有些酒店会在房间里投放共享充电线,需要扫码付款之后才能使用。
这种吃相有点难看,一条数据线也搞成收费,给人想钱想疯了的感觉。可能也是因为这样不得人心,这条“共享”赛道似乎逐渐没落了。
某次住酒店又遇到了共享充电线,好奇心之下决定拆解分析其电路原理,看看是怎么实现共享充电的。
首先声明,我没有拿酒店的共享充电线哈,是另外买了一条,下面开始拆解!
这款共享充电线有三种接口,苹果的Lightning接口、安卓的Type-C接口和Micro-USB接口。
一块电路板串联进线材里面,控制电源适配器的对外输出。上面有扫码租借使用的说明。
值得注意的是,商家怕用户的手机没电无法扫码,让用户可以按6个2免费充电5分钟。
电源适配器的标称额定输出是5V 2A:
没找到任何螺丝,直接拿出斜口钳暴力破拆:
掀开盖子,露出了电路板:
将电源适配器接入排插取电,准备测量电路板的电压:
使用万用表测量IN+和IN-两端的电压,显示电压为5.1V。
仔细看会发现,两条红色线是直接连在一起的,而白色线则没有:
这块电路板是通过控制白色线的通断,实现对外的供电和断电。所以人工直接把白色线短接,就破解了这条共享充电线!
电路板上有5个测试点,其中4个在对应外壳的位置有4个小孔,猜测是用来通过小孔下顶针到电路板上,进行程序烧录。
电路板的另一面,所有贴片元器件放在这一面:
放大来看:
复原这块电路板的电路原理图:
将原理图与电路实物做对应标注,方便大家识别:
下面分模块,对电路原理图进行分析!
主控芯片MCU的型号丝印被打磨去掉了,所以无法确认型号。目前原理图中的引脚定义是找了一个类似的MCU原理图symbol来代替,具体的管脚定义仅供参考。
一、系统电源部分
适配器输出的VCC-5V,经过防反接二极管D1后成为VCC-SYS,作为控制电路的系统电源。
二、按键部分
5个按键直接连接到MCU,占用MCU的5个GPIO。
三、LED部分
MCU的两个GPIO分别控制两个LED。一个红灯一个绿灯,用来指示共享充电线的不同工作状态,GPIO输出高电平时LED灯亮起。
四、EEPROM部分
EEPROM的英文全称是Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory,对应中文“电可擦除可编程只读存储器”,是能电信号擦除并重复编程的非易失性存储芯片。断电后数据仍能长期保存,通常标称100年以上。可多次擦写,通常达百万次以上。
这颗EEPROM芯片型号是24C02,容量大小为2Kbit,通过I2C总线与主芯片连接。同时将I2C总线接到顶针烧录的测试点,可以方便对EEPROM芯片进行烧录。
U3的第7脚是写数据控制脚,该脚一直接地,所以一直是“写”有效。如果该脚拉到高电平,则为“写”保护状态,即不可烧写数据。
分析完整个电路后,大家会发现这块电路板并没有联网相关的电路,所以用手机扫码后不是通过网络下发指令的方式控制这块电路板对外供电。猜测是在EEPROM芯片里存储了多组密码,用户扫码租用后可获得一组密码,通过按键输入密码解锁。但是这组密码只能使用一次,不然有了这组密码用户就永远白嫖了。
五、控制MOS管开关部分
当主控芯片MCU的1脚输出高电平时:
MOS管的Vgs约为5V,将双MOS管打开,共享充电线的电源输出形成回路:
五、过流检测电路
理论上这一块是用双路比较器芯片LM393和电流采样电阻R7共同实现的过流检测电路,但是电路看起来并没有实现过流检测,反复确认了电路应该没有抄错,所以大家看看就算了,就当是没有过流检测吧,不影响共享充电线的正常使用。
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