上次撿的計(jì)算器,還沒拆完,這次兩個(gè)兩個(gè)的拆,順便做個(gè)對(duì)比,這次拆的是夏普跟卡西歐。

先來看外觀,夏普就是沿用科學(xué)計(jì)算器最常用的,使用這種蓋板,反過來可以蓋住屏幕與鍵盤,卡西歐則是翻蓋保護(hù)套。

型號(hào)分別是夏普EL-546LV,卡西歐BF-100,簡單看下官方介紹。
具體參數(shù)( EL-546LV):
顯示:雙行顯示,上行 12 字符(表達(dá)式),下行 10 位 + 2 指數(shù)(結(jié)果)。
函數(shù)數(shù)量:約 307-470 個(gè)(視具體子型號(hào),包含高級(jí) D.A.L. 直接代數(shù)邏輯,支持輸入/編輯公式)。
主要功能:三角函數(shù)、指數(shù)、對(duì)數(shù)、分?jǐn)?shù)計(jì)算、統(tǒng)計(jì)(1-變量)、積分/微分(部分型號(hào)支持)、方程求解、復(fù)數(shù)計(jì)算、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換等高級(jí)科學(xué)功能。
電源:雙電源(太陽能 + 電池,通常 2 × LR44)。
尺寸:約 84 × 145 × 16.5 mm。
重量:約 106g(含電池)。
其他:支持 FIX/SCI/ENG/NORM 顯示模式,百分比、根號(hào)、括號(hào)優(yōu)先級(jí)等。
發(fā)布時(shí)間:EL-546 系列 V 變體(如 EL-546V)約 2002 年左右推出,EL-546LV 作為后續(xù)或區(qū)域特定版本,大約在 2000 年代中期(約 2005-2010 年間)
卡西歐(Casio)BF-100是一款早期商務(wù)/金融計(jì)算器(Business Finance Calculator),非科學(xué)計(jì)算器,主要針對(duì)財(cái)務(wù)、支票簿、貸款等計(jì)算。
具體參數(shù):
顯示:LCD,10 位精度(部分來源顯示 10 位)。
邏輯:代數(shù)邏輯。
主要功能:財(cái)務(wù)專用,如復(fù)利、現(xiàn)值/終值、年金、貸款攤銷、日期計(jì)算、百分比、存儲(chǔ)器等;支持支票簿平衡、簡單算術(shù)。
鍵數(shù):約 39 鍵。
電源:1 × CR2025 鋰電池(壽命約 1300 小時(shí))。
尺寸/重量:小型便攜,重量約 60g(含電池)。
其他:帶原始盒裝、手冊(cè)的 vintage 型號(hào),常作為收藏品出現(xiàn)。
發(fā)布時(shí)間:約 1981 年左右(早期 1980 年代初引入,日本制造)。

計(jì)算器的背部,夏普的,背部4顆螺絲,卡西歐的比較方便,電池蓋子不需要螺絲固定??ㄎ鳉W的標(biāo)簽因?yàn)橛斜Wo(hù)殼,所以還很清晰,DC3V,功耗0.00043W,3V電池一個(gè),日本制造。

兩個(gè)都取下電池,夏普是兩顆LR44電池,卡西歐是一顆2025電池。時(shí)間很久了,早就沒有電了,太陽能的夏普,也需要電池有一點(diǎn)點(diǎn)電量才可以使用。

先打開夏普的后殼,。后殼上很多結(jié)構(gòu),用于按鍵的時(shí)候來支撐力量,中間還特意設(shè)計(jì)圓形,剛好蓋住牛屎封裝。屏幕與太陽能,則使用了泡沫緩沖,。

首先看到PCB板右下角2002.11.26是生產(chǎn)日期,主板使用了8顆螺絲固定上殼,電池電源線在右邊,太陽能的在左邊,都做了支架固定。

兩顆電池串聯(lián)1.5V,串聯(lián)后3V供電。

太陽能板,電池在沒有電的情況下是沒辦法啟用的,現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)可以完全脫離電池供電,陽光充足可以啟動(dòng),這個(gè)是沒辦法啟動(dòng)。

屏幕的排線,LCD屏幕通過一個(gè)柔性扁平電纜(Flexible Flat Cable, FFC)或熱密封帶(heat-sealed ribbon)連接到主電路板(PCB)。這個(gè)帶子底部有條紋狀暴露觸點(diǎn)(conductive traces),類似于“zebra strip”(彈性導(dǎo)電橡膠條),這是老式計(jì)算器(如Sharp EL系列)和小型設(shè)備中常見的無焊接連接方式。
如何工作:zebra strip由交替的導(dǎo)電和絕緣層組成(看起來像斑馬紋),它被壓在LCD玻璃底部的觸點(diǎn)和PCB上的對(duì)應(yīng)墊之間。通過外殼的壓力(螺絲或夾具)保持接觸,無需焊接。

U1很可能是一個(gè)定制的單芯片微控制器(ASIC),如Sharp的SC系列處理器(常見于2000年代計(jì)算器),負(fù)責(zé)計(jì)算邏輯、顯示驅(qū)動(dòng)和鍵盤掃描。周邊元件主要支持電源管理、信號(hào)濾波、鍵盤接口和指示功能。下面我按類別分析可見元件(基于圖片標(biāo)簽和標(biāo)準(zhǔn)電子電路設(shè)計(jì)),包括類型、位置、可能功能和潛在問題。

電路板上有兩個(gè) SMD LED(標(biāo)記為 LED1 和 LED2,黃色封裝),它們位于主芯片 U1 附近,靠近電源和鍵盤區(qū)域。
根據(jù) Sharp 科學(xué)計(jì)算器(如 EL-546 系列)的典型設(shè)計(jì)、類似型號(hào)的手冊(cè)描述以及常見低功耗計(jì)算器電路布局,這兩個(gè) LED 的作用如下(概率從高到低排序):
低電池/電源指示燈(最常見用途)
其中一個(gè) LED(通常是 LED1 或 LED2 中的一個(gè))用于低電量警告(Low Battery Indicator)。
當(dāng)電池電壓下降到一定閾值(例如低于約 2.4V–2.6V,總電壓兩個(gè) LR44)時(shí),芯片 U1 會(huì)驅(qū)動(dòng)該 LED 點(diǎn)亮或閃爍,提醒用戶更換電池。
這在許多 Sharp 老款科學(xué)計(jì)算器中是標(biāo)準(zhǔn)功能,尤其雙電源(太陽能 + 電池)型號(hào),當(dāng)太陽能不足、主要靠電池時(shí)更容易觸發(fā)。
如果計(jì)算器使用中偶爾看到黃色/橙色小燈亮起,就是這個(gè)原因。
模式或狀態(tài)指示燈(次常見)
另一個(gè) LED 可能用于特定模式指示,例如:
角度單位切換(DEG / RAD / GRAD)時(shí)的短暫提示。
統(tǒng)計(jì)模式(STAT)或復(fù)雜數(shù)模式(CPLX)激活時(shí)點(diǎn)亮。
錯(cuò)誤/溢出指示(Error 或 Overflow)。
另一面不用拆了,是硅膠按鍵,一個(gè)元件也沒有。

整個(gè)后殼設(shè)計(jì)的合理,對(duì)應(yīng)主板有很多結(jié)構(gòu)來支撐。

拆完夏普,再來看看卡西歐,40多年前的計(jì)算器。拆下后殼,主板使用4顆螺絲固定,底部兩顆在殼固定可以一起固定主板。

反過來主板,硅膠有的已經(jīng)長時(shí)間跟按鍵粘貼在一起了。電路板 (PCB):單層綠色印刷電路板(典型1980年代設(shè)計(jì)),體積緊湊(約10-12cm長),集成度高。板上走線簡單,主要連接芯片、鍵盤和LCD。沒有明顯的多層或復(fù)雜模塊,這反映了BF-100的低功耗、低成本設(shè)計(jì)(功耗<1mW)。

鍵盤:灰色橡膠膜鍵盤(dome switch),由圓形凸起接觸點(diǎn)組成(圖片中可見多個(gè)灰色圓點(diǎn),對(duì)應(yīng)鍵如”+/-“、”%”、”X”、”+”等)。工作原理:按鍵時(shí)橡膠點(diǎn)接觸板上金色墊,形成閉合電路。常見于老款Casio計(jì)算器,耐用但易積灰或老化導(dǎo)致按鍵失靈。

(Casio BF-100計(jì)算器的內(nèi)部電路板特寫,中央黑色DIP封裝芯片標(biāo)記為“HD43131”,帶有“?1E”版權(quán)符號(hào)和“A1”批次標(biāo)記),這 是Hitachi (日立) 制造的定制LSI (Large Scale Integration) 芯片。HD43131屬于Hitachi HD43系列4-bit微控制器家族,該系列專為低功耗嵌入式應(yīng)用設(shè)計(jì),包括早期電子計(jì)算器、時(shí)鐘和小型設(shè)備。Casio在1980年代初的計(jì)算器(如BF-100)中廣泛使用Hitachi芯片,因?yàn)樗鼈兂杀镜汀⒓啥雀?,且適合電池供電場(chǎng)景

核心:4-bit單芯片微控制器(Single-Chip Microcomputer),集成CPU、ROM、RAM和外圍電路。這意味著它不需要外部芯片即可運(yùn)行整個(gè)計(jì)算器邏輯。
CPU:4-bit ALU (算術(shù)邏輯單元),支持基本運(yùn)算(如加減乘除、百分比)、分支和循環(huán)。時(shí)鐘頻率低(約32kHz–500kHz,由外部晶體或RC振蕩器驅(qū)動(dòng) – 圖片中可能有相關(guān)元件在芯片左側(cè)金色墊附近)。
存儲(chǔ):
ROM:內(nèi)置程序存儲(chǔ)(約1-4KB),預(yù)燒錄Casio的財(cái)務(wù)算法,包括復(fù)利計(jì)算 (Compound Interest)、年金 (Annuity)、貸款攤銷 (Amortization)、日期計(jì)算 (Date Functions) 和支票簿平衡 (Checkbook Balancing)。
RAM:小型數(shù)據(jù)存儲(chǔ)(約32-128字節(jié)),用于臨時(shí)變量、寄存器和顯示緩沖。支持10位數(shù)字精度(匹配BF-100規(guī)格)。

整體設(shè)計(jì):這是單層 PCB 鍵盤矩陣(keyboard matrix on PCB),不是現(xiàn)代的多層 PET 薄膜鍵盤(membrane sheet)。Casio BF-100(1981年左右型號(hào))采用經(jīng)典的橡膠圓頂 + PCB 接觸墊方式:
橡膠圓頂,灰色橡膠膜,每個(gè)鍵下方有一個(gè)圓錐形/圓頂狀凸起,底部涂有導(dǎo)電碳層(conductive carbon pad)(通常是黑色或深灰色圓點(diǎn))。
PCB 接觸墊:中間正是這些墊子——每個(gè)鍵對(duì)應(yīng)一組弧形銅跡線
當(dāng)按鍵時(shí),橡膠圓頂被壓下,碳層橋接兩側(cè)銅跡,形成閉合電路 → 芯片(HD43131)檢測(cè)到矩陣交叉點(diǎn) → 識(shí)別按鍵。
增加接觸面積,提高可靠性(碳層壓下時(shí)更容易橋接)。
防止單點(diǎn)接觸失效(多點(diǎn)設(shè)計(jì)容錯(cuò)更好)。
常見于老款 Casio、Sharp、TI 計(jì)算器鍵盤,節(jié)省空間且成本低。
就是這么兩個(gè)計(jì)算器,一個(gè)比我年齡還大的卡西歐,一個(gè)2000年左右的夏普,下次繼續(xù)拆這兩個(gè)計(jì)算器,看那些年的電子產(chǎn)品。
你還想看哪些產(chǎn)品拆解,歡迎大家點(diǎn)擊閱讀原文,來EEWorld論壇討論、交流。
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