拆解一个很有意思的开关

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2019-08-30

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最近公司买了一个很有意思的开关，说是叫无源无线开关。无线嘛，就是没有电线连接，是无线的，好像是 433 无线模块通讯的。所谓无源就是没有电池或者其他直接的电源供电了，是一个自发电的开关。就是上图这个东东，我很是好奇，很想知道他这个自发电的开关内部是个什么样子，那我们拆开看看吧~ 嘿嘿~~

趁着下班了，大家都不在，我一个人开始在公司开拆！

这个无源无线开关和其他普通开关从外观上来看都差不多。它的塑料外壳和普通开关一样，轻轻撬开即可。打开外壳我们可以看到一根铜线，这应该就是用于无线通讯的天线了。卸下按键壳，下面就是整个开关的主体模块了。开关的主体很牢固的卡在底座上，只能硬撬下来了。

开关主体拿下来还是可以正常使用的，当我把主板上的壳子拆下来后，开关就不可以自发电了。主板的正面有 5 个电容按键，具体功能不得而知，可能是备用、兼容或者是为调试预留的？

拿下电容按键，看到主板背面线圈的一瞬间，相信中学物理还可以的朋友应该都能反应过来，这个开关的自发电原理应该就是咱们学过的电磁感应原理啊！通过线圈切割磁感线然后产生电能供应给其他电路使用。我迫不及待地卸下主板，想一探究竟，看看是不是我想的这样。但是主板和底座之间有一些机械机构互相钳制，费了好大力气才将主板卸下。

卸下主板后，我们看到底座上确实有一个由三个铆钉固定的磁铁。哈哈，果然是这样。在主体的壳子上有一个弹簧，怼着底座上的拨动机构，在开关按下的时候，拨动机构带动簧片拨动磁铁，磁铁的移动在线圈那端是有限位的，磁铁在一瞬间移动就相当于线圈切割了一次磁感线，从而产生电能给到其他负载。

• 拨杆机构细节图，挺有意思的一个结构。
  

然后来详细看一下主板：

在主板上主要有一颗 TI 的 CC115L 超值射频发射芯片、一颗 ST 的 stm8s003f3p6 8 位单片机、一个线圈以及电能采集储能电路。 stm8s003+CC115L/CC113L 的搭配在无线智能家居等场景好像应用很多。具体的芯片资料大家直接看厂商的 datasheet 吧，这里就不多做介绍了。

我仔细研究一下这个磁感线圈电能采集存储电路，主要有 5 个肖特基二极管，一个稳压二极管，一个 PMOS和一个 NMOS 丝印分别是 1GM 、2GM ，以及一个丝印为 A18F的未知芯片，没有找到直接对应的芯片型号，但根据电感来判断应该是一个 DC-DC 转换器，至于应该是降压还是升压就不太清楚了，因为拆开后就没有办法拨动开关产生电能，来测试对应点的电位了。我个人觉得这个线圈应该生产不了多大的电压，所以这里可能是一个升压的。通过按压，电磁线圈产生电能后，通过前级的电路采集后，到电感这里短暂存储，供控制器和射频芯片短暂地工作几十毫秒把控制信号发射出去，这样就可以控制接收端的各种设备了。简单理解了这部分的电路后，我简单绘制了一下这部分的原理图，不一定完全正确，但大体上应该是对的。有兴趣的朋友可以帮我看看，如果有什么错误的地方欢迎给我留言指正。

好了！这一次的拆解就到这里啦，我要赶快装回去了，不能让大家发现！（逃）

简单总结一下吧！

• 这个无源无线开关还是很 nice 的，不用布线，不用电池，自发电，节能环保！发电线圈的设计也不失为一种新的低功耗方案，在一些更小体积的应用场景可能不太合适吧。
• 神奇的事情背后都有基本的科学知识，中学的物理知识就这样实际运用在我们的日常生活中啦！
• 还有拆东西是一件很爽的事情！哈哈哈！

Have fun~