新款NFC-LED风扇的剖解探秘

2017-5-19 11:08:48 3476

0 `介绍进入5月，深圳的天气已经显得有些炎热了, 小编突然想起了年初在ST意法半导体的某个NFC技术培训上，曾经拿到的一个ST公司的NFC-LED赠品风扇。爽了一阵风之后，小编觉得这个风扇跟传统的LED风扇有些不同：传统只能显示固定的显示内容，而这个ST送的风扇，却可以通过NFC手机对它进行任意显示内容的设置，非常有个性化！到底它的工作原理是如何的呢？采用的电子器件，会是哪种设计方案呢？秉承Marker精神，从小就喜欢拆各种电子产品和玩具的我，情不自禁想对她进行一番“庖丁解牛”。随下，让我给大家Show一下剖解过程：剖解探秘 1. 效果展示解剖前，让我们先体验一下她的运行效果。不然，后面如果不小心拆坏了，或许就没机会看了。Wow！即惊艳又凉快，很酷吧！ 2. 整机玉照。注意到了吧？机身的电池后盖上，有一个二维码，手机扫码后，即可下载一个APP。通过这个APP，支持NFC功能的手机可以设置5个显示画面的中英文和系统已经固定预设多个表情图标。这个APP的界面如下：从上图的APP界面可见，该NFC LED风扇可以轮流显示5个页面的内容，每个页面的显示内容可写9个汉字或者18个中英文字符，每条数据的显示效果是固定的。输入设置完需要显示的信息内容后，最后就是更新NFC风扇的硬件内存了，方法是：先把风扇叶的头拔拆下来，然后把风扇叶（内带NFC数据存储用途的PCBA小板）靠近手机的NFC感应区，接着点击APP界面上的按钮“OK”即可，更新NFC内容的过程持续大概2-3秒。 3. 内部设计外壳的打开很简单，只有1个螺丝，其它地方靠卡扣连接。从图上可见，这个风扇里面的东西还是“空荡荡”的，初步看到的只有：一个可安装3节7号干电池的弹簧架，一个ON/OFF开关，一个直流电机马达，数根导线而已。 4. 扇头设计很明显，这个风扇头是重点了！从图上，我们可以看到，它的设计还是很巧妙的，比如：使用细线的PCB走线当作NFC线圈, NFC手机或NFC读卡器就是通过这个线圈给该小板上的NFC芯片提供电能来源和数据读写操作的； PCB上的2个圆形焊盘区和电机马达轴直连的弹簧组成系统供电装置，通过弹簧的压力，即使风扇叶旋转起来，系统也能正常连接和持续获得电池的能量供应。除此之外，PCB板上，还有个特殊的焊盘片，那就是“同步用途的”的焊盘。风扇叶每旋转1圆，对应的该焊盘会通过负极的弹簧接触而输出一个低电平（其他时间，因为没有接触，输出的是高电平）。这样，有了这个同步信息，单片机就可以在旋转一圈的过程中，知道哪个位置应该如何控制LED灯的亮和灭（即点阵信息）了，从而实现通过各个LED的发光“点”，组成一个显示面（显示屏）。 5. 扇叶解析 LED风扇能显示中英文和图标的原理：风扇叶的FPC柔性线路板上，有11个0603贴片封装的蓝色LED灯，通过我们人类“视觉暂留，类似看电影”的原理，单片机把预先在APP里设置的内容显示在LED上。或许有些人不知道，为何是11个LED呢？ 7个可以吗？那2个呢？这个就有点讲究了，因为能显示汉字的基本、最小点阵信息就是11x11，点阵数再小，比如5x7或7x7(7个LED) 虽然英文和数字可以显示清楚，但汉字就显示不清楚了。 6. 风扇的控制器主板如上图所示, 风扇的控制器主板还是很简单的，它是一个双面板PCB，板上的器件包括：一个16Pin的单片机U2；一个NFC芯片U1；2个电容。其中一个是电源滤波用途使用的电容C1，另外一个是调节用途、并联在NFC线圈（用PCB走线代替实现）上的谐振电容C2。从丝印看，NFC芯片采用的是ST意法半导体公司的M24SR16芯片，它是一个内置2-Kbyte (16-kbit) EEPROM、支持双接口（NFC无线和有线的I2C）、符合ISO/IEC 14443 Type A and NFC Forum Type 4 Tag的NFC芯片。使用这个NFC芯片，就算是没有安装干电池供电，NFC手机或NFC读卡器也能通过这个“PCB线圈”给该小板上的NFC芯片M24SR16提供电能来源和LED显示数据的写入或读出；而单片机U2因为丝印无，所以型号未知。自此，这个NFC-LED风扇的工作原理，我们应该很清楚了：上电后，单片机通过I2C接口从NFC芯片M24SR16读取要显示的所有LED数据到SRAM，而风扇叶的旋转过程中，根据同步焊盘提供的“位置信号Sync”, 单片机就可以在旋转一圈的过程中，知道哪个位置应该如何控制LED灯的亮和灭（即点阵信息）了，从而实现通过各个LED的发光“点”，组成一个显示面（显示屏）。至于，显示其它不同的内容、界面，只是读取和展示下一批的LED点阵数据而已。。。因为电路较简单，小编就花了点时间把该电路图给绘制出来了，以赐读者：剖解总结: 总体上，这个NFC-LED风扇的设计方案还是很精简、巧妙和实用的。精简，体现在用料很少，比如单片机基本上每个IO都用尽了，BOM包括机械开关和马达一共也才6个器件。巧妙，体现在电池如何给不断旋转中的PCB板提供电能，以及同步点Sync焊盘的设计上。最实用最贴心的设计是，现在LED显示内容可以任意编辑的APP设计上，而且是支持多国语言风格的界面喔。想想看，当520的时候送给你的女朋友的时候，看到你写给她的话通过这个扇叶表达出来，对方会有多开心。可见，这个ST风扇，确实非常有个性化！拿来送人送礼也相当地合适 ` 0
2017-5-19 11:08:48　　评论淘帖0 举报相关推荐 • LED风扇的原理 5241 • led时钟风扇 2048 • 遥控玩具赛车的电路剖解分析 39 • LED电风扇DIY图解 7811 • NFC无线灵活配置LED驱动电源 1002 • NFC无线灵活配置LED驱动电源 727 • EK推出新款水冷风扇风压达普通风扇的4倍左右 4167 • 虚短和虚断概念剖解及应用实例 17355 • LG新款智慧连网电视内置NFC技术 1579 • LED闪存字风扇编程器 0 1 个讨论

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2017-5-22 11:37:28 评论举报 1^# 程