המהנדסים הסינים המופלאים הצליחו ליצור שעון דיגיטלי שלם, עם ספרות LED, שנמכר בפחות משני דולרים – ובואו לא נשכח, מישהו גם מרוויח עליו בדרך. אז מה הסוד? מה יש בו… או יותר נכון, מה אין בו? בואו נפתח ונראה.

את השעון, חשוב לציין, לא קניתי כדי לדעת מה השעה – בשביל זה יש לי מספיק פתרונות אחרים – וגם לא בשביל לפרק. לפחות לא באופן שאעשה בפוסט הזה. הרעיון היה פשוט להשיג רצועה רזרבית זולה עבור שעון ה-TTGO שלי, כי זו רצועה מדגם מאוד לא סטנדרטי והיא לא נראית עמידה במיוחד. כשהשעון הגיע, גיליתי לצערי שלמרות הדמיון הרב, הוא והרצועה שלו צרים מדי במילימטרים ספורים. נו, הלכו דולר ותשעים סנט: גם כשעון יד, אפילו לילדים, הדבר הזה לא שווה כלום. כשלוחצים על אחד הלחצנים העלובים והרופפים שבצד, תצוגת השעה מופיעה למשך שלוש שניות, בתבנית 7-מקטעים גסה עד כדי כיעור וקשה לקריאה. לא נותר אלא לפרק את השעון ולראות מה יש בפנים.

הדבר הראשון שגיליתי שהוא שכל הכיסוי האחורי, כולל הכול – חורי הברגים ומה שבתוכם, מכסה הסוללה וכו' – הוא בלוֹף, יציקת פלסטיק אחת ויחידה. אין באמת שום בורג שם, ואם תנסו להגיע מפה אל הסוללה, שיהיה בהצלחה.

אז איך בכל זאת פותחים את המארז? תוך כדי שלחצתי מכל מיני כיוונים וניסיתי להחדיר להב אל "תפר" הפלסטיק ההיקפי, פתאום לוח המסך השתחרר ממקומו. הסתבר שהוא הוחזק שם על ידי שני פסי נייר דבק דו-צדדי בלבד, ומתחתם הסתתרו שני ברגים אמיתיים.

אחרי שחרור הברגים הנ"ל נפל החוצה החלק העיקרי, עם סוללת CR2016 וגם גביש שעון סטנדרטי שבלט מהמעגל האלקטרוני ומהפלסטיק. המתח של הסוללה, שבדקתי מעט לאחר מכן, היה 2.9V, לעומת 3V או טיפה יותר שאמורים להיות בסוללה טריה.

הלחצנים הפלסטיים החיצוניים בעצם רק כופפו פסי מתכת, שיצרו מגע עם פדים בשולי ה-PCB (ראו בחלק העליון של התמונה הבאה). ליד פסי המתכת האלה היה עוד בורג, שהחזיק אותם ואת כיסוי הפלסטיק האחורי במקום.

מה שהתגלה מתחת לכיסוי – ראו בתמונה הבאה – כבר הפגין חשיבה "חסכנית" קלאסית. הפלוס של הסוללה הגיע למעגל דרך קפיץ צדדי קטן – עד כאן בסדר – ואילו המינוס עבר אל הפד המתאים דרך ספוגית קטנטנה עטופה במשהו מוליך. אני מוכן להתערב שהמארז המקורי תוכנן לסוללת CR2020 או CR3032, אבל מישהו תפס שאם "יגביהו" ככה את הפד, אפשר יהיה להכניס סוללה דקה וזולה עוד יותר!

אבל ההפתעה האמיתית נחשפה כששחררתי את ה-PCB הקטן הזה והפכתי אותו. בתמימותי ציפיתי למצוא שם רכיב Seven-Segment דק, אבל לא. אפילו לדים נורמליים לא היו שם. תסתכלו לבד:

כן, ממש ככה: לדים חשופים לחלוטין! אותו הדבר שרואים אם מסתכלים דרך זכוכית מגדלת על היציקה השקופה של לד SMD פשוט, רק בלי היציקה. הנה תמונה נוספת, דרך עדשת המיקרוסקופ. כשהדבר הזה דולק, מקור האור (האדום) הוא הריבוע האדמדם שבמרכז התמונה.

שימו לב גם שאין שום נגד ושום טרנזיסטור על ה-PCB. לדעתי לא הסתירו אף רכיב כזה מתחת ליציקה השחורה שמכסה את המיקרו-בקר. שוב, מטעמי חיסכון, פשוט הסתמכו על מגבלות הזרם של המיקרו-בקר ושל הסוללה עצמה כדי להפעיל את הלדים בלי שיישרפו מיד.

מה שהופך את הלדים הגולמיים האלה לתצוגת שבעה מקטעים הם מסגרת פלסטית שנחה מעליהם, ועליה מדבקה אדומה, שנדבקה לבלי-הסר לנייר שעליו צילמתי את התמונה הבאה. האור מכל לד עובר דרך חור אחד בפלסטיק, ומתפזר קצת במדבקה. למען האמת זה די דומה למה שמתרחש ברכיב שבעה-מקטעים סטנדרטי, רק הרבה יותר זול ורעוע.

זה לגבי החומרה, כעת נעבור לכמה מדידות חשמליות. הלחמתי לפדים של הסוללה חוטים וחיברתי אותם לספק כוח שולחני, עם מולטימטר למדידת זרם בדרך. במתח של 3V, הצריכה בזמן שהלדים היו כבויים הייתה כמעט בדיוק מיקרו-אמפר יחיד, וכשהם דלקו היא הגיעה ל-45 מיליאמפר. איפשהו בזמן הפירוק המיקרו-בקר נפגע כנראה, כך שפחות או יותר כל הלדים דלקו בזמן המדידה – לפחות למראית עין, כפי שנגלה מיד.

לפני שנמשיך, כדאי לציין שפרט לשעה ולדקה, השעון מסוגל להראות (בלחיצות נוספות על לחצן התצוגה) את התאריך (שנה, חודש ויום בחודש), ושניות. את השעה ואת התאריך אפשר לכוון, אם ממש רוצים, בעזרת שילוב של לחיצות על שני הלחצנים.

אז סילקתי את המולטימטר וחיברתי במקומו את ה-Joulescope המדויק. צילום המסך הבא הוא מדידות בזמן שהתצוגה כבויה, וקל לראות "קפיצות" בצריכת הזרם שמתרחשות מדי כ-2 אלפיות שנייה. המספר המדויק נראה לי קרוב יותר ל-1.955 אלפיות שנייה, ולא אתפלא אם אכן מדובר בסטייה של 2.25% מהזמן האמיתי. בכל זאת, שעון סיני בדולר תשעים.

ההנחה שלי היא שכל קפיצה כזו בזרם מייצגת התעוררות קצרצרה של המיקרו-בקר, על בסיס ספירה סטנדרטית של תנודות גביש השעון. כשהצ'יפ מתעורר הוא בוודאי מעדכן את מונה השניות הפנימי שלו, ובודק אם איזשהו לחצן לחוץ. אם לא, הוא חוזר לישון. שינויי המתח (בחלק התחתון של צילום המסך), שמתרחשים במחזורים של כ-4 אלפיות השנייה, לא לגמרי ברורים לי.

משלב זה והלאה, הצ'יפ ניזוק כנראה במידה כזו, שמתח של 3V גרם לו להיתקע לגמרי עם כל האורות דלוקים, בלי להגיב אפילו ללחצנים. רק כשהורדתי את המתח ל-2V הוא חזר לתפקד באופן פחות או יותר נורמלי. הנה מה שה-Joulescope ראה כשלחצתי על לחצן הצגת השעה:

אלו הן שלוש השניות של פעולת הלדים, ובתחילתן יש צריכה גבוהה יותר. בהתחלה שיערתי שבפרק הזמן הזה המיקרו-בקר מחשב, מתוך המונה הפנימי שלו, אילו ספרות הוא צריך להציג. אבל כמובן, בפרק זמן של שלוש שניות כל אחד ואחד מהמספרים עשוי להשתנות, אז אולי קורה פה משהו אחר. לא יצא לי לבדוק מה השעון מציג בפועל כשמתחלפת הדקה או השעה.

כל אופן, אם נתמקד בגרף הזה כמו שעשיתי בצילום המסך למטה, נראה שהוא מורכב ממחזורים של ארבעה פולסים עם צריכת זרם שונה בכל אחד. המחזורים האלה קיימים גם בשלב הראשון של הצריכה הגבוהה-יותר וגם לאחר מכן. משך כל מחזור הוא כ-7.82 אלפיות השנייה, ואם נחלק את זה בארבע נגלה שכל פולס נמשך 1.955 אלפיות השנייה, מספר שכבר ראינו קודם.

אז למה ארבעה פולסים? פשוט מאוד, יש ארבע ספרות בתצוגה, והצ'יפ "מדליק" כל אחת לפי התור, כמו שעושים תמיד עם תצוגות Seven Segment. צריכת הזרם השונה כאן מעידה על כמות שונה של לדים דולקים בכל אחד מהסגמנטים.

זה מה שיש לי לומר על השעון. המספרים הסידוריים על ה-PCB לא העלו תוצאות בגוגל, ואין שום טעם לנסות לחבר את הכול בחזרה, כי כאמור, אפילו אם האלקטרוניקה לא הייתה ניזוקה, זה שעון מחורבן. שמרתי רק את המארז החיצוני עם הרצועה והמסך, למקרה שיהיה לי פעם רעיון מה לעשות איתם.