平板電腦在兼具便攜和大屏的優點加持下一直在人們的電子產品中佔據著重要的位置，另一優勢便是它可以像紙一樣寫寫畫畫，記個筆記、畫個圖紙，配上一支觸控筆妥妥地秒變生產力工具。
蘋果、微軟、華為等各大廠家在這幾年間陸續推出了自己平板電腦的觸控筆。而近期小米也終於針對新出的小米平板5和5 Pro推出了自己的觸控筆，不但功能齊全而且價格親民，一上市就被搶購一空。
下面就由我帶大家看看這支熱銷的小米靈感觸控筆吧。
拆解全程 影片解鎖
製作 | 與非網影片團隊
開箱
這是小米推出的首款與自家平板電腦配套的官方觸控筆，就像產品的名字一樣，它能給使用者帶來更自由的操作體驗。
這款觸控筆可以輕鬆一放，自行與平板進行藍芽配對和無線充電，減少了繁雜的操作，讓它更像一支正真的筆那樣簡單、便於使用。
包裝盒的正面印著一比一的觸控筆照片，翻過盒子，背面是更換筆尖的說明，下面貼上了產品的相關資訊。抽開盒子，取出最上方紙盒，觸控筆放在了塑膠筆座裡。同時包裝盒內還附贈了一個備用的觸控筆尖以及一張使用說明書。
拿出小米靈感觸控筆，我們可以看到筆身是仿金屬磨砂的塑膠外殼，一體成型，摸上去很有質感。
一頭的筆尖是可以拆卸的，並且有一定的伸縮性。
筆尖上方有兩個功能按鍵，按鍵背面是個平面，平面上絲印著小米的全拼。
拆解
簡單的看了一下小米靈感觸控筆的外觀結構後，接下來就動手拆開看下內部的硬體方案有什麼特別的。
筆尖很容易取下，頂帽部分只能用刀片沿四周縫隙一點一點地割開，然後慢慢翹開。
好不容易翹開了頂帽，發現筆的頂端是用膠水封死的，也只能用暴力拆解了。
為了不會損傷電路板，這裡使用斜口鉗從筆的頂端一點一點地向下剪掉外殼，在看到中空部分露出來之後，沿筆桿方向去掉了一側的殼體，最後將整個筆的內部結構抽了出來。
觸控筆的電路板外圍卡扣著一層塑膠外殼，前端有一個錐狀的金屬彈簧，一側還可以看到塑膠外殼上內嵌著幾顆磁鐵，這是用來吸附平板用的。
使用鑷子將塑膠外殼的幾個卡口扳開，再將無線充電的天線挪出即可取下一側的外殼。
筆頭部份的壓力檢測部件焊接在電路板上，這裡使用電烙鐵去掉即可取下另一側的外殼。
觸控筆電路
整個電路板呈長條狀，因為電路板空間較大，元器件佈局並不是特別密集。電路主要分為三部分組成：藍芽無線通訊電路、筆尖感測電路、無線充電路。
#01
藍芽電路
首先，我們來看下藍芽部分的電路。藍芽部分使用的晶片是一顆支援低功耗藍芽協議的SOC。電路相對比較簡單，天線部分使用了一顆陶瓷天線來減少空間佔用。觸控筆透過這顆藍芽晶片與平板電腦之間進行通訊，將筆壓、電量、按鍵等資料上傳到平板電腦。
筆尖感測部分的電路使用了一顆長體BGA封裝的晶片，它被放置在靠近筆端電路板的一側。沒有查到這顆料的具體資訊，猜測應該是小米自己使用晶圓合封的晶片。
從觸控筆的功能和外圍電路推測，這顆晶片應該包含了一顆MCU和電源及筆尖觸控的驅動電路。
#02
筆尖感測電路
壓力感測器元件的模擬訊號輸出也是經由一顆電阻連線到了這顆晶片上，晶片內部透過AD轉換將壓力訊號變為數字訊號進行處理。
晶片背面有一個微型的變壓隔離器和兩個電感，推測應該是給電源和驅動使用的。
與電感相鄰的是一個LDO電源電路，再向右整整齊齊得排列著測試點，合計著這設計電路板的是個講究的工程師。
#03
無線充電路
最後是今天要重點講解的無線充電部分電路，也是這支觸控筆能實現一放就衝，18分鐘滿血來電的關鍵所在。
其實剛拆開觸控筆的時候，有兩個電路上的部件就特別顯眼，一個是銀白色的柱狀鋰電池，另一個是銅黃色的繞線無線充電天線，而這兩個都是無線充電的元件。
鋰電池使用的是村田公司生產的小型二次鋰電池，它可以實現最大30mA電流的充放電，而且不需要充電IC，5000個迴圈中有80％以上的充電（容量）恢復率，容量大小為3mAH。這也是觸控筆能實現快速充電的原因之一。
得益於無線充電晶片的高整合度，整個無線充電的電路十分簡單。最顯眼的就是天線、濾波電容和天線匹配電容。
使用漆包線繞磁心製成的無線充電天線位於電路板中間的位置，電場感應部分使用了電容進行了諧振匹配，將特定頻率的電場更高效的耦合到晶片電源輸入端。
無線充電晶片使用的是瑞薩電子生產的P9222-R，這是一款整合的單晶片無線電源接收器IC，適用於最高5W的應用場景。
晶片還相容WPC 1。2 Qi無線充電協議。
P9222-R在輕負載時非常高效，十分適合像觸控筆這樣的低功耗應用。
獨特的Ping檢測功能可為使用者提供無線充電器連線的早期指示，並在電池完全充電結束時提高散熱效能。低欠壓鎖定閾值允許接收器即使在擴充套件區域內來自發射器的較弱數字ping強度訊號也能啟動。
該器件包括過溫和欠壓/過壓保護。當接收器從低耦合位置快速移動到高耦合位置時，內部過壓鉗位可保護整流器輸出不超過過壓水平。
晶片還集成了32位ARM®Cortex®-M0核心的處理器，提供高度可程式設計性，使用者可以根據自己的需求編寫程式來實現客製化的功能。同時晶片還可以透過I2C介面或外部EEPROM輕鬆配置的設計引數對應不同的應用場景。
充電晶片提供了超小型的封裝，這也是整個板載設計空間能遊刃有餘的一個原因。P9222-R屬於工業級的晶片，工作的環境溫度範圍為-40°C至+85°C，完全適用於各種生活中使用的場景。
P9222-R功能框圖如下：
晶片主要特性如下：
超緊湊高效的無線電源接收器，適用於高達5W的應用
WPC 1。2 Qi基線電源配置檔案（BPP）相容
針對低功率應用最佳化輕載效率
Ping檢測可在充電結束時降低功耗
低欠壓鎖定（UVLO），用於低壓啟動，可在擴充套件區域內實現更快速的連線
用於雙向通訊的ASK和FSK調製/解調：Rx-to-Tx和Tx-to-Rx
透過外部EEPROM上的I2C介面輕鬆配置設計引數
ADC輸入用於測量電池電壓或系統電壓
嵌入式32位ARM®Cortex®-M0處理器
內部過壓鉗位
較低的待機和工作模式功耗
高效能低壓差（LDO）穩壓器，具有低RDS（on）和可程式設計電流限制
支援I2C從/主模式
40-WLCSP：5×8球陣列，2。28×3。38 mm，0。4mm間距
小結
整個小米靈感觸控筆從外包裝到電路板這樣看下來，我們可以發現，產品十分符合小米一貫的作風，設計簡潔但功能完備。特別是無線充電、自動配對的設計讓這支觸控筆頓時科技感拉滿。這樣的小米靈感觸控筆誰不想來一支呢，我好像找到了為什麼它會被搶購一空的原因了。
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