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[手机]AM180耳机的第三方手机智能充电“嵌入式”伺服系统 [复制链接]

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离线zhangzhi297
 

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只看楼主 倒序阅读 我要置顶 楼主  发表于: 2016-04-17
废话不说,直入正题!

AM180是华为出的一款便携商务式主动降噪耳机,其特别之处就在于能够用耳机接口在华为MATE7、荣耀6 plus和P8等手机上直接充电(其他参数特性请自行百度),由于其超小的控制器体积,“出色”的降噪效果,和奇特的供电方式吸引着我,我就从咸鱼收了一个回来,虽然我没有华为手机-_-!

收到货后果断分析了一下充电方式,跟购买之前猜想的一样,是利用麦克风/线控的线路进行的供电。并且供电没有任何技术含量,直接5V输入就可以,关键在于识别,华为能为AM180充电的专用手机(以下简称华为手机)肯定在这方面下有一番功夫,如果麦克风线路一直供电,那耳机插入的时候肯定会产生爆鸣声,长期对耳机会造成损坏,如果华为手机在检测到耳机插入后就进行供电,那耳机如果是普通耳机的话,对这耳机的麦克也会造成损坏,所以整个连接的过程就是:插入耳机——手机检测到耳机——判断是否为AM180——若是AM180则进行供电,若不是则做为普通耳机进行处理。关键在于判断AM180这部分,由于没有能为AM180直接充电的华为手机,也就没办法进行测试了。

用万用表检测麦克对地空置电阻为2K左右,并且随电池电量变化而不同,也就没法通过检测电阻的方法进行识别,线控按键按下电阻为50欧,这想必是为了防止充电时按键造成短路,充电时50欧加上5V通过电流才0.1A,这对整个系统来说都不是问题,耳机的内阻为33欧,再也没有其他有价值的数据了。

拆开我自己的手机,尼比鲁 火星一号 H1,14年的性价比之王(参数自行百度),现在用着还是非常卡顿,但是手机没有坏,也就没有想着去换手机。改造的时候就想着如果折腾坏了就换手机,结果手机还是没坏…在改造之前没有拍照,借一张网上的拆机图。

如图在2和4之间有一片“空地”,猜测应该是为NFC预留的接口,这片空地就为下面的改造提供了可能性,大家能猜到我要干什么了吧?

想要在我的手机上给AM180直接充电,没有那么简单,最核心就需要一个升压电路,能够把3.7V电池电压升到5V,可以用电容倍压升压或者开关电源BOOST升压,手上没有电容倍压升压ic,用单片机控制的话误差太大,并且提供电流不高,果断使用BOOST,电源管理ic我倒是有一堆,找个体积最小(sot23-6)频率最高(1Mhz,因为体积限制电感量不会很高,同时要大于20khz避免出现声音)电流不小(1A)的FP6291来用,这样最简单的升压电路就出现了,能省的都省了,电感用的贴片,二极管找个体积小压降小的,也不知道型号具体参数,接好后测试实验成功。但最难的部分来了,控制识别部分。

控制系统要实现很多功能,实测如果把手机上的麦克输入接线加上5V电压,会导致手机出现电池电压过高的提示,不清楚原因,但能肯定对手机芯片有危害,所以只能把麦克风从主板到耳机座的接线截断,中间加个能隔直流通过音频的东西,我最先想到了隔直电容。但用隔直电容的话又会产生新的问题,耳机的线控怎么让手机识别,到这里我陷入了僵局。

我把耳机这部分的所需功能全部列出,并按优先级排序。
1)能够给AM180耳机充电
2)AM180插入时能够识别并自动充电
3)任何时候耳机插入不会有爆鸣声
4)充电时AM180的麦克风能够使用(不充电时AM180可以当做普通耳机)
5)充电时AM180的线控按键有效
6)充电时拔出AM180不会有爆鸣声
7)普通耳机插入后不会对麦克风造成损坏
8)普通耳机的麦克风能够使用
9)普通耳机的线控按键有效

这样一列发现要实现的功能还真不少,或许华为手机有些功能也达不到,没有华为手机没试过。
想来想去果断拿单片机来用,清理手机主板的焊盘后,感觉芯片厚度不能超过1.5mm,找了半天只有TSSOP和QFN的封装符合条件,因为电源电压只有3.7V,所以得选用宽电压的单片机,考虑要做耳机插入按键的识别,还得选用带ADC的单片机,最后确定了STC15W408AS的TSSOP20,体积大小也很适合。

下面就是焊接了,找到手机主板的电池电源线路,找出这片空地的地线,再顺便找个手机内部的稳定电压源,手机内部会有很多这样的电压,比如0.8v,1.0v,1.2v,1.5v,1.8v,2.5v,3.3v,这些电压是给主芯片用的,所以都是非常精准的,不会随电池电压变化而变化,可以接过来给单片机当电压基准。单片机放好后就开始周边的电路,写程序的串口直接接到旁边的空焊盘上,调试非常方便。升压电路堆积在旁边,一开始升压ic只通过EN从单片机控制,但这样EN关断后输出脚还是通过二极管和电感跟电池相接,电压很强,爆鸣声很严重,后来才加了一个三极管进行关断,同时三极管关断后能够避免稳压电容对麦克风信号的影响。之后就是漫长的调试过程,电路改来改去,程序也改来改去,各个小模块也都实验很多次,比如5V电流检测,耳机插入中断,手机开机判断,隔直电容替换二极管等等,这里我就不详细讲了,最后就成了下图的这样。

其中两个按键是手机的音量键,直接两根线接过来开中断也挺方便,按键的加入实属无奈,没法做到自动识别,只能人工手动开启。LED通过闪光灯的透明罩显示,效果不错。电流检测电阻放在了升压电路的前面,一是电压低于单片机电源电压能够检测且安全,二是电流的变化更大检测更明显,三是检流电阻不会对输出电压5V产生影响。
当然功能还是有缺失的,2,4,6,9条功能就无法实现,前前后后弄了近一个月,解决一个又一个问题,做了这些功能感觉已经够用。我感觉唯一不足之处就是第9条功能,理论上只加了一个二极管(压降0.18v)不会对线控按键产生影响,但实际按一次按键会让手机识别成两次,会导致手机直接开启音乐且关不掉,线控双击是下一首音乐…无解中
用了一段时间,感觉还是蛮好的,为了体现自己的劳动成果,看来这手机还得在用一段时间了。
下面上焊接实拍图!














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