拆解：驱动芯片需求的健身跟踪器

发布时间：2016-2-15 10:56 发布者：designapp

微软于2014年10月推出首款“智能手环”，其实这个设备也可以叫做“智能手表”(甚至超过了许多智能手表的内置功能)。除了诸如蓝牙连接、光学心率监视器和内置的陀螺仪及三轴加速度计外，微软还在该设备中集成了环境光传感器、麦克风(用于语音输入控制)和320像素×106像素(245 PPI)的1.4英寸电容触摸屏增强型LCD。这款微软手环甚至提供了一个皮肤温度传感器、一组皮电反应传感器(用于确保腕带正确佩戴在你的手腕上)、一个紫外光线传感器(告诉你何时需要涂防晒霜或穿戴遮阳衣)以及内置GPS(因此不再需要依靠附近连接着的智能手机或平板电脑中的GPS装置)。

2015年9月份，我花100美元购买了一款打折销售的微软手环，打算作为我给妻子买的生日礼物Garmin Forerunner 225的备份。她非常喜欢Forerunner 225，但《电子技术设计(EDN)》要求我保留这款手环作拆解用途，不要再返还给百思卖。我与生俱来的工程好奇心促使我愉快地接受了这个要求。下面让我们看看这款手环的内部细节。

手环的外部包装是彩色的，很干净，非常吸引眼球：

我敢说当我打开包装时感觉很有苹果的风格呢：

这是手环在盒子里的近照。注意位于LCD左下角的紫外线传感器(我相信跟环境光传感器一样具有双重作用)，它的上方就是麦克风“孔”：

盒子里剩余的就是一根充电线和一本很薄的快速使用指南：

这是把手环从盒子里拿出来后拍的近照：

现在你可以在手环背面清晰地看到光学心率监视器了，它的周围是集成在手环中的两个皮电反应传感器中的一个。光学心率监视器在苹果手表和Moto 360等设备中都有配置。这是最近在《EDN》发表的一篇文章摘要：

光学心率监视器使用了一种称为光学体积描记术（PPG）的技术，具体做法是将光照射进皮肤，然后通过捕获由不同血流量反射的不同光强来测量血液在真皮层和皮下组织中的充盈程度。

这是光学心率传感器的近照：

这是手环反面图，展示了其独特的可调整扣子：

看到上张照片中的警告贴纸了吗？这张是近照：

很明显微软想要尽最大可能发挥积极的产品使用体验。

撕去贴纸，由另外一个皮电反应传感器包围的磁性充电端口就展示在你面前：

端口两边是两块橡胶皮，分别由两个T3梅花螺丝固定：

这些螺丝的金属部分非常不耐用，也许是我出手太重了，因为我在尝试拧螺丝时弄掉了四个头中的两个。第3个头借助橡胶带巧力弄了下来，但第4个必须将胶皮拧转才能转动。在这个过程中我不小心刺穿了下面的锂聚合物电池；毫不夸张地说，这导致了短暂但强烈的热气与烟雾喷发和刺鼻的恶臭：

很明显，这种拆解方法就是不准备拆解后再恢复完整的功能状态了。

在电池旁边你可以看到用于产生手环触觉反馈的振动电机。这张是拿走电池后拍的照片：

另外一块电池(仍然是完整的，至少当时是这样)是无电机陪伴的：

最终也拿了出来：

这张是上述扣子两端的近照：

我希望拆解前面一端就可以见证整个拆解过程，但……没完全达到效果：

拆掉后端：

暴露出光学心率传感器的背面：

这时我不得不求助于以下这些暴力工具：

·几个仪表螺丝刀
·装有刀片的剪纸刀
·一把指甲剪

微软手环的塑料金属底座上覆盖了令人印象深刻的耐用橡胶材料，这些橡胶不仅黏性强，而且牢牢地粘在底层上。然而，伴随着咒骂声和若干道伤口，虽然缓慢但拆解还是有了进展：

到这里我又被难住了——我不知道如何打开金属外壳才能看到我猜想装在里面的PCB：

不过撬起一根带状电缆后：

发现我可以撬起充电连接器的边缘：

接下来就是完全撕开：

下一步：取走薄的金属屏蔽层：

终于看到底下的PCB了：

瞧：

右边是赛普拉斯的CY62167EV18LL-55BVXI 16Mb SRAM。它左边是手环的“大脑”——飞思卡尔（现为恩智浦）基于ARM Cortex-M4的MK24 FN1M0V12 Kinetis应用处理器。最左边是GPS子系统，采用的是CSR(现为Qualcomm)的SiRFstarIV GSD4e IC。这是拿走金属帽后的GPS子系统近照：

现在来看看PCB的另一面有什么？SparkFun是借助钻床(我可没有)才看到的。不过iFixit维修指南给我提供了不同的方法。诚然，虽然我觉得这个修理设备的方法看起来有点可笑，但是我知道了可以撬走这块LCD：

是的，我确实让一些玻璃碎片插入了我的手指。感谢大家的慰问。

哦，我终于把LCD撬起来了(再次看到了麦克风和紫外线传感器，有没有？)

再瞧瞧：

右边是Macronix的MX66U51235FXDi 512Mb闪存。中间是Atheros公司(现在同样是Qualcomm)的3002-BL3D Bluetooth 4.0收发器(观察力特别强的人可能已经注意到微软手环包含两根天线了)。至于它们之间的那块IC，不管环境光线有多强还是用多大的放大镜看，我的老花眼还是分辨不清封装上的标记，不过我猜它是一个陀螺仪/加速度计组合器件。SparkFun的网站显示了相似IC的照片，比如InvenSense公司的MPU-6050和ITG-3200。
最后但同样重要的是这张LCD背后的照片：

拆解：驱动芯片需求的健身跟踪器

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