小米手环拆解：双磁极的磁吸充电设计，让手环也能盲插

电子发烧友网报道（文/李诚）在当今智能可穿戴设备飞速发展的时代，智能手环已经成为了人们生活中不可或缺的一部分。心率、血氧等新兴检测技术的融入，也让智能手环的实用性得到了进一步的提升。
 
如今的智能手环，不仅能提供智能化的消息提醒和电话接听等功能，还成为了我们进行健康监测、记录运动数据的好帮手。然而，我们是否想过，这些小小的设备内部究竟是如何运作的呢？近日，笔者对小米的一款手环进行了拆解，并对手环的工作原理分析，具体内容详见下文。
 
外观及拆解流程
 
本次拆解的主体为小米手环6（标准版），具体型号为XMSH15HM，外观沿用了小米手环一直以来的“米粒”设计，机身尺寸为47.4mm*18.6mm*12.7mm，大小约等于两节手指，并搭载一块1.56英寸AMOLED全面屏。
 
 
 
背后是手环的磁吸充电接口以及用于检测心率与血氧的光学检测模组。
 
 
为保证磁吸充电器的盲插成功率，充电器外部结构采用了斜面的设计，能够很好地与手环相贴合，增大手环与充电器的接触面积。并且在手环内部采用了双磁极的磁铁，只有在孔位对应的情况下，手环的充电触点才会与磁吸充电器，反之会相互排斥。同时，双磁极的设计还在一定程度上规避了电源接反的问题，降低设备损坏的风险。
 
 
 
在屏幕固定方面，屏幕与手环本体仅通过胶水进行粘连，并没有使用其他结构件进行固定，在拆解的过程中，需要使用热风枪或其他加热设备，对屏幕边框进行加热，待胶水粘性降低后即可分离出屏幕。
 
手环内部结构
 
屏幕与主板通过排线相连，通过观察排线上所标注的信息得知，小米手环6的屏幕是由维信诺提供的。另外，屏幕与主板连接的排线，除了用于承载屏显数据的传输以外，还集成了屏幕的触控电路。
 
 
 
触控芯片是来自Parade的TMA525B，内置了一颗32位的CPU，可同时支持四点触控以及湿手指跟踪等功能。并且通过检索发现，这颗触控芯片在realme、OPPO、小米等众多国产品牌的手表、手环中都有使用。
 
 
 
蓝牙是这款手环与其他设备互联的主要方式，考虑到蓝牙功能在进行数据收发时，会对PCB环境产生一定的干扰，这块主板在蓝牙芯片的两侧均使用了屏蔽罩进行隔离，削弱电磁波对其他电路的干扰。
 

 
主板正面

 
主板正面主要放置了集成了蓝牙功能处理器芯片、加速度计芯片，以及一些辅助功能实现的辅助电路。
 
 
 
处理器芯片是来自Dialog的DA14697，该芯片主要是针对密集型应用推出的一款低功耗蓝牙处理器芯片，该芯片内置了传感器感知节点控制器，这一控制器可以自主运行并独立处理来自其他接口的传感器数据，增强芯片对传感器的感知能力。
 
同时，电源管理单元也集成在了这颗芯片里面。内置电源管理单元的好处，首先就是可以简化电路的复杂程度，压缩系统尺寸。其次就是节能，可以控制不用的处理内核，在需要的时候才激活它，合理利用电能。
 
 
蓝牙天线位于机壳内壁，这样的设计主要是为了独立于主板，减少电路电磁干扰带来的影响，提高广播范围。
 
 
 
通过检索得知，处理器左边丝印为202的芯片是一颗加速度计芯片。在手环工作时，处理器芯片可以根据加速度计芯片感知到的轴向受力情况，判断出佩戴者当前的运动姿态。类似抬手亮屏、计步、久坐提醒等一系列与轴向力有关的功能，都是基于加速度计芯片实现的。
 
 
 
小米手环6上市时，共推出了标准版和NFC版两个版本。从它们的名字就不难看出，它们最大的区别是NFC功能的有无。据笔者推测，小米手环6的标准版与NFC版在生产时应该使用的是同一套模具，位于加速度计左侧的闲置BGA焊盘，就是放置NFC芯片的位置。在生产的过程中，这颗芯片可以按需进行装配。
 

 
主板背面

 
主板背面主要是一颗闪存芯片和转子马达。
 
 
 
闪存芯片是来自兆易创新容量为32 MB的GD25LE256D。该芯片在手环中主要用于存储系统以及日常使用所产生的运动数据。通过与网上的一些公开信息比对发现，小米手环6在闪存芯片方面存有混用的情况，除了兆易创新以外，还是使用华邦电子的闪存芯片。不过这一问题不用担心，容量大小还是一样的，可能是因为生产批次的不同，芯片供应商也会有所不同。
 
 
 
转子马达主要为手环提供振动反馈，提升交互体验。在工作状态时，电机带动偏心轮旋转，使偏心轮产生不同方向的离心力，再通过离心力的变化带动手环产生振动，此类马达最大的优势就是便宜。
 
 
 
用于检测血氧饱和度，以及心率的传感器模组位于手环底部。分别由红色LED灯珠、绿色LED灯珠、环境光传感器和一颗用于信号采集的模拟前端构成。基于检测技术的不同，通过绿色LED灯珠与环境传感器的组合，可对佩戴者的心率进行检测。通过红色LED灯珠与环境传感器的组合，可对佩戴者的血氧进行检测。
 
 
 
模拟前端是来自TI的AFE44I30，在该电路中，这颗芯片分别连着红、绿两颗LED灯珠和环境光传感器，手环在进行血氧或者心率检测时，模拟前端就可以对环境光传感器的数据变化，进行收集并处理后一同传输到处理器芯片，最后通过屏幕显示出血氧与心率的测量值。
 
 
 
电池容量为132mAh，电压在3.85V至4.4V之间，电池顶部自带电池保护板。
 
结语
 
通过拆解，这款手环最大的亮点，在于磁吸充电器的斜面以及双磁极的设计，不仅提高了充电器与手环连接的牢固性和盲插成功率，还巧妙地规避了充电器反接会对设备造成的风险。