猎奇货拆解:阿里斯顿燃气热水器的无线电遥控器

这个遥控系统是阿里斯顿某些燃气热水器选配的零件,其中接收机的小盒子塞在热水器里。能在浴室里控制热水器当然是件不错的事情啦,不过这支遥控器到目前为止貌似一次都还没用过,中间还经历了一次电池漏液。虽然没坏,但是一直放着不用真是可惜了。

和普通的遥控器不同,热水器的遥控器需要采用无线电通讯(你家浴室总不能是透明的吧?),并且还是双向的(可以看到水温和出错报警),所以内部要复杂不少。

包装盒,设计的还不错,但是年代久远已经变形。

包装盒上的标签,型号是 RWC-HW 。

盒子里的东西:接收机(已经装在热水器里面)、遥控器本尊、支架、遥控器电池仓备用螺丝以及两种安装支架用的螺丝。

如果你对支架有兴趣的话,它的背面如上图。

遥控器正面,简单的 6 个按键 + 一块 LCD 。

遥控器背面。因为要在浴室里面使用,所以遥控器被设计成完全防水的。

上电自检时 LCD 所有位段点亮,指示都还算易懂。

电池仓。由于要防水,所以电池仓采用了橡胶密封圈和螺丝来密封,应当是相当严实了。

电池仓盖能有效压住橡胶密封圈。机壳的螺丝上也有橡胶圈,防水的细节做得很不错。

拆下电池仓的橡胶密封圈。

拆下剩余 6 个防水螺丝,即可开壳。由于塑料老化,不少螺丝槽都已经断裂了。外壳上也有密封橡胶圈,并且被固定在槽子内。

另外,可以看到电池仓的 4 个螺丝槽并不和内部相通。

主板背面全貌,这一面的做工还算不错机器贴片 + 回流焊机焊接。

板子上的丝印以及检验标志贴纸,其中“ MTS GROUP ”的标志壳子上也有,说明遥控器是这家企业代工的,但是查不到对应的信息。

两只 10V 220μF 的电容应该是并联在电源两端的。

电池正极进来以后,还要通过由一只 47μH 的色码磁珠电感、一只芯片(不知道是不是 LDO )以及两个 MLCC 组成的稳压滤波电路。

遥控器的核心是一只三星的 8 位单片机,型号是 S3F9488XZZ-QZ88 ,特征如下:

  • SAM88 RCRI 芯片核;
  • 5 个 IO 端口共 38 个引脚,其中 8 个可直接用于驱动 LED 或者 LCD ;
  • 10 个单向量单优先级中断源;
  • 8KBytes MTP ROM,208Bytes RAM ;
  • 支持晶体和陶瓷振荡器以及内部片上 RC 振荡器,CPU 带有 1 / 2 / 8 / 16 分频器;
  • 包括节能用的 IDLE 和 STOP 在内的 41 条指令(怎么感觉弱爆了);
  • 8MHz 系统时钟下每条指令执行最快只需 500ns ;
  • 一个支持 PWM 、间隔、捕获三种模式的 8 位定时器和另一个支持 PWM 的 8 位定时器;
  • 时钟定时器支持实时和间隔模式,并带有蜂鸣器和 LCD 驱动频率生成;
  • 8 位 × 19 段 LCD 驱动器;
  • 9 路复用 ADC ,4MHz ADC 时钟下转换时间为 12.5μs ;
  • 异步模式双向 UART 接口,8 位或者 9 位模式,可编程波特率发生器;
  • 看门狗定时器可以自动选择两个时钟源,噪声干扰下安全;
  • 2.6V / 3.3V / 3.9V 低电压自动复位;
  • 2.4V / 2.7V / 3.3V / 3.9V 电压指示器;
  • 4MHz 系统时钟下电源电压范围 2.2V – 5.5V ,8MHz 系统时钟下电源电压范围 2.7V – 5.5V ;
  • -25℃ – +85℃ 工作温度范围;
  • 44 脚 QFP 封装。

这只单片机的速度一般但是外设还比较丰富,能满足复杂的双向无线遥控的需要。它的工作电压范围基本上决定了你不可能把碱性电池在这支遥控器上用完。

负责无线部分的是一只德州仪器的 CC1100 ,这个经典的无线方案特点如下:

  • 超低功耗—— 868MHz 频段,1.2kBaud 速率设定下接收时消耗电流 14.4mA (也不怎么低);
  • 支持 315MHz / 433MHz / 868MHz / 915MHz ISM / SRD 频段;
  • 868MHz 频段、1.2kBaud 速率、1% 误包率条件下灵敏度可达 -111dBm (这还是相当灵敏的);
  • 全波段输出功率可高达 10dBm ;
  • 优越的选择接收能力;
  • 可选 1.2kBaud – 500kBaud 速率;
  • 支持 2FSK 、GSK 、MSK 、OOK 以及其它 ASK 调制方式;
  • 90us 跳频;
  • 内建温度传感器,自动频率补偿;
  • 片上包处理系统:同步字检测、地址检查、CRC 校验,包长度可变;
  • SPI 总线,支持突发传送模式;
  • 数字接收信号强度指示输出,载波检测输出,可编程信号质量输出;
  • 带通滤波器带宽可编程;
  • 自动频道选择可以自动选择噪声最少的频道;
  • 基于包的链路质量指示,可选信号数据去偏;
  • 休眠模式下电流只有 400nA ,退出休眠模式仅需 240us ,支持自动唤醒;
  • 独立的 64Bytes 接收缓存和发送缓存,支持同步和异步模式;
  • 20 脚 4mm × 4mm QLP 封装,RoHS ,外围元件较少;

这只无线芯片独占了一只 26.00MHz 的石英晶体振荡器。

单片机采用低频 / 高频双晶体振荡器来降低整机功耗。低频筒形晶体被黄胶牢牢地粘在板子上,以免其脆弱的引脚受到跌落的震动而断裂。

高频晶体是 TDK 的 4.19MHz 陶瓷晶体振荡器。

陶瓷振荡器旁边有一排调试接口的预留位。

液晶屏通过金属针而不是斑马条或者排线跟 PCB 连接,这样的连接非常可靠,档次也是比较高的。不过这里可以明显看出插件的手工焊接痕迹,并且助焊剂堆了很厚没有清理掉。

无线部分还很复杂,估计前面还有射频功放。天线是隐藏在机内用漆包线制作的弹簧天线。

蜂鸣器上面写着“ ALP05S ”并标明了极性。

再拆掉 5 颗普通的螺丝(液晶屏周围 4 个,电池仓尾部 1 个),就可以分离 PCB 跟外壳了。

PCB 正面全貌。

LCD 的做工相当赞。好久没看到这样的屏了。

射频天线,做工一般。

最后,微动按键的焊工真叫一个惨不忍睹,残留的助焊剂有如鸟粪,大家随便看看就好了。不过每个按键上面都有电阻跟 MLCC 组成的消颤电路。

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