拆解一个廉价的电子闹钟,发现牛屎芯片
在某宝上买到一个廉价的电子闹钟,7.9元包邮。这个东西名字还不少,计时器、定时器、学生学习提醒器、厨房闹、儿童自律多功能表等等一大堆,实物很朴素,如下图:
背面有一个嵌入的圆形磁铁,可以直接把这个闹钟吸在一些铁的物体上面,这个设计初衷不错,但是我找了一遍家里似乎没啥东西是铁的平面,除了入户门,所以似乎不是很实用。
另外有一个可调节角度的支架。电池仓盖也在背面。
拆开给大家看看里面的电路是什么样的。
盖子去掉之后就是这个样子,简洁到对得起7.9包邮的价格。
去掉PCB板上的6颗螺丝,然后去掉电池,就可以把板子拿出来了。不要讲什么拆解前先断电,也不要说什么摸板子前释放静电,我拿起螺丝刀就是干。但凡多一个动作都会配不上这个闹钟的简洁设计。
PCB是单面板。电池仓弹片是直接焊接在PCB是上的。还贴心的在两个弹片的焊点上放了B+和B-,字是放在etch层的而不是silk层。上面六个锅仔片是按键,一般白色家电、一些低端的电子产品里都会用这种东西。在上面是屏幕接口“银手指”,这个等下说。屏幕接口“银手指”上面黑色的一坨就是牛屎芯片。
牛屎芯片左上角的两脚晶振是32.768KHz的振荡器,小时候拆了电子手表,就能看到这个柱柱,那个时候还不知道这个是干什么的,现在几乎每个板子都会用到,这是给芯片提供提供振荡源的,为什么是32.768K呢?因为2的15次方就等于32768,所以只需要把32.768K的时钟频率15分频就可以得到1Hz,这样,分频后的每个时间间隔就是1s,也就是这种电子表的最小计时单位了。
右边有一个蜂鸣器,蜂鸣器通过板子右边这个三极管来驱动。另外就是6个贴片电容和一个贴片电阻,封装是0603的,没有其他东西了。
仔细看可以看到六个锅仔片区域上面有一片透明的薄膜,把这个薄膜揭起来可以看到,锅仔片都是贴在这个透明薄膜上的。这样做的好处是,方便装配,试想如果先把六个锅仔片一个个摆放在PCB上按键对应的位置,然后再来贴这个薄膜,这六个锅仔片有多难找准自己的定位呢。它们的人生必须要有人带上正途,这个带头大哥就是这片事后深藏功与名的透明薄膜。电路板上对应的是锅仔片的封装,有各种各样的封装形式。这个闹钟里画的应该是我见过最简单的一种。
刚刚说的屏幕接口“银手指”是另外一个这种廉价电子产品的显示屏接口常见的东西。屏幕和PCB上的“银手指”通过上图的粉红色的东西连接。这个东西我小时候从电子手表里也拆出来过,拿在手里软软的手感很不错哦。这个东西叫啥名字我也不知道,我做电路设计没用过这东西,有前辈知道的话可以告诉我一下。
屏幕的正面是这样的,这应该就是段码屏,基本上每种产品里的这东西都是定制的。我咨询过我的屏幕供应商,这东西量大了价格贼便宜。以后有机会也试试。
蜂鸣器没啥好讲的,给信号或者给电他就BB,至于给信号BB还是给电BB,取决于是无源蜂鸣器还是有源蜂鸣器。这种蜂鸣器电压低,简单的一个三极管就可以驱动,像我之前拆的电瓶车报警器里用的蜂鸣器,必须用交流电驱动,而且电压60V以上,所以用4个三极管组成全桥来驱动。
接下来就是传说中的牛屎芯片了。很多人看到这么一坨会觉得很LOW,但是其实它里面的芯片可能不一定LOW,我曾经咨询过某全球MCU销量最大的原厂朋友,他告诉我如果我的产品能做到100k级别的出货,他也可以给我提供MCU裸die,价格比封装好的能便宜20%左右,这是16年那个时候说的。经过20年半导体行业缺货封装厂狂建之后,可能现在已经不是这样了。所以说有些牛屎芯片看着LOW其实它里面可能有一个ARM-Cortex M系列的灵魂。但是大多数的牛屎芯片还是比较低端的,毕竟本身就是应用于低成本的场合的。
如果做激光驱动,例如VCSEL,可能会比较容易接触到类似的工艺。直接把裸die粘到PCB上,然后通过金线连接裸die上面的焊盘和PCB上面的焊盘。在上面点胶之后就成了牛屎芯片。不过如果是VCSEL那打线之后就不用也不能点胶。关于牛屎芯片,很多网文都有科普,我就不抄了,大家自行查阅即可。
然后来一张全家福。
其实看看全家福,结合之前的照片大概能猜到为啥固定PCB用了6颗螺丝,是因为闹钟正面是六个按键,为了让按键按下去的时候板子不凹进去,所以在按键周围通过一圈螺丝来固定PCB。但是六个螺丝的话装配起来是不是比较慢呢?能否改成无螺丝的PCB安装设计呢?
在底壳的对应位置生长几个柱子,顶住PCB。另外在PCB上挖两个孔,在底壳对应位置、生长两个更长一点的柱子用来对PCB进行限位,装配的时候直接把电路板插入对应的位置,这样的方式不行吗?既然要低成本,那就一低到底。
网友从3000公里外寄给我一台小霸王?拆解和修复
起因
嗨,我是新昼,这次要说的故事是这样的
有天查看私信的时候,我在一个平台上看到有网友说需要维修一台游戏机,维修的对象是一台小霸王中期机型,据称是92年买的,我看了一下,一部分已经是使用牛屎芯片替代的,这样的机型其实并没有很大的市场价值。
但是对方很希望能修理一下,这说明这台机型肯定对他来讲有更深的含义,所以我就答应了,并且决定不收取任何费用。
开箱
然后很快(大约是8天后),我收到了这样一个包裹,包装的非常结实,然后这个包装盒太新了,看起来是新产品的而不是原包装。
打开盒子后我发现,嗯?这里居然还有一块很孱弱但又先进的FC游戏机的主板
然后里面附带的纸条,进一步阐述了这一套东西,它全文是这样的:
黑色小霸王游戏机是1992年买的,现在一晃间几十年过去。那时候为了这台极其好多朋友没有及时回家被父母挨打。每周末朋友都来我们家玩儿。
……
想修一修断续玩儿。
裸机是新买的小霸王(型号:D101)自带500合1游戏。有时出画面有时不出画面,黑机子休不了的话,裸机装上也行,谢谢兄弟
新疆xxxxxxxxxxxx
看了一下裸机也就是现代版本这个一套是两个无线手柄,然后主板,IO板和输出板,总的来说就是如果黑色的没法子修好,就把这一套东西塞进去。
在这裸机的IO板上还很直接的焊接了一块2.4Ghz的无线模块
还附带一张试机卡带,4合1的,我们最后试试。
这是一根莲花转电视输入的线缆,我认为是92年那台原配的东西。
附带一充电器,是TPLink路由器用的,电压9V,但接头线序不对,正负位置和FC的正负极是反的,FC以及一票寨机都是内负外正。但愿没插太久
然后就是本体了,这是一台黑色的FC模具的小霸王,相对少见一点,因为小霸王后面开始出各种魔改的MD模具还有键盘式的学习机了。
比如我们之前有个视频内容,就拆过这样的后期机型
看一下接口,还是老样子的,DC口,AV口和TV口。
这次的这一台机器的型号为SB-225,可以和其他寨机比较一下,确实就只是颜色换了一下。
拆解和修复
接着开拆这一台,因为是老模具了所以没有任何出乎意料的地方。就是哪个散热的开口好像不太对,正常应该是放在后边靠近稳压芯片的位置。
底部贴有89年的合格证,生产日期6月9日,还有贴一个PAL-D的电视格式以及频道11
壳子拆下后我就直接送去水洗了
接着,我们先来测量一个接口,果然还是FC的内负外正。
略为简陋的输出板,不管这已经算是比较豪华的了,后面更过分的都有。在靠近下方的位置有一个竖起来的PCB,这个上面有个音频芯片,功能是开机会响起“啊哈,小霸王其乐无穷啊”。
正常情况下,高频部分应该要用金属片包围并隔离,不然就会导致电磁干扰。
接着我们来测试一下看是什么问题。
刚才已经测量过正负极了,不过为了看下电流,我还是决定飞线
打开后没有任何电流,说明存在断线。
测量一下,发现5V供电到主板这部分是正常的,所以游戏机的供电应该没问题。
为什么以前的PCB是这样弯弯曲曲的呢?明明现在都是笔直的一条条线,这是因为早期的印刷电路的母板是手工绘制的,所以就是这样子
我通过电路设计,找到了和主板连的五条线的定义,可以看到有两个正极,为什么这样设计我们等会说明。
核心板上我也做了标注防止出错。
如果说是连线问题,那很明显是必须要怀疑排线断了的情况,我首先清理了输出板残留的排线
之后点了一炷香(非必要行为)
凭借刚刚标注的线序,飞线正负极到核心板上面,在另外一侧我插上了一张500合1的卡带,并没有使用网友附带的卡。
接着来上电,看起来有合理大小的电流,这说明核心板是正常的运行
那这个就比较怪了,先从清理PCB来试试吧,把排线连接端焊盘的焊锡全部清理掉。
如果说,这个输出板有问题,是输出部分的电路导致断路一类,那还可以换上那台裸机的输出板,这输出板居然还是HDMI的
测量一下输出的视频信号,看起来没问题,没接输出板的时候,此时的视频信号是正常的
这说明这机器应该没问题,我弃用了原来的那个排线,直接用飞线形式连接
然后,上电,又是啥也没有
难道是开关问题?我测试了一下前面的电源开关,发现开关的状态非常好,但是,两个5V接口,一个应该是由开关控制才有输出的,那一个无论如何都没有电压。
这解决简单啊,我直接啪的一下飞一条线,你开关部分的电路有点毛病我不要你开关了总可以了吧?
这个操作很成功,居然正常启动了,画面也能很好的显示,看起来可以装起来寄回去。
但是我试了一下,发现这个手柄不行,按键需要特别用力,大概是要拆开清理一下,简单洗刷后等待晾干吧。
然后处理一下电路板,主要就是用砂纸去除氧化部分。
Player2的手柄我也同样的处理,这里可以看到,其实和Player1的手柄是一样的PCB只是外壳上面没有START和SELECT按钮的开口
开关我们还是必须要加上的,我把接地部分飞线连接到开关,这样就可以正常使用了,并且每次开关还能跳过“小霸王其乐无穷”这句话,因为这句话是只有上电时候会响的。
我有点忽略这几天雨天了,直接给它擦干吧。
所有螺丝打磨一下装回,这样会显得新一点
最后就是全部装配,这部分没啥问题。
机身外壳上我在装好后简单清理了一下,看起来就更好点儿了
附带的变压器是不能直接用的 ,所以简单修改了一下,并且贴个标签防止用在其他地方。
但是我发现这个东西,它居然没有声音,这次又是什么情况?我想可能是焊接时候的问题线拆掉所有线清理一下
测试一下,没有和正极短路,两个正极的缘故是,有一个是开关控制。
插上,启动洛克人
声音很大声,而且没有破音,看来我的音箱效果很好。
卡带有什么
这一张卡带其实并不是很“正常”,等会我说一下就知道了。
比如第一个游戏是街头霸王,12P,也就是12角色,街霸的第一代游戏于1987年8月30日发行,但是,并没有12p版本,所以这个版本是魔改的。内置的游戏是魂斗罗2代,而不是亮机卡必备的一代,这里的双截龙是所有中最正常的,
街霸长这样,事实上,街霸压根没有FC版本,这个街霸不是卡普空的街霸,而是YOKO SOFTWARE这家公司在没有授权情况下做的..
我查了一下,FC上面街霸各种版本居然有这么多。
魂斗罗这个也不是什么正经魂斗罗II,也是魔改过的选关版本
你可以任意选择关卡,还有武器,还有30命,类似这样。
尾声
这样一台寄托了思念的游戏机,还是很有动力修复的。
事实上我的第一台游戏机也是小霸王,不过那下买这个已经是学习机形态。因为家里有电脑,小时候玩的并没有非常的多,上次回老家我没找到它在哪里,可能是早已回收变成塑料碗筷了。而当年一块玩的小伙伴,也不知道去哪了,他们过得还好吗。
能帮助别人找回当年的感觉,我觉得是一个很酷的行为
很高兴你能来看我的文章,你的点赞是我们的动力,下次再见~
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