第三次被雷劈，拆解報廢的熱水浴缸控制面板

原創 EDN電子技術設計 2024-12-23 15:29

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2014年也發生過一次，一年后，它再次發生。經過九年的休養生息，又發生了第三次。我在說什么呢？近距離的閃電(每次都不知道是在云間劃出一道弧線還是真的擊中了地面)再次擊中了我家的一些電子設備。8月8日星期四晚上，一場由西向東橫掃而來的暴雨、冰雹和狂風直接襲擊了我家。當頭頂上方的雷聲震得我房子都在搖晃時，我有了一種不祥的預感。隨后LAN和WAN連接都立馬中斷，不幸地證實了我的預感。

對于那些不熟悉我過去報道的朋友，我先介紹一下背景，我是這所房子的第三任主人，這所房子位于科羅拉多州戈爾登西南部的落基山山麓。前任房主在改造住宅，以將同軸電纜和以太網布線到一樓和二樓的各個位置時，選擇了簡單而便宜的方法，將電纜連接到房屋外部，在需要內部連接的地方打孔穿過房間墻壁。不幸的是，事實證明，只要有足夠強度(強度和/或距離)的閃電，這些電纜就會成為有效的電磁脈沖(EMP)接收天線。

這次，有幾件設備(其中一臺電視最初“看不到”任何活動HDMI輸入，還有一臺電機停轉的跑步機)暫時癱瘓，直到我重啟它們后，它們才幸運地恢復正常運行。唉，其他設備的損壞更為徹底，幾個多端口以太網交換機(巧合的是，它們位于這些外部連接的網絡電纜的末端)被燒壞，還有一個CableCard接收器和一個MoCA收發器(均與外部路由同軸電纜相關)。我的三盤QNAP NAS也壞了，大概是因為它與其中一個壞掉的多端口以太網交換機連接所致，所有這些東西都將在未來的拆解中展示。

不過，今天我將重點介紹代價最大的拆解對象，即熱水浴缸的控制子系統。在2014年和2015年早些時候的雷擊事件中，我們仍在使用房屋原來的熱水浴缸，該熱水浴缸建于20世紀80年代，最初位于住宅內，前面提到的第二任房主后來將其搬到了室外(原來的“熱水浴缸室”現在是我的辦公室)。這個老舊的熱水浴缸運行良好，但后面漏水嚴重，所以我們在2019年將其更換了。回想起來，我還記得當時與技術人員交談時，談到它的分立晶體管和繼電器主導的電子設備能夠讓它能長久地運行，但由于物理完整性受損導致其最終還是損壞了。

暴風雨平息后，我憑直覺走到外面，掀開了熱水浴缸蓋。有趣的是，安裝在熱水浴缸邊緣的控制面板仍然亮著，但面板本身卻壞了，顯示屏一片空白，控制按鈕也全部失靈。奇怪的是，熱水浴缸泵(可能還有其他子系統)似乎仍然運行正常，例如，我可以聽到電機在每次電源激活周期后正常啟動，但無法調節溫度和泵速，更不用說更改過濾周期設置以及它們所基于的時鐘設置。

不幸的是，制造商的三年保修期兩年前就到期了。具有諷刺意味的是，在我2019年購買熱水浴缸時，這個控制面板的生產正好結束，我的技術人員再也找不到替代品了。這意味著，盡管只有相對便宜的控制面板壞了，但我必須更換整個“pod”套件，其中包括(除其他東西外)較新型號的控制面板。這是我的技術人員將其拉出后，在將其拖走以進行可能的備件清理之前，舊“pod”的樣子，據他說，頂部的藍色圓柱形結構是熱水器：

以下是一些特寫。例如，最后一個中心的大方形IC可能是數字控制處理器。可惜的是，它的標記要么被故意遮蓋，要么太模糊，我無法辨別：

遺憾的是，我沒有原熱水浴缸電子器件的對比圖片，但相信我，它們更“模擬”。歡迎在評論中發表你對“老舊但好用”與“閃亮的全新”電路可靠性比較的看法……

現在來看看拆下來的舊控制面板：

及其已安裝并運行的新面板：

那么，這里發生了什么？為了便于我進行理論分析，下面是幾張舊面板照片：

最初，面板上實際上有兩根電纜。其中一根(未在此處顯示)是簡單的雙線線束，我推測它將電力從“pod”電路板傳輸到面板的LED上以進行照明。正如我之前提到的，它似乎在風暴中安然無恙。另一方面，此處顯示的是一個多線束，它終止于電路板并通過第二張照片特寫中顯示的連接器連接到電路板。

我認為，這根特殊的電纜就是致命點，其信號本質上可能是低壓、低電流的數字信號。還記得我之前提到過的以太網電纜(例如)充當EMP接收天線，給設備帶來的災難性后果嗎？我猜這里也發生了同樣的事情，通過這根一英尺長的多線束。EMP是否只燒壞了控制面板的電子元件，而不是損壞了“pod”電路板電路？也許吧。以此類推，在在這三次(到目前為止……諷刺的是，在我輸入這些文字時，另一場大雷雨正在醞釀)雷擊損壞事件中，特定室外電纜兩端的以太網交換機都已損壞，而在其他情況下，只有一個交換機失效。

我還有很多內容要講，包括已經提到的拆解，以及例如：