拆解:具有运动传统的智能手表

2023-1-15 08:32| 发布者: 夏梦飞雨| 查看: 629| 评论: 0

摘要: 今天的候选拆解对象来自一家老牌的定位与活动记载手表制造商——佳明(Garmin)。这家公司此前好几代可穿戴产品都十分好用,我也已忠实地运用了多年。fēnix是Garmin最新手表的品牌称号,而Forerunner户外运动表则是其 ...


今天的候选拆解对象来自一家老牌的定位与活动记载手表制造商——佳明(Garmin)。这家公司此前好几代可穿戴产品都十分好用,我也已忠实地运用了多年。fēnix是Garmin最新手表的品牌称号,而Forerunner户外运动表则是其前身,它为更通用的智能手表未来奠定了基础。


四年前(当你过得开心时,时间过得可真快),我和iFixit的朋友一同为大家提供了摩托罗拉第一代Moto 360 Android Wear(往常的Wear OS)智能手表的拆解。去年底,我又拆解了一款共同的模仿加数字智能手表——这款手表的出品方不太为人所知,不论你信不信,它的名字叫Martian,往常也曾经不复存在了。


今天的候选拆解对象来自一家老牌的定位与活动记载手表制造商,它的名字叫佳明(Garmin)。这家公司此前好几代可穿戴产品都十分好用,我也已忠实地运用了多年(未来也仍将继续运用?)。fēnix是Garmin最新手表的品牌称号,而Forerunner户外运动表则是其前身,它为更通用的智能手表未来奠定了基础(同时希望在这个过程中不会失去原有)。该公司的产品系列包含3系列和5系列产品,进一步细分又有规范、“S”和“X”,以及规范和“Plus”变体之分。至少在我看来,它们之间的区别无疑有点紊乱。而Garmin Fenix Comparisons这个独立发表的网站,能够为大家排忧解难。


细致来说,今天要拆解的是fēnix 5 Plus蓝宝石版的47mm直径外壳尺寸的变体。从它的命名可知,它包含蓝宝石玻璃镜片(并且还提供圆顶和化学强化玻璃选择)。这个特定型号还提供不锈钢(本文所示)和钛表圈选择。其他主要特征包含:


  • 直径1.2"(30.4mm)、240×240像素、功耗优化的半反半透像素内存储器(MIP)显现屏(留意:不支持触摸屏);
  • Wi-Fi、蓝牙、低功耗蓝牙(BLE)和ANT+无线衔接选择;
  • 支持近场通讯(NFC),用于完成Garmin Pay非接触式支付功用;
  • 支持GPS、GLONASS和Galileo全球卫星定位效劳;
  • 伎俩式心率监测器(我的Forerunner手表采用胸带,经过ANT连到手表上);
  • 一系列内置传感器技术:气压高度计、指南针、陀螺仪、加速度计和温度计;
  • 内置扬声器(各种)

我应该事前声明,我十分感激以下喜好者的拆解文章,了解它们就能够辨认出我在拆解中所发现的内容:


  • fēnix 3
  • fēnix 3 HR(宣称完成了非破坏性拆解,十分令人敬佩,我可能会弥补!)
  • fēnix 5X

此外还有FCC有关fēnix 5S Plus、fēnix 5 Plus(顺便说一句,FCC ID是IPH-03437)和fēnix 5X Plus的文档(对此,我还应该向Garmin用户论坛的参与者表示感激,是他们为我提供了各种链接和更普遍的信息)。在将这些文章与我的中止比较时,无论是在物料清单还是结构细节方面,你可能会为各种型号的设计有多么不同所入迷。


首先,像往常一样,下面是一些外盒照片:


将顶部从表盒拿掉,手表就映入视线:


恕我直言,固然与我细小的伎俩相比它有点宽,但它看起来却很漂亮。与我过去的Forerunner GPS手表不同,它不外于厚实。表盘上所看到的图像实践是一块可拆卸的维护塑料薄膜,而不是LCD真实工作的样子。但是,从这个模仿图像能够了解到,这款特定型号的手表支持彩色地图和其他信息的动态显现。


继续之前再强调一点:这个表盘用的是LCD,而不是日益提高的OLED,固然是它的一种特殊变体。它主要依托来自周围环境的反射光完成照明,而仅在必要时才提供透射背光弥补(例如,用户按按钮激活),因而有了“半反半透(transflective)”这个称号。它还包含基于SRAM的嵌入式像素存储器,从而无需不时刷新显现屏DRAM。这两种功用明显是要完成功耗最小化。


手表一侧有两个按钮,它们之间有个神秘的启齿(稍后再解释):


另一侧有三个用户界面按钮:


就是这样:没有触摸屏(思索到当释?在户外活动环境中运用时,手指可能湿润、冰冷、不洁净或戴有手套等等,而使触摸屏不能良好地工作,不采用触摸屏也就说得过去),也没有原生语音控制。不可承认,与Apple Watch、Fitbit、Google Wear OS以及其他竞争对手相比,这样的用户界面有点“守旧”的觉得,但鉴于其目的市场,这个问题影响不大。


下图是它的背面:


中间设有光电容积脉搏波光学心率传感器,一侧设有专有的四垫衔接器,用于完成充电和数据传输。说到这里,盒子里还有几样其他东西:几份文档,以及USB(至少一端是USB)衔接线。就是这样:


有些人可能曾经留意到,手表前面有五颗梅花头(确切地说是T5)螺丝,背面还有四颗。不论你信不信,只需把这几颗螺丝拧掉,就能够完整看到手表内部(相比之下,Apple Watch翻开则要省事得多)。如往常一样,我的iFixit 64合一螺丝刀套装轻松搞定这些螺丝。下面是前面的五颗(左)和后面的四颗(右):


如下所示,后侧螺丝(右侧)比前侧螺丝(左侧)更大一些:


卸下前侧螺丝后,就可将显现屏表圈提起:


我以为,pcb驱动显现屏是靠那根宽铜色排线完成。我也很肯定,那根较窄的黑色排线用于将PCB衔接到NFC天线。法拉第屏蔽罩上方的铜色圆盘是个简单的扬声器,信不信由你。伸出PCB一侧的那三根(弹簧支承的)金属杆提供与前表圈的衔接,这个前表圈也用来充任GPS天线。


下面是组件依旧相连时的另一个角度特写:


往常能够看到,在表圈和主体之间有个必须的黑色垫圈,是用来防水和防风雨——这款手表的防水等级为10ATM(100m)。往常还能够看到,大部分表盘掩盖有黑色NFC天线,其背地是白色的显现器背面。


那么背面又如何?我以为你永远不会问:


这次垫圈呈蓝色并楔入表身——当我把背部取下时,它就弹了出来。


下面是把它重新插回到平常位置的特写:


这里又有两根排线,这次都是铜色。但只需其中一个将PCB衔接到背部组件,另一个稍后再谈。另请留意,背部衔接器的四个导电垫不时穿过背面而衔接到PCB自身,这表明它们既可用于数据传输,又有可能PCB上的电路能够管理充电过程。在这方面,它运用了225mAh的锂离子电池。


下面是触觉电机。它下面是光学心率传感器。担忧会产生烟雾、恶臭以及发热,我没敢尝试把电池取下,把传感器显露来察看。顺便说一句,别担忧,我没有忽视PCB这侧的神秘铜方块。


往常我们来断开排线。下面是分开后的前表圈背面视图,这样就更明晰地展示了它下方的NFC天线和专用LCD:


另请留意镜头底部表圈上的灰色区域。前面提到的那三根伸出PCB的弹簧支承的金属杆,在这里接触。


以下是背面的两侧:


下面是PCB顶部的特写照片(你很想知道那个法拉第罩下面是什么吧?你留意到它上面、在扬声器旁边刻有漂亮的等高线了吗?)


下面是底部:


认真察看能够看到两颗十字平头螺丝,就是它们把PCB固定到位。将它们卸掉,就可将PCB拿出:


还记得前面提到的第二根背面排线吗?还记得我之前提到过的手表一侧的神秘启齿吗?他们是相关的:


将底部内容固定到位的那个金属支架,它自身又是采用两颗易于拆卸的十字平头螺丝中止固定:


那么,这是什么?


一开端我以为它是个麦克风……直到我认识到这个特定设计中没有麦克风规格。然后,我以为它可能是个扬声器,但我们又已找到它了(手表内共有16GB非易失性存储器,其中有高达4GB可用于寄存音乐,但前提条件是其能够经过蓝牙耳机等中止回放)。


前面所提fēnix 3 HR那篇拆解文章让我知道了它的真正目的。它是气压计传感器,能够用来预测天气(在我爬山的日子里,我常说:“假如你没有往上爬,但手表说你有,那么就是时分下山了,由于坏天气马上就来临”),但主要用作高度计来丈量高度(以及随时间的变更)。回想起来也的确有道理,由于它要工作,就必须裸露在外部世界中(因而手表侧面就有了个启齿,以及传感器周围裹了橡胶垫圈,用来避免周围水分渗入内部)。


是时分卸掉法拉第罩了:


首先,各位敬爱的读者,有个小疑惑我十分希望你们之中有哪位能够明白地帮我解答下,那就是,PCB上是哪里用来驱动它上方的这个简单的换能器——是右上象限中的那两个金属衔接器吗?


是时分辨认一些IC了。左下角是东芝THGBMHG7C1LBAIL 16GB e-MMC NAND闪存模块。在它的右上角是(料号中有一些数字被遮挡,我以为是)华邦(Winbond)W987D6HBGX6E 128Mb低功耗SDRAM。它的左边是个神秘的芯片,谷歌查不到它的料号,但它上面有“NXP”字样,表明它可能是NFC控制器。在SDRAM的右侧是Maxim MAX20303电源管理IC(还记得我之前曾假定说,电池充电是在PCB上处置的吗?)。


往常回到PCB这一侧的下半部分。NAND闪存模块的右侧有两个芯片:赛普拉斯CYW20719 SoC,其制造商宣称它能够用来处置蓝牙5.0和蓝牙低功耗(BLE)工作;它上面是Atmel(现Microchip)ATWILC1000 2.4GHz Wi-Fi控制器。它们旁边还有两个IC:Nordic nRF52832 ANT+芯片,以及它上面的神秘IC(读者朋友们,你们以为是什么?)。最后,沿着PCB的右边沿是联发科的MT3333全合一卫星定位效劳芯片组。


有一点我觉得奇特,那就是在这个设计中赛普拉斯CYW20719和Nordic nRF52832貌似冗余了。两款芯片都宣传说可完成蓝牙5.0和BLE,两者也都可能完成ANT+。更普通地说,鉴于已提供行业规范的蓝牙和BLE支持,我最初想知道为什么Garmin还要诲人不倦地去继续支持其专有的ANT+(特别是会增加物料清单成本),我之前也写过相关报道。但后来我才认识到,固然不再需求ANT+适配器来与带蓝牙功用的智能手机和电脑完成同步(更不用说,谢天谢地,不再需求经过ANT+连到胸带式心率监测器上),但依旧有大量ANT+外设,Garmin喜好者想要运用它们,例如用于自行车踏板的踏频传感器,还有装置在鞋上的计步用传感器,这样在跑步机上跑步时就能够得出“距离”。


下面看PCB背面:


从正确的角度看镜面抛光的主IC,其身份就能够看清了:


它是主系统CPU,即飞思卡尔(现恩智浦)MK28FN2M0ACAU15 Kinetis K28基于Arm Cortex-M4的应用处置器。但是,法拉第笼一角有个大IC,其身份是个谜。另一款Garmin手表(型号:A03405)有块相似IC,FCC有照片宣称它是Wi-Fi收发器,但由于我们曾经在PCB的另一侧辨认了该芯片,因而我们知道在这个特定设计中并非如此。


鉴于它与处置器靠得很近,我猜测它是个未知制造商和容量的SPI闪存,用于存储系统代码——其上印有固件修订标签。Kinetis K28包含2MB的嵌入式闪存,足以启动系统,但可能无法完整运转。前面提到的NAND闪存模块能够保存代码,并加载到DRAM执行,但我猜它只是特地用于存储非易失性数据。


假如你还在看这篇文章,你会留意到,还有一些事我还没有谈到……由于它们也很神秘。首先,温度计在哪里?从前面那篇fēnix 3 HR的拆解文章可知,那个新设计是以线圈的方式完成,并将它衔接到气压计模块,但我还没有在fēnix 5 Plus中发现任何相似(或别的)东西。谈到传感器,指南针、陀螺仪和加速度计又在哪里?例如,在PCB前侧的底部边沿、在显现屏电缆衔接器的两侧有两个可疑IC。左边的那个看起来像这样:


但是我无法在照片中拍到右边那个标记,因而你必须置信我(以及我低价但有效的照明放大镜),它的左边写着“AGR”,上边标记是“B09”。在这两种状况下,封装上的标记都还包含看起来像二维码的东西,所以我猜测这两块IC上带有Garmin独有的标签。


最后一个谜团是:我们曾经辨认出了GPS和NFC天线,但2.4GHz天线在哪里?由于蓝牙、BLE、Wi-Fi和ANT+都共享相同的ISM频段,我猜测,出于俭省成本和简单的缘由,它们也共用同一个天线。我还猜测它是嵌入在PCB内而不是独立天线。但是,固然嵌入式天线结构通常肉眼可见,但在这种特定状况下我找不到它,除非它是由PCB顶部外缘周围一个或多个裸铜区域所构成?


读者朋友们,关于上述遗留问题,我一如既往地欢送您能提供解答或想法,以及更多的普通性评论和其他反响!



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