车在中国汽车芯片崛起以前，只能憋着。
拆解科沃斯DE35扫地机器人，维修LDS激光传感器（LDS组件异常）
从去年开始，扫地机器人时不时报LDS激光组件异常，提示是拍一下激光组件，当时还没过保，售后回收送修三天后回来，当时当天试用没有发现问题，然后就没有关注，估计回去后没有做任何处理（后面会说到这个推断），等到问题严重时已经是半年以后了，休息日在家突然听到机器人一边扫地一边报“LDS组件异常”扫地路径也出现了部分异常，打开APP看到一串的报错，从维修回来开始陆续报错，因为设定是上午10点家里没人时工作，没有发现这个问题，等到发现时已经严重到影响工作了。
LDS组件500多一个，售后维修估计也不会便宜，拆过一次但怕拆坏了，拆开看了一下自己没法维修，于是又装了回去，奇迹般的好了，不再报错了！！！！时隔三个月，问题又出现了，而且更严重了，干脆罢工不干活了，官方有活动以旧换新，我的机器可以抵扣800元，但想要的新机官方APP售价和淘宝授权店售价差正好是800...意思是旧机器白送给科沃斯，他们卖我一个原价的机器！！！我是不买呢还是不买呢还是不买呢！！！
于是决定自行修理，因为拆完了才想到拍照，所以撬旋转轴外套的照片没有拍。
不断报错，发现时已经非常严重了，严重到无法工作了！！！
DE35外观，背面防撞传感器上的6个螺丝拧掉就能拆下防撞传感器。
上盖打开就是集尘盒，盖子下面有重置按键，更换wifi后重新配对就要按这个按钮，正下方是升级口，拿掉集尘盒就可以看到！！
去掉集尘盒可以看到集尘盒传感微动，两边各有两个卡口，一字螺丝刀把白色塑料使劲往里顶就可以脱扣，照片上还能看到撬动的痕迹！！
防撞传感器，拔掉线后就可以取下来，很容易！！
取下上盖后的整体照片，最下面就是LDS传感器！！！
处理器型号MK61FX512VMJ15，旁边是内存，估计是保存地图的。
Integrated Silicon Solution公司的的芯片IS43DR16640C-25DBLI 。该芯片工作电压为1.7 V ~ 1.9 V，SDRAM - DDR2，1Gb (64M x 16)构成机制，时钟频率400MHz。
传动轮，左右各一个，是单独控制的，边刷也是单独电机控制。可以看到有很多微动开关用来检测是否悬空、撞墙什么的。
风机，无刷电机很小个，但声音很大～～～～
激光LDS传感器，已经拆开了，为了拍照又盖上了拍照,日期是17年的，和购买日期相差不大，也就是为什么怀疑没有更换的理由！！
取掉保护盖，板子上可以看到日期是16年的更早了，中间的就是今天的核心，旋转接线柱。
这是已经撬掉了外边的塑料外壳的照片，里面可以看到类似发电机转子电枢的结构，没有敲开之前万用表检测绿色线已经不通了，黑色线时通时断。
从上侧可以看到线被胶水密封在里面，用21合一螺丝刀最小的一字螺丝刀小心撬开外套塑料，本想着能不能无损拆，但是失败了，外面的塑料很脆，螺丝刀一用力就碎裂掉了，于是直接撬掉塑料，露出电枢部件。
游丝电刷部分是两瓣结构，可以取下来，六对电刷看起来很脆弱，要非常小心处理。弄断了600大洋就飞了。
电枢部分，已经擦过了，没擦之前对应绿色线的部分有很多黑色的润滑油，原来应该是透明无色的，磨损后变成了黑色，擦过后重新组合还是不通。
安装时非常小心，这么细一旦弯掉了很难还原。上下都是轴承，左面的稍大，右面稍小。把电刷重新拆下来小心的往里面按一下，装回去后测量恢复，不再时通时断。
像狗啃的一样，撬时主板要拆下来，因为已经撬完而且试过机了，所以懒得再拆一次，这个角度还能看到里面不规则的断裂塑料，试过了不影响使用，就不打算处理了，就这样，也方便以后再次维修！！
光头组件，左面的是接收器，右面是激光发射器，晚上关灯后可以清晰的看到激光扫描的路径，配合APP建图非常直观的可以看到家里的平面图！！！
喷完4WD后用一段热缩管套起来，防止灰尘进去影响寿命。因为没有润滑脂，所以多喷了一点4WD，等干掉后再封的。
等下次再出现故障时要预先买好润滑脂塞满这个空间，一可以防止磨损，二可以散热，这么细的电刷过百来毫安电流还要不停旋转肯定会发热，润滑油干掉后就开始干磨了然后造成接触不良！！
打火机撩一下就好了，裁掉左面多余部分，以免影响旋转，底座加工过了，可以塞下去并且固定住！！！
原样装好，因为还有上盖，所以上面的一段热缩管用来顶住上盖避免没有塑料外壳后电枢震动！！
LDS连接到主板的中间板，最左面是一个红外线接收器，中间是LDS旋转电机，左面就是接LDS电枢的，原样装回去后试机正常，回装后放回充电座充电，因为已经是晚上了，等下次预约启动后就知道本次修理的效果了！！！
今天10点预约启动，直到扫完没有出现'LDS组件异常'提示，本次维修成功！可喜可贺！节约了2000大洋。
同时也省了每天拖地的烦恼，自从买了扫地机器人，一个月只拖一次地，擦擦桌子灰尘就可以了，桌子上其实灰尘也没有的，但还是有衣服毛絮，这个不可避免，有人生活没法避免，家里新风24小时开启，基本没有灰尘！！机器人集尘盒里基本每天半盒子毛絮和头发混杂物，伴有小部分各种小碎片。
分析了一下故障原因，其实机器人在充电时，LDS组件虽然不工作，但仍然在旋转，这就造成的旋转电枢电刷的不间断工作，如果电刷设计寿命是1万小时，那么只能转一年半左右，算算时间差不多一年半就罢工了，但如果只是工作时转动，多算点按一天工作2小时算，可以工作5000次约13年，这必定是软件的设计问题，看过说明书，不能在线OTG升级，需要送去维修点升级，本地也没有维修点，就这样用用吧！
再用两年估计不坏也要换了，因为这机器没有虚拟墙，经常会卡在阳台移门轨道上下不来。
谢谢观看！
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作者：铃兰花匠
本文来源：数码之家
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