【拆解】45块钱收的小米无人机遥控器4K版，拆开发现竟然...

鸣涧_GC96O

【拆解】45块钱收的小米无人机遥控器4K版 拆开发现竟然用这种芯片

一年前在海鲜上90元收了一个小米无人机遥控器。最近看了一下海鲜上这个遥控器的价格已经跌到45元了。提前申明，假如遥控器因为这篇文章涨价，可雨我无瓜啊。就是这个遥控器，有没有感觉还挺萌的。一 概览一个Micro-USB可以用来给遥控器充电，另一个是A口。两个角各有一个滚轮背面有A、B两个按键。中间是小米的LOGO。下面是铭牌，上面写了商品名是“无人机遥控器4K版”，产品型号是YKQ02FM。无线遥控居然用的是5GHz的频段。制造商是北京飞米科技有限公司。握手的地方两侧有手胶。二 拆解看了一圈没发现拆螺丝的地方，那么螺丝应该是藏在手胶下面。撕开手胶果然看到有螺丝：把左右两侧手胶下面的螺丝拆掉。然后上下壳分离之后，就看到电路板了。看起来还不错啊，直观看一眼发现用的MCU是STM32F103RBT6。背部按键板、滚轮板都是通过排线连接到主控板的，在这些连接器的位置都打了胶。在电池旁边的没有插连接器的母座是连接正面摇杆的，在拆掉面壳之前需要把这两个连接器拿下来。正面是两个摇杆，仔细看了一下发现摇杆都是电位器的，阻值是5K，虽然是电位器的，但是回弹效果还不错。接下来拆掉固定PCB的四颗螺丝。把主板拿出来，看看上面都有什么器件：1、MCU红色框中的是STM32F103RBT6，这是ST的ARM Crotex-M3内核的单片机，主频72MHz，封装是LQFP64。MCU配的晶振是3225封装的16MHz晶振。这颗MCU在平时价格大概7-8元左右，前几年缺货涨价的时候价格可能近百。现在恢复正常，价格在8-9元左右。2、锂电池充电芯片图中绿色框中的旁边有2R2电感的是MP2625BGL，其封装是QFN20，3x4mm。这是一颗带NVDC 电源路径管理的 2A 开关型锂离子充电器。该器件适用于各种平板电脑和其他便携式设备。内部集成了同步 BUCK 调节器，为系统输出供电提供稳定电压，同时给电池充电。MPS的官网不知道为啥比较卡，想下载数据手册点了半天了，进度条跑不动。但是发现他们官网有的元件Symbol和封装居然可以联动，鼠标放在左边的Symbol引脚上，封装里对应的引脚也会高亮。等了半天进度条还是没动，于是又找了找，在其他地方下载到了。下面看看这个芯片的框图：电池接在这个芯片的BATT引脚，当IN脚有输入的时候，根据电池电压来决策是为电池充电还是直接输出位sys系统供电。当没有输入的时候，由电池对sys系统供电。锂电池动态路径挺复杂的，这里说的不完全对，真要用的类似的芯片的话需要仔细研究研究。看看下面这个框图和流程图可能会更明白：好吧，我表示越看越懵了。我们看下一个器件吧。3、功率开关橙色框中的封装为SOT23-5的器件是USB A口输出的功率开关，我根据丝印没找到具体的型号。于是找了安森美的NCP380来看看，注意，五脚封装的没有ILIM引脚。：4、锂电池保护电路锂电池都有一个使用的安全电压区间，最高和最低电压一般被称为充放电终止电压或截止电压，当电池的实际工作电压长时间低于放电终止电压或者长时间高于充电终止电压时，电池内部将发生不可逆转的伤害，严重伤害电池，导致性能下降，俗称电池衰减，电池衰减的表现就是电池的内阻增大，容量下降等。所以锂电池都需要有一个保护电路。深蓝色框中的SOT23-6芯片和旁边的两个DFN8_3X3封装的NMOS就是锂电池保护电路，根据丝印我也没找到具体的型号，所以根据分析出来的电路原理，找了个引脚兼容的美台的AP9101CK6-AYTRG1来看看。锂电池的负极和板子上的地之间加了一个背靠背NMOS电路，然后由AP9101C来进行管理。有些锂电池包的保护板上还有一个NTC,用来检测电池包温度，从而对充放电电流进行管理。关于锂电池的充放电及其保护，也是一个比较冗长的话题，此处限于篇幅暂时不做展开。如果有朋友感兴趣，后面可以专门出一个专题分享讨论。5、BOOST升压电路图中浅绿色框中的器件是TI的TPS61088，这是一颗同步升压DC-DC芯片，封装是VQFN20。该器件输入电压范围是2.7V到12V，输出电压范围是4.5V到12.6V，电流高达10A。开关频率范围是200KHz到2.2MHz。由于电流比较大，所以内部的功率开关和同步整流开关的阻值都很小，分别是11毫欧和13毫欧。典型应用电路如下，看得出外部电路还是比较简洁的：布局参考如下，当然，在实际布局的时候，电感还可以再靠近一点，让SW节点更短更粗：6、BUCK降压电路两个浅蓝色框中的器件都是同步降压DC-DC。用的器件是RT8059GJ5，封装为SOT23-5。三个引脚这一侧长得胖胖的这个像电容的实际上不是电容，是一个贴片电感。7、LDO紫色框中封装为SOT23-5的器件是LDO。根据引脚和电路分析，这应该是RT9193-33GB。这个类型的LDO我们之前在拆解LSP激光测距仪的时候已经见过了，相比平时常用的LDO，它多了一个BP引脚，这个引脚对地接一个22nf电容可以使输出的噪声更小，之前也分析过，这个电容其实是给LDO内部的VREF使用的。这个LDO的价格不便宜，大概在4毛左右，毕竟之前拆解电瓶车报警器的时候，里面的16脚的8bit MCU价格才1毛多一点。8、无线收发器板子背面除了几个连接器，剩下一个最大的器件就是射频收发器。收发器的金属屏蔽壳上贴了散热硅胶垫，当PCB安装到外壳里的时候，这个散热硅胶垫就会和壳里的金属贴在一起，为收发器散热。拿掉屏蔽壳可以看到内部的主芯片是Atheros的，但是型号已经看不清了。有知道的大神可以告知一下。SDRAM的型号是南亚的NT5TU32M16FG-AC，封装为VFBGA-84，容量512Mb。5G的PA芯片是Skyworks公司的SKY85405-11，板子上总共有两颗，对应两个天线。这个板子的背面开盖之后可以看到就一个GD的GD25Q127CSIG，这是一个128M-bit的串行Flash，持Quad SPI，现在好像已经停产了。以上基本上就是这个遥控器里的所有器件了。三 设计细节接下来看一些细节：1、射频芯片的散热，射频芯片到屏蔽壳还有一点距离，所以在安装屏蔽壳的时候加了这种比较软的散热硅脂，把屏蔽壳上盖安装上之后就可以实现散热了。2、按键的中间是需要发光的，而且根据不同的状态要显示不同的颜色，这个是通过三个不同颜色的LED。装配好之后，按键帽的中间透光的位置刚好盖在三个LED正上方，而按键帽沿凸起的一个小点刚好顶在按键上，这个设计我觉得非常好。3、整个外壳只有四个螺丝，但是安装起来很结实。您觉得这个遥控器还有什么设计上的亮点呢，欢迎评论区畅所欲言。
四 器件清单整体来说，这个遥控器里的主控板(不是指射频板)很简单，虽然用料很扎实，但是实际上没有什么可以学习的地方。毕竟用的都是集成芯片，只要知道芯片名，让一个新手也能很快把整个原理图画出来，所以没啥好巴拉的。这也是现在大部分硬件工程师的通病，DC-DC可能都能照着手册用，但是一旦遇到电源环路不稳定就不知道怎么解决了，当然，现在的芯片集成度高了，功能也完善了，很少遇到不稳定的情况了。或者说让设计一个简单的功能的，就会想着用什么型号的MCU，定点还是浮点的DSP，A家还是X家的FPGA，但是不是所有的产品电路板都要用到处理器！MCU用多了，不会设计分立的逻辑电路了；集成运放用多了，不会用三极管搭模拟电路了。LDO和DC-DC用多了，看见个三极管降压电路都觉得稀奇了（肯定有人知道我在含沙射影谁，如果你确实不知道，那我偷偷告诉你，就是写这个文章的人：拆了一个电瓶车防盗报警器，里面的电路设计令人大吃一惊）。当然，如果你非要反驳说：时代在发展，快速做出产品才是王道；或者你说专业的事情让专业的芯片原厂做，我们只解决用户的痛点；或者你说条条大道通罗马，不管白猫黑猫，只要能让电路功能实现都是好猫，那我只能说对对对，老哥，我和你的看法一毛一样滴！叉腰站会儿，擦把汗。让我们把目光重新放在今天的主角上。看到Bilibili上有很多人使用这个遥控器进行改装，把内部的电路板换了，然后把自己做的PCB放进去，实现OpenTX的遥控器。我觉得有空可以折腾一下，毕竟这个外壳还是很不错的。