1. рост популярности устройств измерения мощности
В современном мире электричество стало неотъемлемой частью повседневной жизни. От смартфонов и бытовой техники до промышленных автоматизированных систем — электронные устройства повсюду. Для обеспечения эффективности, управления энергопотреблением и точного сбора данных устройства измерения мощности становятся всё более необходимыми.
Данный проект посвящён предоставлению полного сервиса обратного проектирования для устройства измерения мощности британского заказчика. Он включает не только традиционные процессы клонирования (создание BOM, извлечение Gerber-файлов, восстановление схем), но и сложную задачу по воспроизведению нестандартного мини-трансформатора — технически сложного и ценного элемента.
2. Обзор проекта: от клона до опытных образцов
2.1 Предпосылки проекта
Клиент предоставил полностью собранный образец PCBA для устройства измерения мощности. Наша задача заключалась в том, чтобы предоставить полный комплекс услуг по обратному проектированию, включая:
- Извлечение Gerber-файлов
- Составление BOM-листа
- Восстановление электрической схемы
- Декодирование и программирование микроконтроллера
- Производство 10 опытных образцов
Ключевые сложности:
- Необычная форма печатной платы, требующая точного воспроизведения механических размеров
- Полностью кастомизированный миниатюрный трансформатор
- Извлечение прошивки и её программирование в зашифрованные ИС
2.2 Этапы работы
- Анализ и замеры образца
- Восстановление схемы
- Генерация Gerber-файлов и BOM-листа
- Декодирование ИС и извлечение прошивки
- Прототипирование и тестирование трансформатора
- Монтаж SMT и DIP компонентов
- Функциональное тестирование и доставка
3. Конструкция и параметры печатной платы
3.1 Материалы и особенности производства
- Материал основания: FR-4
- Слои: двухслойная жёсткая плата
- Покрытие: бессвинцовая HASL
- Форма: нестандартная (нижняя часть — прямоугольник, верхняя — треугольник)
- Размеры: 25 мм × 40 мм
- Крупное отверстие: круглое, вырезано фрезеровкой в треугольной части
3.2 Панель и сборка
- Панелизация: сетка 5×5 для оптимизации сборки
- Тип монтажа: односторонний SMT (на обратной стороне компонентов нет)
- Основные микросхемы: две ИС размещены на передней стороне
- Разъёмы: нестандартные, с боковыми направляющими отверстиями — требуется спецприспособление для пайки
4. Декодирование и программирование ИС
На плате расположены две главные микросхемы с встроенным ПО. Поскольку исходный код отсутствовал, мы применили следующую методику:
- Считывание памяти с помощью профессионального программатора
- Анализ битового потока для выявления шифрования и проверки целостности
- Успешное извлечение прошивки и запись в новые чипы
- Тестирование функциональности образцов
Были соблюдены все меры электростатической защиты для предотвращения повреждений оригинальных компонентов.
5. Разработка индивидуального мини-трансформатора
5.1 Воспроизведение механической конструкции
Данный трансформатор полностью кастомизирован и недоступен на рынке. Мы выполнили следующие шаги:
- Замеры: точные размеры корпуса, высота сердечника, шаг намотки
- Материалы: металлический корпус, изоляционные шайбы, параметры медной проволоки
- Электрические характеристики: диаметр провода, коэффициент трансформации, уровни напряжения по результатам тестирования
5.2 Ручная намотка и тестирование
- Намотка: чередование слоёв сверху и снизу, скрученная многожильная проволока в центре
- Обмотка: жёлтая термостойкая изолента и металлический каркас
- Тестирование: проверка холостого напряжения, изоляции, стабильности под нагрузкой
6. Сборка и маркировка
6.1 Сборка PCBA
- SMT-компоненты монтированы на автоматизированной линии
- Трансформаторы и нестандартные разъёмы — вручную
- Выполнена очистка от флюсовых остатков
6.2 Маркировка по требованиям клиента
Согласно требованиям заказчика, с обеих сторон платы наклеены ярлыки с информацией:
- Серийные номера
- Функциональные зоны
- Обозначение ориентации при установке
7. Принцип работы устройства
Основной принцип действия устройства измерения мощности:
- Кастомизированный трансформатор фиксирует колебания напряжения
- Сигнал поступает на главную микросхему для обработки
- Встроенное ПО вычисляет значения мощности
- Данные передаются в управляющую систему для мониторинга и управления
8. Отзывы клиента и результаты проекта
Клиент остался крайне доволен результатом, отметив:
- Точное воспроизведение трансформатора с полным соответствием параметрам
- Высокую точность механической подгонки платы и разъёмов
- Программирование ИС с полной функциональностью
- Быстрая реализация проекта, ускорившая вывод новой версии продукта
9. Заключение: ценность обратного проектирования
Данный проект по обратному проектированию устройства измерения мощности продемонстрировал наши широкие инженерные возможности — от клонирования аппаратной части и схем до извлечения прошивки и производства индивидуальных компонентов. В условиях локализации и ускоренного развития, реверс-инжиниринг становится не просто копированием, а инструментом инновации.
Мы и далее будем предоставлять надёжные и кастомизированные инженерные решения, помогая клиентам в модернизации продукции и достижении технологической независимости.