Hack mini K
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2016年1月5日 (二) 21:16的版本
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1 拆解
整个 mini K 的塑料外壳是超声波焊接,无螺丝设计
- 先撬开中间的白色上盖,再撬开绿圈,整个电路板就露出来了:
- 零线火线的插脚是焊接到PCB上的,动烙铁取下电路板:
2 分析
2015 年新的小 K 插座,全部使用 ESP8266 方案,由于芯片需求量大, ESP8266 的厂家乐鑫,提供芯片打标服务。看到控客的这个 LOGO,挺唬人的,实际还是 ESP8266:
- SPI Flash 为 MXIC 25L80 8Mbit,1MB 大小
芯片引脚(详细参考: ESP8266_GPIO):
借助万用表确认一下小 K 插座 WiFi 模块的引脚:
把 GND, VCC (3.3V), TX, RX 和 GPIO0 焊上杜邦线,就能用串口板快乐地刷机了 8-)
GPIO0 接 GND,通电 (接上 VCC 3.3 和 GNU),就能进入刷机模式
- 小K mini 对引脚资源布局为:
- GPIO15 控制继电器
- 红色 LED 指示继电器状态,自动,用户无需关心
- GPIO12 关联按钮,短按手动开关继电器,长按恢复出厂设置(需重新配置 WiFi)
- RX (U0RX, GPIO3) 关联蓝色 LED,指示插座联网和 WiFi 配置状态
3 刷机
3.1 准备固件
获取 noduino-sdk:
$ git clone --recursive git://github.com/icamgo/noduino-sdk.git noduino-sdk
生成 toolchain (you need Python 2.7):
$ cd noduino-sdk/toolchain $ ./gen.py
编译:
$ cd ../examples/plug-minik $ make
各平台下,Noduino SDK 使用,更多参考:
- Getting Started with Noduino SDK on Linux
- Getting Started with Noduino SDK on Mac OS X
- Getting Started with Noduino SDK on Windows
3.2 进入刷机模式
上面我们已经把小 K 插座 WiFi 模块的 GND, VCC (3.3V), TX, RX 和 GPIO0 焊上杜邦线了
准备一个 USB 转串口板,此处我们使用一个 FT232RL USB 转串口板
如下接线:
- USB_GND -----> miniK_GND
- USB_RXD -----> miniK_TX
- USB_TXD -----> miniK_RX
- USB_GND ------> miniK_GPIO0
以上接好后,最后 USB_VCC3.3 -----> miniK_VCC 通电开机,即进入刷机模式
3.3 刷写固件
还是在 examples/plug-minik 目录下,直接 make flash:
$ make flash
即可上传固件。不同平台下,你的串口设备号可能不一样,确认一下你的串口设备,比如在 Windows 下 FT232RL 板可能被识别为 COM3 (设备管理器里查看),则:
$ make flash ESPPORT=COM3
即可
3.4 尝试
刷入的固件是可用微信控制的,上传完成后,拔掉 GPIO0 ---> GND 的链接,断电重启一下,系统即进入新固件运行。
打开微信,扫一扫如下二维码:
自动进入如下:
与此同时串口的输出:
bcn 0 del if1 usl mode : sta(18:fe:34:f9:0f:17) add if0 SC version: V2.5.1 f r0, scandone f r0, scandone SC_STATUS_FIND_CHANNEL
此时设备没有 SSID 和 Password 无法连接无线路由。点上图中的 "点此设置" 进入:
WiFi 配置好后,微信很快就在同一 LAN 下发现了设备:
点击即可进入绑定页面,按提示完成设备绑定!
完成后,进入公众号的菜单 “探索” ---> “我的设备” ---> 选择你的刚刚的设备,即可进入控制页:
4 原始固件
默认串口波特率 74880,上电输出:
ets Jan 8 2013,rst cause:1, boot mode:(3,0) load 0x40100000, len 612, room 16 tail 4 chksum 0x12 load 0x3ffe8000, len 788, room 4 tail 0 chksum 0x50 load 0x3ffe8314, len 264, room 8 tail 0 chksum 0x4a csum 0x4a 2nd boot version : 1.1 SPI Speed : 40MHz SPI Mode : SPI Flash Size : 8Mbit jump to run user2 pp_task_hdl : 3fff59b8, prio:14, stack:512 pm_task_hdl : 3fff63b0, prio:1, stack:176 ApiMsgMutex created idle_task_hdl : 3fff80a8 tim_task_hdl : 3fff83c0 xPortStartScheduler frc2_timer_task_hdl:3fff9018, prio:12, stack:200 OS SDK ver: 0.0.8 compiled @ Apr 16 2015 19:50:09 phy ver: 273, pp ver: 8.3 mode : sta(18:fe:34:f6:44:d1) add if0 scandone del if0 usl sul 0 0 add if0 scandone scandone add 0 aid 5 connected with Noduino-AP, channel 7 dhcp client start... cnt ip:192.168.1.50,mask:255.255.255.0,gw:192.168.1.1
可知,这个版本基于芯片厂 SDK 0.0.8 开发 (应该是 0.8), 1MB Flash 分区为 512KB + 512KB 支持 OTA,bootloader 版本 boot_v1.1.bin
风枪吹下 SPI Flash MXIC 25L80,用工具读取完整的 Flash 镜像 (1MB) 备份一下,取名 miniK-25l80.bin
comcat@jackslab:/work/xwifi/noduino-sdk/examples/plug-minik$ ls -l ../../sdk/bin/boot_v1.1.bin -rw-r--r-- 1 comcat inetsim 1712 Dec 24 14:37 ../../sdk/bin/boot_v1.1.bin comcat@jackslab:/work/xwifi/noduino-sdk/examples/plug-minik$ dd if=fw/miniK-25l80.bin of=minik-boot.bin bs=1 count=1712 1712+0 records in 1712+0 records out 1712 bytes (1.7 kB) copied, 0.0110958 s, 154 kB/s comcat@jackslab:/work/xwifi/noduino-sdk/examples/plug-minik$ ls -l minik-boot.bin -rw-r--r-- 1 comcat inetsim 1712 Dec 24 14:39 minik-boot.bin comcat@jackslab:/work/xwifi/noduino-sdk/examples/plug-minik$ md5sum ../../sdk/bin/boot_v1.1.bin 8f5fe3c7e97afa8b743cc4a39ae9c535 ../../sdk/bin/boot_v1.1.bin comcat@jackslab:/work/xwifi/noduino-sdk/examples/plug-minik$ md5sum minik-boot.bin 636d02a38685ae0c48302ee2f9654f96 minik-boot.bin
md5 不一样,得具体看看差别在哪里:
comcat@jackslab:/work/xwifi/noduino-sdk/examples/plug-minik$ xxd -g1 ../../sdk/bin/boot_v1.1.bin > boot_v1.1.bin.hex comcat@jackslab:/work/xwifi/noduino-sdk/examples/plug-minik$ xxd -g1 minik-boot.bin > minik-boot.bin.hex comcat@jackslab:/work/xwifi/noduino-sdk/examples/plug-minik$ diff -uN boot_v1.1.bin.hex minik-boot.bin.hex > x.diff comcat@jackslab:/work/xwifi/noduino-sdk/examples/plug-minik$ cat x.diff --- boot_v1.1.bin.hex 2015-12-24 14:40:04.523468413 +0800 +++ minik-boot.bin.hex 2015-12-24 14:40:15.991525280 +0800 @@ -1,4 +1,4 @@ -0000000: e9 03 00 00 70 00 10 40 00 00 10 40 64 02 00 00 ....p..@...@d... +0000000: e9 03 03 20 70 00 10 40 00 00 10 40 64 02 00 00 ... p..@...@d... 0000010: 14 83 fe 3f 30 83 fe 3f 60 83 fe 3f 44 83 fe 3f ...?0..?`..?D..? 0000020: 68 83 fe 3f 94 83 fe 3f 7c 83 fe 3f 9c 83 fe 3f h..?...?|..?...? 0000030: b0 83 fe 3f 10 80 fe 3f 00 80 10 40 d8 83 fe 3f ...?...?...@...?
明了,差别在开头的第 3、4 字节
第 3 字节指示 SPI Flash Interface 的模式,0x03 表示 dout 模式,其他: 0x0 = QIO, 0x1 = QOUT, 0x2 = DIO, 0x3 = DOUT
第 4 字节的高四位指示 SPI Flash 的容量: 0 = 512KB, 1 = 256KB, 2 = 1MB, 3 = 2MB, 4 = 4MB;低四位指定 SPI Flash 的速度: 0 = 40MHz, 1= 26MHz, 2 = 20MHz, 0xf = 80MHz
这两个字节是生成固件的时候写入的,因此,可以肯定 mini K 就是用的 boot v1.1
5 电路分析
5.1 电源
非隔离电源,主芯片 F7298(丝印 1ADxx,2015年四月的批次大部分为 1ADGE),内带 500V 30 Ω MOSFET,最大 2W 输出
类似的有 MP155GJ MP155GJ Datasheet
整流桥:MB6F
封装为SOT23-5,丝印为 ws33 ,是 WL2803E,3 .3V 的 CMOS LDO,Ultra low dropout, 500mA
超快开关二极管 WUGC10JH (600V 1A) 可以用 SOD-123FL,丝印为A7 的 1N4007 替代
5.2 Relay
继电器为HKE(浙江汇港)的5V、10A,高灵敏型单组常开触点继电器,型号为 HRS3FNH-S-DC5V-A:http://zh.hke.cn/article/id-9
HRS3FNH Datasheet: http://zh.hke.cn/bg_attach/2015/07/93.pdf
SOT-23 封装,丝印 J3Y 为 CJ(长电科技)的 S8050,是颗NPN三极管,用于驱动继电器工作。
5.3 电路图
以下由 Jack Tan 分析、手绘草图:
6 电源参考
6.1 强弱电转换
主控非隔离电源芯片 F7298 典型应用电路:
6.2 3.3V LDO
6.2.1 WL2803E
- Feature
- 500mA CMOS LDO
- Ultra low dropout, 130mV (Typ.) @ 500mA load current
- The quiescent current is typically 150uA
- Vin MAX = 6.5V
- SOT23-5 small package
- Output 3.3V is marking WS33/YYWW (YY - Year code, WW - Week code)
6.2.2 AP2112
- Feature
- 600mA CMOS LDO
- Low Dropout Voltage (3.3V): 250mV (Typ.) @ 600mA
- Low Quiescent Current: 55μA (Typ.)
- Low Standby Current: 0.01μA (Typ.)
- Vin MAX = 6.5V
- Provides SOT-23-5, SOT-89-5, and SOIC-8 packages
6.2.3 WL2803G
需要低 dropout voltage 的场合,替换 AMS1117
- Feature
- 1000mA CMOS LDO
- Dropout voltage : 260mV @ Iout = 800mA load current
- The quiescent current is typically 150uA
- Vin MAX = 6.5V
- SOT-223-3L package
- Output 3.3V is marking 2803G**/YYWW [ ** - Voltage code (33: 3.3V), YY - Year code, WW - Week code ]