都在討論最新最好的可穿戴設(shè)備有哪些,我覺得從歷史發(fā)展的角度來回顧一下產(chǎn)品的起源也很有意思。本文介紹的是Fitbit公司于2013年推出的其首款腕帶式跟蹤器Fitbit Flex,我要拆解的則是2018年從eBay上買的一只黑色Fitbit Flex,售價14美元多一點。uQresmc
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圖1:有多種顏色及大小的Fitbit Flex腕帶可供選擇。uQresmc
從圖1可以看到,F(xiàn)itbit Flex腕帶有多種顏色及大小可供選擇,有些第三方供應(yīng)商還能提供不同款式,嵌入在腕帶內(nèi)的主跟蹤器單元當然都是一樣的。2018年10月我在eBay上買了一只黑色的Fitbit Flex,售價14美元多一點。賣家聲明:這只Fitbit Flex已經(jīng)開箱,是新的,因為拿來拿去可能會有一些輕微磨損。這些我都無所謂。uQresmc
我收到了賣家寄來的腕帶(圖2)。腕帶正面右側(cè)有一個半透明的閃亮塑料"環(huán)",其下是主單元LED燈(沒有OLED、LCD或其他多功能顯示屏),可顯示腕帶的工作狀態(tài)。它帶一個雙齒夾(圖3),當腕帶戴在手腕上時,可用雙齒夾將腕帶的兩端固定在一起(電池的續(xù)航時間估計約為5天)。uQresmc
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圖2:賣家寄來的腕帶。uQresmc
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圖3:用雙齒夾可將腕帶的兩端固定在一起。uQresmc
將腕帶轉(zhuǎn)過來,可以看到插主單元的位置。橡膠的柔性相當好,插入和拔出主單元比想像中容易一些(圖4)。uQresmc
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圖4:腕帶背面可以看到插主單元的位置。uQresmc
注意,與后來的產(chǎn)品不同,F(xiàn)itbit Flex中沒有用于光學心率測量的PPG(光電容積脈搏波描記法)傳感器,更沒有用來檢測睡眠呼吸情況的SpO2血氧傳感器。uQresmc
隨同腕帶一起寄來的還有一個小小的藍牙低功耗(BLE)USB適配器,如果電腦上沒有內(nèi)置相關(guān)的無線通信軟件,就可以使用這個適配器。uQresmc
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圖5:小小的藍牙低功耗(BLE)USB適配器。uQresmc
在圖6的放大圖中可以更清楚地看見適配器上面標注的文字。uQresmc
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圖6:藍牙低功耗USB適配器放大圖。uQresmc
圖7顯示主單元插入配套的USB充電器中。uQresmc
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圖7:主單元插入配套的USB充電器中。uQresmc
圖8是卸下主單元后充電器的內(nèi)視圖,從圖中可以看到,充電器有多個引腳,使主單元與充電器互相連通進行充電。uQresmc
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圖8:卸下主單元后的充電器內(nèi)視圖。uQresmc
圖9是主單元,顯示了其相對于1美分硬幣的大小。uQresmc
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圖9:主單元相對于1美分硬幣的大小。uQresmc
主單元的一端是圓的,與充電器相配,如圖10所示。uQresmc
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圖10:主單元的一端是圓的,與充電器相配。uQresmc
主單元的另一端是斜面,上面有顏色很淡的"Fitbit"品牌字樣,半透明,以便其下的LED光透出來(圖11)。uQresmc
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圖11:主單元的另一端是斜面,上面有淡淡的"Fitbit"品牌字樣。uQresmc
現(xiàn)在開始拆解。先從BLE適配器下手,需要一個"開盒刀"來幫忙。拆下塑料帽的一半,露出下面的藍牙天線(圖12)。uQresmc
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圖12:拆下BLE適配器塑料帽的一半,露出下面的藍牙天線(圖12)。uQresmc
拆下塑料帽的另一半,咋一看你也許會有點失望,但不要泄氣,還沒完呢。uQresmc
啊哈!里面有芯片(圖13)。uQresmc
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圖13:拆下BLE適配器塑料帽的另一半,里面有芯片。uQresmc
最搶眼的是德州儀器(TI)的CC2540,它支持USB的藍牙低功耗無線MCU。下面的"F128"表示它包含128KB閃存,廠商也提供"F256"的配置。uQresmc
拆除其余的塑料框,可以看到更多東西(圖14)。uQresmc
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圖14:拆除BLE適配器上剩余的塑料框,可以看到更多東西。uQresmc
接下來是我們的重頭戲,即活動跟蹤單元。還是用開盒刀,沿著一端的接縫(可以看見)切開(圖15)。uQresmc
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圖15:沿著一端的接縫切開主跟蹤單元。uQresmc
看到了吧,我之前跟你說過,它是半透明的(圖16)!uQresmc
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圖16:主跟蹤單元頂部是半透明的。uQresmc
從圖17可以看到,其頂部是多LED陣列,下面是藍牙天線。uQresmc
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圖17:主跟蹤單元的頂部是多LED陣列,下面是藍牙天線。uQresmc
要從防水外殼中掏出里面的東西,需要使用不同的工具。我從我的美甲套裝中拿出了一個工具,好像叫死皮剪(這是我第一次使用),如圖18所示。uQresmc
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圖18:要從主跟蹤單元的防水外殼中掏出里面的東西,需要使用死皮剪。uQresmc
在我剪開外殼時,發(fā)現(xiàn)自己無意中沿著外殼的另一個接縫下了刀,這個接縫在頂部和底部之間,肉眼很難看見。首先映入眼簾的是鋰聚合物電池(幸好沒有爆炸),如圖19所示。uQresmc
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圖19:剪開主跟蹤單元外殼,首先看到鋰聚合物電池。uQresmc
晃悠悠的藍牙天線很快就脫落了(圖20)。uQresmc
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圖20:晃悠悠的藍牙天線很快就脫落了。uQresmc
繼續(xù)拆解,接下來看到的是PCB另一面的IC以及下面的另一個神秘天線(圖21)。uQresmc
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圖21:PCB另一面的IC與下面的另一個神秘天線。uQresmc
順便說一下,電池旁邊的是觸覺振動電機(圖22)。uQresmc
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圖22:電池旁邊的是觸覺振動電機。uQresmc
前面提到的天線和IC,在圖23中可以看得更清楚(雖然還是不完整)。uQresmc
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圖23:前面提到的天線和IC。uQresmc
主跟蹤單元里面的東西終于取出來了,至少是從部分外殼中取出來了。剩下的充電觸點仍留在外殼上,如圖24所示。uQresmc
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圖24:取出主跟蹤單元里面的東西,充電觸點還留在外殼上。uQresmc
天線仍然粘在另一半外殼上(圖25)。uQresmc
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圖25:天線仍然粘在另一半外殼上。uQresmc
天線上有一個近場通信(NFC)標簽,可與支持NFC的安卓手機近距離通信,自動啟動Fitbit App(無需用戶手動啟動),如圖26所示。廠商顯然認為不值得為了這個功能而增加BOM成本,因為后續(xù)型號就不提供這個功能了。但是在最近的Fitbit Charge 3"特別版"中它又出現(xiàn)了,用來支持Fitbit Pay服務(wù)。uQresmc
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圖26:天線上有一個NFC標簽,可與支持NFC的安卓手機近距離通信。uQresmc
拿開外殼后,里面看得更清楚了。圖27右邊緣顯示的充電端子與圖24中外殼中的充電觸點匹配。uQresmc
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圖27:右邊緣的充電端子。uQresmc
除了一些測試點,電池下面沒什么東西。我認為左下角是被切斷的藍牙天線焊接,如圖28所示。uQresmc
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圖28:除了一些測試點外,電池下面沒什么東西。uQresmc
至少從芯片的角度來看,PCB的另一面更有意思(圖29)。uQresmc
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圖29:PCB的另一面有一些芯片。uQresmc
芯片上的標記看不清楚,我和iFixit的朋友們都認為,左邊的大芯片是Nordic半導體的nRF8001藍牙低功耗連接和接近IC。右邊的大芯片是意法半導體的32L151C6超低功耗ARM Cortex-M3 MCU。位于它們之間的,上面是TI BQ24040單輸入、單芯鋰離子電池充電器,下面是一個看不出供應(yīng)商/型號的3軸加速度計(我們是這樣認為的)。uQresmc
最后,在清理掉所有的拆解碎片后,我又拿起USB充電器,并意識到里面可能還有東西。例如,充電器的一面有一個孔,似乎是被動通風孔(圖30)。uQresmc
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圖30:USB充電器上似乎有一個被動通風孔。uQresmc
用開盒刀切開USB充電器,看到與這個孔對應(yīng)的是一個穩(wěn)壓器(我猜測),如圖31所示。uQresmc
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圖31:USB充電器外面有一個被動通風孔,對應(yīng)一個穩(wěn)壓器。uQresmc
圖32顯示了這個微型PCB的另一面。uQresmc
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圖32:USB充電器微型PCB的另一面。uQresmc
讀者朋友,你對這個特殊的IC或本次拆解有什么想法,請跟我們分享!uQresmc
(原文刊登于ASPENCORE旗下EDN英文網(wǎng)站,參考鏈接:Teardown: Fitbit Flex doesn’t easily give up its secrets,by Brian Dipert 責編:Elaine Lin)uQresmc
本文為《電子技術(shù)設(shè)計》2020年07月刊雜志文章,版權(quán)所有,禁止轉(zhuǎn)載。uQresmc