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工科宅男告诉你智能手表DIY错在哪

2022-02-20 12:51:36

那天我发了个做智能手表的内容

到今天都有同学在QQ说小编不靠谱

我发出来,就想你们分析一下错在哪里

可是发现你们都没有死理工科的精神

我们来看看知乎用户黄文君同学的做法

这才是大理工科的精神——愿大家共勉

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假到连常识都违背了。

下面我给大家讲讲假在哪里:

图片一:

这里面的工具(包括电流电压表,电烙铁,螺丝刀,各规格的镊子)都差不多要200元了。另外,为什么要用这种电流表和电压标?测量误差这么大,而且还只能测电流电压,电阻、电感、电容的阻抗什么的这些怎么测量?想DIY个智能手表,起码也得有个万用表吧?

图片二:

图中的电路板是非智能手机的电路板,后面的图里面的手机型号也印证了我说的话。目前的只能手机电路板不是这种结构了,而是更加精密的,电路布局是非常紧凑的,在一个大约5英寸大小的板子上面遍布的贴片电阻、电容、nandflash、RAM,MCU等元器件超过上千个,几乎电路板双面的空间利用率都非常高了,起码也得这样才像样啊:

图中就是一块samsung的ARM芯片(也就是我说的MCU)和贴片元件。

图片三:

这个是我最想说的地方。图中的电路是个放大电路,这是模拟电路的知识,但是手机,智能手表等仪器的构成绝大部分是数字电路。另外,要想DIY,光有原理图还不行的。这么小的空间,元件怎么布局,这是非常考究的事情,这时候就得画PCB。下面放一张原理图和PCB让大家感性认识一下:

这是一张stm32芯片及外围电路的原理图:

这是PCB的一部分,红色部分是上层的覆铜层,用来联通电路的,蓝色部分是底层的覆铜层,同样的作用:

画好PCB后,拿到工厂里面开模就可以印制PCB了,印制好PCB,经过贴片机器贴好元件,就是我们看到电路板了,比如图二中的手机电路板。画原理图和PCB常用的软件有Altium Designer、Cadence等。

为什么要用软件画原理图和PCB?因为电子元件是非常小的,像电阻电容这些一般都是在1毫米左右,用手工焊接费时实力,还可能出问题,比如出现电流击穿,虚焊等现象。当在一块很小的电路板上面需要焊接上千个贴片元件的时候,假设手工焊接可以实现的前提下,也至少花上好几个月的时间,况且这么小的电路板这么多的元件,手工焊接几乎是不可能的。

图片四:

图中的用镊子夹住的那块电路板就是经过上面所说的PCB经过工厂印制出来的,但是这块电路板上面没有MCU,RAM,NAND FLASH等元件,怎么可能装得进安卓操作系统?你要问背面可以放啊?我可以明确地告诉你,这么小的一块电路板,根本就放不下MCU、RAM和nand flash,还有必备的电阻电容这些呢?我们能看到的这一面也没有。制造智能手表的公司,MCU,RAM,nand flash 这些都是定制的,我们能买到的元件中,MCU有的比电子表的尺寸大,有的小(在这里要谢谢 @刘中阳 指出芯片尺寸的错误 ),不过一般人想要拿到小尺寸的芯片估计比较麻烦,因为个人买芯片都是散买的,量少,别人不愿卖给你。除了MCU,还有RAM nand flash这些元件的尺寸也是很占空间的。你要问拆下来的手机不是有小尺寸的芯片吗?我得说那个手机都不是智能手机,怎么可能有MCU?没有MCU,RAM,nand flash等元件,你是怎么将android、ios等系统装进去的?

图片五:

这个不用说了吧?很明显的PS痕迹。此外电子表有这么高清的屏幕?电子表能有液晶屏幕都已经很高级了,我除了已经市场上卖的智能手表有这么高清的屏幕外,没见过其他电子表有这么高清的屏幕。而且,那个APP图标是怎么回事?淘宝?不是说只能装5MB以下的APP吗?你还能装个淘宝进去?厉害!

图片六:

首先,用镊子夹住电池已经是不对的了,这样会使得电池短路的,不知道他用镊子夹住电池的时候,会不会有中酸爽的感觉呢?

其次,这种电池连个液晶屏的电量都供应不了多久的。在这里我给大家贴一张这种电池的参数表:

上面大家看到的是一张贴片电池的技术参数表。公称电压是3.0V,满足不了MCU的最低供电电压的。还有公称容量才125mAh,你觉得能用多久?估计也就开个机,看两三次时间就得换电池了。这种电池是充不了电的啊。

经@刘杨 的提醒,我去查了手机锂电池的供电电压,电池的供电电压一般都在3.7V-4.2V之间,4.2V是电池充满之后的电压,实际上额定电压一般都是3.7V左右。手机的芯片一般是cortex-A8 A9等架构的,芯片的供电电压是有5V和3.3V两种的,5V用来提供给总线,3.3V提供给内部的CORE和一些集成的外设,也有部分总线的供电电压是3.3V的,不过这样的总线很少很少。因此,手机电路中还会包含有升压电路,将3.7V-4.2V 升压到5V进行供电,否则芯片是无法正常工作的,这里面也印证了前面说的电子表大小的电路板放不下这么多的元件这一事实。

另外,还说一件事。这位杨同学花了三周的时间就做好了智能手表,这是不可想象的。要真是这么厉害,我觉得他现在就可以去谷歌了,谷歌也可以解散智能穿戴设备部门了。我给大家说说将android 、ios等嵌入式系统移植到ARM芯片上去,一般有哪些步骤:

1、移植bootloader。

什么是bootloader?bootloader 相当于电脑的bios,就是开机进入操作系统前的硬件的初始化,为操作系统提供运行的环境。

2、移植内核。android使用的是linux内核,IOS的我不太了解,苹果公司也没给源代码我们看。内核是管理资源和系统调度用的。

3、移植文件系统和必要的库。android在linux内核之上添加的部分东西主要集中在这里,android的各种库类,JNI层,界面什么的都在这。

经过上面这一步骤,大体上就可以称作手机或者智能手表什么的了。但是还不够,还有界面设计,驱动什么的都没有完善。如果这位杨同学能够在短短的三周时间内就能够做完,我觉得那已经是天才了。我这种光是移植bootloader和linux内核就已经花了将近三个月的时间,看来我永远都只是个搬砖的料了。唉,想想就觉得悲凉。。。

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