需要帮助逆向工程和了解小电路

我是一名电子学生，有一天我打开了家里有的电表EM21，发现它的主体由两个主要部分组成：

• 电表主体，连接到电网并测量电压和电流（理论上，它具有电表的所有智能功能）
• LCD显示屏向用户显示有关测量的实时信息（哑屏，具有足够的智能来控制LCD，按钮并使用感应功能请求车身提供电压/电流/功率信息）

令人敬畏的是，LCD组件由人体供电，并与人体进行通信，仅使用感应（非接触式）。

[LCD with buttons]-----coil  <magnetism magic>  coil-----[meter body]

在几个小时内，我试图使电路反向，该电路利用耦合为带有按钮的LCD屏幕提供能量，同时将该耦合用作非接触式通信通道。

这是最终结果：

^{模拟此电路 –使用CircuitLab创建的原理图}

谢谢晶体管和/ u / eyal0 @ Reddit整理了连接

这些是真正的吞噬电路的照片：

• 前（在一个选项卡中打开）
• BACK（在另一个选项卡中打开，然后在两者之间上下班，它们彼此对齐）
• 前标签
• PWR SRC用于为电路供电（主体通过其为LCD电路供电）的线圈

（您可以检查我是否正确地获得了图表？）

谢谢/ u / InductorMan @ Reddit指出我在图中出现的C4 / R4错误。

我对此有一些疑问，对此我找不到答案：

1. 线圈如何为ATMEGA提供直流电流？VCC如何直接连接到线圈的一端，而不会油炸ATMEGA？

2. Q1的作用是什么？

3. 什么是WB2组件？

4. 哪些ATMEGA引脚用于通信？我怎样才能（用示波器）“监听”他们并发现通信协议？

5. AVCC和AREF在图中的接线方式如何？

6. 如何轻松找到电容器和齐纳二极管的值？

谢谢！

链接：有关Reddit的持续讨论

必须仔细选择对直流电源组件的射频感应，以实现相互耦合和阻抗，但是谐振的Q〜1非常低。

由于未提供任何细节，因此必须做出一些假设。

使用具有200uH主线圈（未提供）和接收线圈相同匝数的变压器，比率为1，但互感耦合降低为乐观的75％，输入电压为20Vpp，输出电压为15Voutpp（无负载）从50k扫至250kHz。充电似乎在〜100〜200kHz的范围内（从我最近的分析开始）效果很好，这是由于我根据照片估算出的线圈电感以及使用RFID和WPT（无线电源传输）的经验来估算的

在使用齐纳二极管，D2和C2、220uF电容的情况下，我在较宽的范围内选择了C3，并选择了5nF。如果没有C3和以上设置，则它在50ms内达到5V，而在C3的一半时间内为25ms（这意味着低Q）。由于C2 = 0V的初始状态降低了（二极管ESR）/ Xc（f）= Q阻抗比wrt。LC （即低Q值），没有谐振，并且由于大量纹波电流而被欠阻尼，从0.5A（rms）开始（在我的量程的最低频率处最大表示阻抗），然后在充电时降低Ipk，但是Ipk仍然有很多直流负载。

理论上具有200uH和5nF的这些值时，它应该在100kHz以上产生谐振，但实际上，在将负载阻抗齐纳二极管切换至220uF上限时，它在100kHz以上的任何情况下都可以工作，这意味着使用1K负载R和220 ohm的X会产生非常低的Q。 （f）对于带脉冲电流的LC。（非线性）

如果要使用这些值，请转到此处。如果不熟悉Falstad，则指向波形会突出显示要确定范围的零件，反之亦然，每条迹线都具有Max / min值，我还选择了Max Scale，它会像AC耦合一样自动调整，但仍会显示实际DC最大值并以慢速显示实时运动，但可通过滑块和选项>其他选项进行调整

我以为SOT23是5.6V齐纳二极管。

这只是分析了无线LF到DC的路径。效率不高，但是通过XFMR输出上的开关，它似乎与最大功率传输几乎匹配。除非加Rs，否则所有大写均暗示为无损。添加了1G Ohm R，仅用于示波器跟踪，并添加了1 ohm输入ESR用于测量输入阻抗。

请记住，接地只是浮动电路的0V参考。如果使它们通用，则输出将从-5V变为0V。

将输入电压从20Vpp降低到18Vpp会使充电至5V时间增加一倍。右上角有趣的轨迹是稳态时具有非常小的5mA负载的220uF交流电压放大的满量程。上升的电压表示在100至200kHz的f范围中间的DC充电是相当恒定的斜率I = CdV / dt，然后在FM测试扫描功率信号的外部向下衰减。由于我的扫掠不是双向的，因此它是“扫掠”的锯齿对数。。由此可见，电压的传递函数由半波齐纳整流器的电容充电电压决定。尽管未显示扫描到直流，但选择C3 = 5nF会使齐纳二极管耦合到C2 = 220 uF，并且其低端f的电压上升表示电感耦合的电流和阻抗。

Falstad模拟应用了所有给定的组件属性和物理定律。

到此为止，我的分析已经完成，并且符合我的期望。

100kHz〜200kHz操作的“ Ballpark”假设

• 给定C3 = 220uF（假定低ESR）
• 线圈Ls = 200uH，初级，Lp未显示，假定比率为1：1，耦合系数= 0.75
• C2 = 5nF（假定低ESR）
• D2齐纳二极管必须为11.5V〜12V才能有效获得5Vdc，使用12V
• 对于OVP，假设SOT23钳位为5.6V并不重要。

D2是一个半波整流器，可从变压器产生直流电以向CPU提供电源。C1和C3并联并平滑DC，未知组件可能是齐纳二极管或并联稳压器，以控制电路的电源电压。

尽管看起来很不寻常，但在负轨中D2可能会这样布置，以使电压便于感测和驱动带有Q1的变压器进行反向通信。

C3使变压器谐振到用于传输功率和通信的载波频率。我希望频率在100-200kHz范围内。

交流信号通过D1到达CPU上的PE1引脚进行通信。D1和R1的组合将CPU看到的电压限制为可接受的值。

Q1用于CPU将数据发送回基本单元。当由MCU将PE1置于高电平进行导通时，它会驱动来自C1的电压跨过变压器的次级线圈-基本单元将能够接管该电压。

我怀疑它实现了半双工序列，其中基本单元通过改变信号占空比进入变压器来传输一些数据，同时变压器会将能量注入C2来为前面板供电。

然后，发送器将停止发送，并等待前面板将信息发送回基本单元。然后将重复该序列。该顺序必须相当快地执行（每秒10s或100s次），因为前面板在将信息发送回基本单元的过程中完全依靠C1中的能量运行。

由于AREF接地，这意味着未使用ADC-通常建议将其保持开路。