電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/李誠）釘釘打卡機是眾多“打工人”每天都會接觸到的智能設備之一，但你是否對其內(nèi)部構(gòu)造和工作原理有所好奇呢？

為進一步深究釘釘打卡機的工作原理，近日筆者對一款型號為M1的釘釘打卡設備進行了拆解、分析。

外觀及拆解流程

本次拆解的設備為一款內(nèi)置了指紋、Wi-Fi、藍牙等智能組件的釘釘打卡設備M1。從外觀上看，M1采用了圓柱形狀設計，并對底部基座進行了傾斜處理，為用戶提供更加友好的使用體驗。

在電源供給方面，這款釘釘打卡機采用外接電源適配器的方式為設備進行供電，功率為5V/1.5A。同時，外接電源的設計也降低了對于內(nèi)部電池壽命的依賴，避免了由于電池老化等原因?qū)е碌牟环€(wěn)定性或故障風險。

卸下底部螺絲即可分離整機，設備內(nèi)部主要由主板和指紋模塊兩部分構(gòu)成。其中，主板是打卡機的核心組件，負責處理設備的各種功能和操作，指紋模塊用于識別員工的指紋信息。通過二者的協(xié)同工作，即可實現(xiàn)打卡機的日常考勤功能。

釘釘打卡機電路原理解析

主板正面放置了一塊能夠?qū)崟r顯示打卡時間的四位一體數(shù)碼管和6顆用于提供額外照明效果的LED補光燈。同時，還提供一些排線接口便于連接其他智能組件。

由于打卡機所要實現(xiàn)的功能比較單一，所以主板背面用于實現(xiàn)各項功能的電路設計也不復雜，器件密集度不高，使得整個電路結(jié)構(gòu)清晰可見，布局簡潔明了。

釘釘打卡機所使用的時鐘顯示器為一塊集成了屏幕驅(qū)動電路的四位一體數(shù)碼管，驅(qū)動芯片是由福大海矽為數(shù)碼管專門設計的FD650B，由于芯片集成度較高，只需幾顆芯片即可完成外圍驅(qū)動電路的設計，使得用于承載驅(qū)動電路的驅(qū)動板面積不會太大，能夠很好的內(nèi)嵌于數(shù)碼管下方，提高產(chǎn)品美觀性和集成度。

基于芯片功能特性，主板電路可劃分為主控、存儲、時鐘、LED驅(qū)動和音頻編解碼5個部分。

主控芯片是一顆可玩性較高的ESP32無線收發(fā)芯片，在性能上和STM32F3系列芯片差不多，片上集成了天線開關、射頻 Balun、功率放大器、低噪放大器、過濾器以及電源管理模塊，外圍電路簡潔，可滿足大量物聯(lián)網(wǎng)應用場景的開發(fā)。

在該應用中，ESP32除了能夠為打卡機提供WiFi接入之外，其芯片內(nèi)置的藍牙功能也起到了至關重要的作用。在工作過程中，ESP32片上藍牙會不斷向外廣播唯一標識信息，并且能夠在短時間內(nèi)與周圍多臺手機完成信息互認，實現(xiàn)快速高效的打卡操作。

主控右側(cè)的芯片是來自兆易創(chuàng)新的GD25Q127C 16MB閃存芯片，該芯片除了用于存儲基本的固件信息之外，還會將剩余的空間用于存儲離線打卡記錄，以應對突發(fā)狀況的發(fā)生。即使在無網(wǎng)絡環(huán)境下，打卡記錄也能得到有效保存。

為了確保打卡機時間的準確性，釘釘在這款打卡機中加入了一顆華冠的實時時鐘芯片。實時時鐘芯片具有高精度的計時功能，即使在打卡機離線的狀態(tài)下，實時時鐘芯片也能為打卡機提供精確的時間基準信號，確保打卡機時間與標準時間的一致性。

為避免因電導致時間偏差，主板上還為實時時鐘芯片設計了一顆紐扣鋰電池作為備用電源，以此保證打卡機在斷電時，時鐘的連續(xù)運行。

打卡機的聲音提醒，由新唐科技的NAU8810單聲道音頻編解碼器負責控制。該芯片介于主控芯片與揚聲器之間，可直接與主控芯片進行通信，處理來自主控芯片的數(shù)字音頻信號，并將其轉(zhuǎn)換為模擬信號向揚聲器輸出。

在燈光提示方面，共使用了兩顆LED驅(qū)動芯片用于驅(qū)動放置在主板外沿的6顆LED補光燈，兩顆芯片型號一致，均為天微的TM1809 9通道LED驅(qū)動芯片。據(jù)了解，TM1809是一顆專為LED燈控制設計的驅(qū)動芯片，內(nèi)置9路PWM輸出，每個通道均可對燈光亮度進行自由調(diào)節(jié)，輸出不同的燈光效果。

為什么6顆燈珠，需要兩顆9通道驅(qū)動芯片負責驅(qū)動？

經(jīng)觀察后發(fā)現(xiàn)，釘釘打卡機所使用的燈珠為RGB燈珠，每顆燈珠內(nèi)分別集成了紅、綠、藍三個小LED燈，想要實現(xiàn)不同燈光效果的變幻，RGB燈珠里的每個小LED燈，就需要一個獨立的通道對其進行控制。

另外，通過TM1809的引腳定義了解到，雖然TM1809有9的PWM控制通道，但按照引腳功能描述，每一個PWM通道只能控制RGB燈珠里的一種顏色，所以需要三個通道才能完全控制一顆RGB燈珠。

因此，一顆9通道的LED驅(qū)動芯片只能控制3顆RGB燈珠，由于整臺打卡機共使用了6顆RGB燈珠，所以需要使用兩顆9通道LED驅(qū)動芯片，方能滿足控制6顆RGB燈珠的需求。

在考勤打卡方面，除了上文提到的藍牙打卡之外，這款打卡機還配備了指紋模塊對打卡人身份進行識別。

指紋識別模塊由光學式指紋識別模組、指紋主控和存儲器三部分構(gòu)成。值得一提的是，釘釘負責人陳航曾在這款打卡機發(fā)布會上表示，這款打卡機采用了世界上最薄的光學式指紋識別模組。

在歐美國家，這種光學式指紋識別模組主要應用于槍支保險箱，此類對安全性、識別精度較高的應用場景，能夠提供可靠的指紋識別功能。當然，模組的成本也會比一般的三棱鏡模組貴。

釘釘打卡機的指紋識別模塊使用了Holtek的HT32F22366作為主控芯片。HT32F22366是一款高性能的ARM Cortex-M3內(nèi)核微控制器，具有豐富的外設和強大的計算能力，能夠在短時間內(nèi)完成打卡者指紋與預存指紋的比對。

而存儲器部分采用了華邦電子的25Q32JVSIQ，它是一款容量為4MB閃存芯片。雖然這存儲空間看起來并不起眼，但官方的數(shù)據(jù)卻表明，它可儲存高達1000枚指紋數(shù)據(jù)，足以應對一般規(guī)模企業(yè)的打卡需求。

指紋打卡的工作原理如下：

當光學式指紋識別模組獲取到指紋圖像時，主控芯片會將獲取到指紋圖像與存儲芯片中預先存儲的指紋信息進行比對。如果指紋信息比對通過，指紋主控芯片會與主板上的主控進行通信，并生成打卡記錄，從而完成整個指紋打卡流程。

在這個過程中，存儲芯片起到了存儲和提供指紋信息的作用，而指紋主控芯片則負責處理指紋圖像和比對操作，最終與主板主控進行通信以完成打卡記錄的生成。

結(jié)語

總的來說，釘釘?shù)倪@款打卡機在做工和用料方面中規(guī)中矩。之所以在市場上得到了廣泛的認可，還要歸功于強大的阿里系軟件在企業(yè)管理領域的口碑和支持。打卡機作為釘釘?shù)呐涮桩a(chǎn)品，最大的亮點在于軟件與硬件間的無縫連接，能夠為企業(yè)提供更全面的考勤解決方案。