為了了解 Crouzet 的 Millenium Slim 可編程邏輯控制器內的電池如何影響 PLC 的操作，我打開 PLC 檢查其組件。作為電子工程學生，這種拆解很有用，因為 PLC 包含許多與典型微控制器課程中教授的相同的區塊：微控制器、非揮發性記憶體、通訊硬體、GPIO 擴充、輸出磁碟機和保護裝置。拆解 PLC 後，下圖詳細介紹了我最重要的發現。
邏輯 PCB 的俯視圖
圖 1：Crouzet Slim 邏輯 PCB 的俯視圖
如圖 1 所示，PCB 上有五個主要部件。首先是藍牙收發器晶片，它使 PLC 能夠透過藍牙連接到您的電腦或手機。透過藍牙連接，您可以與 Crouzet 進行交互，例如運行當前程式、透過 Crouzet Soft 寫入程式更新以及遠端查看 Crouzet 的人機介面（HMI）。此收發器表明無線連接是透過獨立的通訊硬體實現的，而不是直接透過 PLC 的主微控制器實現的。圖 1 中第二個突出顯示的部件是板載電池。有關電池及其功能的更多詳細信息，請參閱另一篇文章：《Crouzet Slim 的電池沒電了會發生什麼事？》，但 Crouzet 規格書保證電池壽命約為 10 年。
圖 2：透過藍牙連接的人機介面顯示
晶片識別挑戰
第三個特徵是 25FU406C 晶片，我將其識別為 Crouzet 的快閃記憶體。在拆解過程中，我開始發現晶片的實體標記與其規格書中的名稱不一致。從那時起，元件的身份主要透過比較晶片標記、確定元件的連接方式以及查閱公開的規格書來確定。有時無法找到完全匹配的元件，因此某些元件的規格可能不完全準確，但它們的功能應該保持不變。關於閃存，它出現在電路板上強烈表明程式記憶體可能不依賴 PLC 的電池來保持資料。這也支持了 Crouzet 的規格書中關於使用者程式在運行至少 10s 後可以備份到非揮發性記憶體的說法。
第四個重點是 VNI4140K-32 晶片，它是一款高側固態繼電器，用作 PLC 輸出通道的引腳驅動器。這使得微控制器無需直接連接到 PLC 的輸出即可控制其輸出。這降低了微控制器過電流損壞或直接負載應力的風險。最後，圖 1 中突出顯示的第五組元件是 BFK 和 BEK 晶片。這些元件也很難識別，因為晶片上的實體標記與通用規格書不符，但透過將 BEK 和 BFK 的標記與其他元件進行比較，我確定它們是 TVS 二極體。這些元件用作電壓箝位器，以保護電路板免受突波電壓的影響。兩者之間的唯一區別在於它們箝位的電壓位準。
邏輯 PCB 的底部視圖
圖 3：Crouzet Slim 邏輯 PCB 的底部視圖
在 PCB 的背面，還有兩個組件格外引人注目。第一個是 STM32G071CBU6 微控制器，它執行 PLC 儲存的程序，並協調系統記憶體、通訊硬體和輸出電路之間的通訊。此外，它還負責與外部軟體通訊，例如前面提到的用於讀寫 PLC 程式的 Crouzet Soft 程式。它也與最後一個組件（一個 32kHz 晶體振盪器）相關，該振盪器很可能為 PLC 的實時時脈功能提供時間參考。連接到 STM32 微控制器後，即可獲得可調節的即時時脈。總的來說，這次拆解幫助我了解了哪些 PLC 功能依賴板載電池，哪些功能由專用的非揮發性硬體支援。