无电池自发电门铃解决方案——LinBell拆解分析

该产品化方案为“2014海尔平台创客大赛”参赛项目，我爱方案网作为合作单位将为参赛项目提供展示平台。欢迎大家踊跃参赛，更多大赛信息请点击 查看详情>>>

LinBell外观

自发电无线门铃LinBell是由武汉领普科技推出的第一款面向终端消费者的产品，目的为用户提供舒适便捷的门铃系统。武汉领普科技是一家主要致力于提供基于能量收集技术的智能家居/智能楼宇产品、基础模块和解决方案的公司，可想而知，LinBell可算是领普科技公司水到渠成所孕育的产品（见下图）。

LinBell包装盒

LinBell包装盒采用了环保的牛卡纸，没什么多余的印刷，非常环保的设计，整个包装盒大小为220mm*125mm*55mm，重287g。包装盒正面拓印真是产品的样图，侧面则标印了LinBell的一些功能介绍，底部有领普科技公司的二维码条码，从整个包装盒外观来看，LinBell是非常注重产品细节，给人感觉非常有诚意。OK，打开抽拉式包装盒，取出里面的东西（见下图）

LinBell包装盒内全部样件

LinBell包装盒内的东西一目了然：
·门铃发射器*1
·门铃主机*1
·说明说、双面胶、螺钉

下面我们将主要关注门铃发射器以及门铃主机，其他配件就不再累述。

门铃发射器

门铃主机

门铃发射器及门铃主机均为象牙白颜色，材质手感很厚实，整体正方形结构，长宽一致83mm，发射器最薄之处仅为8mm，和一个普通的电灯开关座差不多薄，而从产品介绍中知晓发射器是采用线圈方式发电，能将线圈发电的发射器开关做到如此轻薄，不失为一种设计实力的体现。而接收器由于结构关系，则要厚点，大概21mm，而由于LED及功能按键点缀，这种厚重感更给人一种结实可靠的艺术感，尽管发射器和接收器厚度差距明显，不过两台机子重量相差无几，一个65g，一个80g左右，加起来和一个手机的重量差不多。

发射器看起来比较简单，仅有一个门铃按键，几乎覆盖整个正面，和普通门铃无二。按键上的类似LED装饰小灯并无实际用处。发射器背面样子看起来不够理想，首先一条红色的导线（应该是天线）很显眼，”核心模块“嵌在开关里色彩差异比较明显，至于对称的两孔是给固定发射器使用的螺丝孔。

对比发射器，接收器外观表现不错，前面带有一圈带显塑料包裹三个功能按键，在按键操作，或者触发门铃的时候，会亮蓝色LED效果，尤其在晚上观看，非常漂亮，背部则为标准的二接口220V插头、3个固定螺丝以及可以从喇叭孔隐约的看到喇叭。

大致了解了LinBell的外观，我们简单的使用看看，将接收器插入220V的插座，按下发射器开关，下图则是笔者简单的演示效果。

LinBell使用效果

每次按下发射器开关，门铃都能响应，在笔者试用时的效果是100%（>200次），非常赞，另外我们可以通过接收器三个按键自定义门铃系统：

·静音键：进入/退出静音效果，长按可以进行对码
·音量键：增加或者降低音量
·音乐键：可以切换不同的门铃音乐（25首和弦音乐可选）

LinBell的静音键能实现一键静音的效果，这在生活中非常实用，比如你拖着疲惫的身子回到家想好好安静一下，可以按下LinBell的静音键，又或是你家的小宝宝已经安然入睡，不想门铃打扰宝宝睡觉，此时选择一键静音非常方便、适合，因为一键静音仅仅禁掉铃声、而如果有人按门铃，会有相应的LED效果闪烁，就如上图演示的那样，这样你就不会错过重要的访客。

当然，除了这些显性的功能，LinBell更有隐性的匹配功能。在上电的情况下长按这三个按键可以清除接收器与发射器之间的对码（通信），而通过按住静音键不放可以新增对码（具体使用操作可以参见LinBell的说明书，这里不再详细介绍），从而可以实现一个发射器可以匹配多个接收器，这将是土豪房子的福利。

看过、用过LinBell后还是挺惊喜的，就像产品介绍的那样，美观、好用，笔者在使用过程中也没发现有”掉链子“的情况，下面继续深入，拆解LinBell看看内部又是什么情况。

LinBell拆解

·发射器

第一印象，笔者对发射器的背面外观有点小意见的，就先拆它了。由于发射器本身有通过螺丝来固定这种需求，所以设计的与普通电灯开关类似，稍微用力就能将外壳拆下来。

拆解发射器

为节省时间，过程就不一步步叙述了，反正拆到如上图所示的地步还是很容易的，也如先前猜测的那样，红色导线正是天线。继续取下核心模块的罩子，可以看到发射器的电路板了。

发射器核心模块

从电路板上，我们看到发射器实际上是做了4个兼容按键，这比较容易理解，毕竟门铃的按键会被重复的”践踏",这可以说是留有一步，为后续可能因为按键失效做4重保险。但是事实上由于结构的关系，组装完成后还是只能使用一个特定按键，其余3个没什么作用，难道是为了调试预留？或者以后结构还会调整？有点不知其意。从电路板的开孔处孔可以看到发电的核心玩意--线圈。

看到线圈，中学物理成绩不错的朋友马上反应过来了，自发电的原理也不攻自破--电磁感应。进一步讲，发射器按键每次操作就好比在做切割磁感应线的运动，从而使铜丝线圈产生了电流。事实上，线圈这部分的机械操作也可以拆下，不过没什么可以深究的内容，也为了防止硬拆损坏按键装置，笔者就不做这种画蛇添足的事了。仔细观察能看到线圈上两个触点正好是顶着PCB板的供电电路接口，通过放大电路放大提供给控制器供电。

说道控制器，我们发现发射器电路板上仅有一个芯片，那要实现控制发射，不难猜出这是一块集成了控制加射频的Soc芯片。下面给出了发射器电路的硬件框图，有能力的朋友可以DIY一个自己的方案。

LinBell发射器硬件框图

·接收器

当然，单纯的讨论发射器电路实际意义不大，我们需要相应的接收器电路配套才能称之为一个完整的产品，后面就继续看LinBell接收器部分。

相比发射器，接收器的拆解实在简单，拧去背后的3个螺丝，稍微用力就能掰开发射器外壳（见下图）

接收器拆解

从上图我们可以看到，LinBell的接收器主要由两块PCB板通过导线相连，可以简单的分为接收控制部分以及电源部分。

接受控制这部分电路看起来内容比较丰富，我们将重点关注（见下图）。

接受控制部分电路

从信号进入的流程来看，以蓝色的接收天线为起始点，433MHz的信号沿着天线进入射频芯片，经过处理，模拟信号转换成数字信号进入微控制器，然后由微控制器控制DAC解码芯片，DAC解码芯片中内置的音乐经由音频功放8002A放大，再通过喇叭发出声音。

我们再具体细看整个电路的核心交互方式，即通过433MHz频率进行发射、接受器之间的通信，433MHz的频率到底有什么特点，为什么Linbell使用433MHz的频率作为LinBell的通信频率。

首先433MHz频率我们归类于ISM免执照频段，而这类产品的好处是不需要像手机使用的频段需要通过入网许可证才能正常在市面上发售，所以433MHz频率的第一点好处就是拿来即用。

第二，LinBell门铃系统由于无线传输的数据量小，考虑到门铃之间的通讯要经过层层阻隔，从本身产品设计的出发点看，应首先考虑信号穿透能力，传播范围，另外待机功耗也必须考虑，毕竟门铃属于实时上电的这么一个系统，综合来看，相比其他的无线方案，比如wifi、蓝牙等有明显的优势，所以LinBell选用433MHz频段也合情合理。

OK，简单的了解了下433MHz频率的特点后，我们接着看下LinBell的微控制器。门铃系统是一个很简单的控制系统，没有什么特殊复杂的功能，所以微控制器的选择尽量可靠适用就行，而已目前市场上的行情，小家电产品中8位MCU还是占有一定比重，设计方案的选用可以从这方面考虑。

事实上，在这个门铃的功能实现上，这颗微控制器显得并不是很重要，而值得我们关注的是这颗天琴电子生产的DAC解码芯片TQ8025，它自带集成了几乎门铃（除去发射接收外）所有的功能。

·8和弦25首音乐
·三个功能按键
·音频的直接输出

或许看了这颗DAC芯片的功能后大家更有疑问了，既然音频可以直接输出，为何还加个音频功放?这里也是我比较欣赏领普科技做产品的态度，加上音频功放，这在一定程度上大大增加了门铃音乐效果的输出，保证了产品优异的品质，也让用户体验最直观贴心的使用感受。虽然LinBell使用的英锐芯桥式音频放大器8002A不是特别高端的货，但是在这里仅仅作为门铃系统的音频放大已经绰绰有余了。

最后再看下电源部分，其实也没什么好说的，就是采用了一个220V交流转5V直接的电源模块的设计方案（见下图）

220V交流转5V直流电源模块

看完整个接收器部分，是不是有种豁然开朗的感觉，事实无线上门铃系统确实是一个简单的通讯系统，要做成，很简单，但想做精，由于，无线通讯的复杂且不可预见性、产品需要不断的调试、验证，才能达到满意水准。至于领普科技的自发电无线门铃，那还是需要一定宽广的技术门槛，这也应证了领普科技在能量收集领域有所建树。下图则是接收器的硬件框图，供有兴趣的朋友参考。

接收器硬件框图

最后，谈一下使用感受，领普科技的LinBell确实不失为一种改进人们生活方式的创新型产品，就如去年出现的极路由，情形类似，即用大家熟知的简单的硬件载体，创建新颖有创意的产品，这也是目前很多创新型公司的差异化发展之道。领普科技的Linbell自发电门铃系统还是值得称赞的、使用线圈自发电还能将发射器做得那么纤薄、贴心的一键静音功能，无论产品做工、质量还是人性化的功能设计都是值得尝试的。

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