拆解：一次性温度计不仅自带USB，还能直接输出PDF报告！

电子发烧友网报道（文/李诚）随着科技的不断发展，人们对温度记录的需求也在不断扩大。无论是在冷链运输、电子制造、烟酒仓库，还是食品加工、实验室研究等生产运输场景，精确地记录温度变化对产品的质量和安全都起着至关重要的作用。而一次性温度计作为一种新型的温度变化记录设备，因其方便、快捷和高效的特点，也受到了人们的青睐。
 
为进一步了解温度记录仪的工作原理和内部构造，近日笔者对一款带有USB接口的温度记录仪进行了拆解，并对如何测温以及数据存储的工作原理进行了深入分析。
 
外观设计
 
在产品外观方面，本次拆解的温度计与常见的水银、枪式温度计有所不同，外观形式一块U盘，并配备了USB金手指。
 

 
正面设计有一颗开始按键和两颗红、蓝状态指示灯，背面标注了温度计的温度采样周期和间隔时间（采样周期60天、采样间隔6分钟），开关键按下后的开始采样时间，以及设备唯一识别码。设备唯一识别码的使用，主要是为了区分各个设备，避免出现混淆，方便用户对温度计的使用进行跟踪和监控。
 
同时，为了避免某些使用场景所产生的水汽或液体会对温度计造成损坏，温度计的外围还使用了一层塑料膜进行密封，以此保护温度计内部元件不受浸泡或受潮等负面影响，提升设备的防水性能。
 
不得不说这防水设计绝了！既解决了设备防水的问题，还兼顾了成本的控制。毕竟，任何降低成本的方案最终都会直接或间接地受益于消费者，更何况还是一次性产品。
 
内部拆解及使用实测
 
毕竟这是一款一次性产品，相比于其他需要专业工具或繁琐拆解步骤的设备而言，这款温度计的拆解难度并不高，只需要撕开温度计正、反两面的减振泡棉，即可看到温度计的内部构造和细节设计。
 

 
通过拆解发现，这款温度计内部的电路结构非常简洁明了。主要器件只包含了一颗主控芯片和一颗CR2032纽扣电池。
 
可能有人会好奇，这是一款用于测量温度的温度计，但是为什么主板上却没有看到一颗测量温度的温度传感器或热敏电阻呢？
 

 
其实，这款温度计采用的是一颗片上集成了温度传感器的主控芯片CH573，该芯片是由沁恒微电子基于RISC-V内核推出以一款低功耗蓝牙主控，除了内置温度传感器、蓝牙通信模块之外，还集成了USB 2.0 全速收发器、LCD驱动模块、触摸按键检测模块等丰富外设资源。
 
可能是考虑到成本和负载的问题，蓝牙功能并没有被这款温度计所采用，只使用了芯片内置的温度传感器和USB 2.0全速收发器。一般情况下，主控芯片内部的温度传感器会对温度变化进行采样，并将其存储至指定的存储空间。当USB收发器接收到外部读取指令时，主控芯片就会根据预设的程序访问存储器，并将已经存储的温度数据调用至固定的报告模板，最后以PDF的形式输出检测报告。
 
由于温度计电路功能单一、外设电路简单、负载恒定，所以芯片自身的温度变化相对于外界的温度而言是基本稳定的，完全可以直接调用芯片内部的MCU对周围环境温度进行检测。
 
例如，雅特力AT32系列和意法半导体STM32系列内置温度传感器的MCU，在实际应用中也有很多直接调用内部温度传感器测量环境温度的例子。
 

 
这是一份历经3个小时零6分检测后输出的检测报告（报告输出无需任何驱动，USB插入电脑自动生成），报告内容十分详细。除了基本的设备识别码、采样周期、采样间隔等信息外，还会详细标注峰谷温度以及每一个采样节点的时间、温度，并提供温度变化曲线图，全面展示设备的工作状态，让用户更直观、准确地了解设备的温度变化情况。
 

 
通过对温度计电路的观察发现，这款温度计并没有配备专门用于存储温度数据的闪存芯片。由此推断，此款温度计的温度变化数据，应该存储在MCU内部的非易失性存储空间里。通过CH573的datesheet了解到，该芯片非易失性存储空间最大容量约为500KB左右，但将温度计插入电脑后却显示有将近8MB的存储空间，二者参数存在互不对等的情况，这究竟是为什么呢？
 

 
在时钟方面，尽管主控内部已经内置了时钟，但外围电路还是采用了高、低速两颗晶振，以此提高时钟的精度。其中高速晶振提供了更为精确的系统时钟，保证设备整体的稳定性和可靠性；而低速晶振则针对每次温度采样提供更精确的定时功能，确保数据采集的准确性和精度。
 
结语
 
综合来看，这款温度计的技术难度并不高，但在创新性和实用性方面非常出色。通过采用片上集成温度传感器的主控芯片，极大地简化了电路结构的设计和传感器的使用，使得整个产品的制造成本得到大幅降低。除此之外，通过预设程序与USB 2.0全速收发器的配合，直接生成PDF，也让数据采集、保存变得更加的方便和快捷。总的来说，这款温度计无论是在性能和成本方面，都比较容易让人认可。