Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki

p.kaczmarek2 04 Aug 2021 15:00 3501 3
Telkom Telmor
  • Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki
    Witajcie moi drodzy.
    Zapraszam na krótki teardown nieco starszego routera WiFi z elektrośmieci, TP-Link TL-WR340G. Przedstawię tutaj jego wnętrze, przeanalizuję budowę, umieszczę dokumentację części ze środka a na koniec zademonstruję jak każdy początkujący może wykorzystać części ze środka (przerobimy uszkodzony router na darmowy moduł przetwornicy step down 9-5V na 3.3V).

    Router WiFi TP-Link TL-WR340G
    Specyfikacja, instrukcja obsługi routera:
    MAN_TL-WR..0G.pdf Download (890.14 kB)
    Front i spód:
    Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki
    Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki
    Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki
    Z tyłu po złączach Ethernet widać że są w standardzie 10/100M, czyli ze 4 par skrętki używane są tylko dwie.
    Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki

    Wnętrze routera
    Śrubki są tylko dwie, ukryte pod tylnymi nóżkami:
    Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki
    Potem obudowę trzymają tylko zaczepy:
    Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki
    Rodzaj plastiku i data odlewu pokrywy:
    Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki
    Płytka nie jest przykręcona, lecz wyciągniecie jej uniemożliwia przewód od antenki:
    Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki
    Po wylutowaniu przewodu można uwolnić PCB:
    Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki
    Teraz obejrzymy płytkę krok po kroku.
    Wejściem zasilania jest popularne gniazdo Jack, router oczekuje 9V DC:
    Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki
    Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki
    Na wejściu mamy filtr przeciwko zakłóceniom (element podpisany na PCB FB1 to Ferrite Bead, koralik ferrytowy).
    Dodatkowo widać też diodę prostowniczą, czyli ten router jest odporny na odwrotne podłączenie polaryzacji (choć nic za darmo, na takiej diodzie występuje spadek napięcia).
    Można zmierzyć napięcie przed i za diodą:
    Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki
    tak jak i sam spadek napięcia na niej:
    Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki
    Za kondensatorami elektrolitycznymi mamy blok zasilania.
    Układ scalony, tranzystor MOSFET, duży dławik i dioda prostownicza, taka kombinacja elementów sugeruje przetwornicę, tutaj step down:
    Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki
    Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki
    Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki
    Kontroler to 34063 a dokładniej MC34063:
    Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki
    Wyprowadzenia:
    Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki
    W nocie katalogowej są tez schematy przykładowych aplikacji tego układu. Tutaj aplikacja bez wymogu zewnętrznego klucza (tranzystora):
    Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki
    Tu wersja dla większych prądów, z wymogiem użycia dodatkowego tranzystora (tak jak na analizowanej PCB):
    Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki
    Producent pokusił się też o pokazanie mozaik PCB dla różnych trybów pracy 34063:
    Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki
    Użytym tranzystorem jest tu BT B772D. To tranzystor NPN, chyba BTB772AJ3 lub podobny:
    Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki
    Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki
    Zostaje dioda - SK14, dioda Schottky, taka użyta ze względu na mniejszy spadek napięcia:
    Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki
    Przetwornica ta zamienia niecałe 9V na 3.3V (typowe napięcie zasilania wielu mikrokontrolerów, itp):
    Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki
    Dalej mamy dwa elementy w obudowach SOT-89 podpisane kodem BA RU (BARU):
    Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki
    Nie znalazłem ich noty katalogowej. Widać, że są podłączone do dużego układu w PQFP. To się zaraz wyjaśni. Jego oznaczenia:
    88E6060-RCJ1
    GA1369801.2
    0940 B0C
    CN

    Czyli Ethernet Switch 6-Port 10Mbps/100Mbps
    Znalazłem notę katalogową pokrewnego do niego 88E6063:
    Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki
    Schemat blokowy:
    Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki
    Układ ten oferuje:
    - pięć zintegrowanych portów 10/100 z PHY (to te TX0, RX0) na schemacie. Do nich podłącza się transformator separacyjny a potem złącze RJ45 (bądź złącze RJ45 z wbudowanym transformatorkiem - magjack)
    - dwa interfejsy MII (np. dla WiFi, wraz z pinami enable)
    - kontroler LED (ledy świadczące o stanie routera, portów)
    - wejście sygnału zegara/oscylatora, pin RESET, itp
    - interfejs SPI (piny CS - Chip Select, CLK - zegar, DIN - data in, DOUT - data out)
    - interfejs SMI (piny MDIO/MDC)
    Co do SMI/MDIO/MDC itp. polecam zapoznać się z TN1305 (Technical note, Network Management Interfaces).
    Mamy też schemat aplikacji tego układu, czyli zasadniczo schemat całego routera:
    Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki
    Na schemacie widać transformatory separacyjne Ethernet, moduł od sieci bezprzewodowej (802.11 PHY) podłączony poprzez MII, kontroler routera główny, no i wyjaśnia się rola dwóch elementów "BARU", to jednak tranzystory.
    Czy 2.5V oraz 1.5V ze schematu występuje u nas na PCB?
    Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki
    Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki
    Diody LED:
    Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki
    Układ odpowiedzialny za WiFi w obudowie BGA, Atheros AR2317-AC1A, obok pamięć:
    Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki
    Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki
    Schemat blokowy:
    Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki
    Rezonator kwarcowy 40MHz i pamięć Flash widoczne są tuż obok na płytce.
    Rezonatora 25MHz charakterystycznego dla zastosowań Ethernet nie ma na płytce, gdyz ten układ AR2317 ma wyjście 25MHz którym można taktować inny kontroler.
    Układ posiada też interfejsy UART, JTAG, SPI:
    Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki
    Pamięć Flash to 25L1605AM2C, 16, czyli 16Mb (nie: MB, radzę nie mylić bajtów z bitami). Posiada ona interfejs szeregowy SPI.
    Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki
    Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki
    Wspomniane wcześniej transformatory sygnałowe separujące. Charakterystyczne dla zastosowań Ethernet, choć czasem zintegrowane są ze złączem (tzw. "magjack"):
    Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki
    Są tylko trzy, ale dwa są podwójne.
    Pojedynczy HST-1025DR:
    Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki
    Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki
    Turn ratio (czyli stosunek liczby zwojów) jest 1:1, ten transformatorek tylko przenosi sygnał. Zapewnia separację galwaniczną. W tabeli jest nawet parametr Isolation Voltage.
    Schemat wewnętrzny:
    Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki
    Podwójny to HST-2027DR. Jego schemat:
    Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki
    Warto jeszcze prosto zobrazować sobie jak wyglądają ogólnie wszystkie połączenia od PHY (czy tam zintegrowanego kontrolera Ethernet) aż po złącze RJ45. Dla przykładu zrzut ekranu z noty legendarnego ENC28J60:
    Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki
    Dużo elementów służy redukcji zakłóceń EMI. Ten kondensator ze schematu powyżej jest też u nas w routerze (oznaczenie 102M 2KV, 102 oznacza 1nF):
    Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki
    Zostaje EM638165TS-6G EtronTech.
    Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki
    Jest to kość pamięci DRAM. Zorganizowana jest w 4 bloki po 1M 16-bitowych słów (w sumie 64Mb). Oferuja bardzo szybki czas dostępu, 4.5ns przy zegarze 200MHz.
    Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki
    Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki
    Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki

    Port UART z płyty głównej routera
    Na płycie głównej tego routera jest jeszcze jedno miejsce godne uwagi. Jest nim wyprowadzenie pinów GND, 3.3V (poznać je można mierząc napięcie multimetrem lub sprawdzając testem połączenia do nóżek kondensatora), TX i RX. Czyli złącze UART:
    Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki
    Te złącze może nas uratować jeśli sobie coś popsujemy w trakcie aktualizacji/zmiany firmware routera. Ale temat OpenWRT to rzeka i być może zajmę się nim osobno. Te złącze wymaga do użycia tylko przejściówki UART-USB działającej na 3.3V (podłączamy GND, RX do TX i TX do RX), po stronie komputera Realterm i już można coś odebrać. TX nie musimy odróżniać od RX na płytce, jak źle podłączymy to nie odbierzemy nic ale możemy zamienić sygnały miejscami i próbować do skutku.


    Wnętrze transformatora sygnałowego Ethernet
    Skoro już spisujemy ten router na straty, to można spróbować zajrzeć do środka elementu HST-2027DR.
    Niestety jest on wewnątrz zalany tworzywem, ale i tak widać małe rdzenie toroidalne które zazwyczaj tu są stosowane:
    Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki
    Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki
    Dla uzupełnienia dam tu zdjęcie zupełnie innego transformatora separacyjnego (właściwie to gniazda magjack) gdzie lepiej widać rdzenie:
    Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki
    Widać że te uzwojenia nawijane są tak, że żyły są zwijane razem ze sobą a potem dopiero nawijane na rdzeń (tzw. uzwojenie bifilarne).

    Przykład wykorzystania części z uszkodzonego routera - przetwornica step down
    Chyba najprostszym i zarazem najbardziej atrakcyjnym dla początkującego sposobem wykorzystania starego, uszkodzonego routera z elektrośmieci jest wyciągnięcie z niego przetwornicy step down.
    Przetwornicę step down już omawiałem, na wejściu przyjmuje 9V a na wyjściu daje 3.3V.
    W przypadku tego routera przetwornica działa też z napięciem 5V, więc zyskujemy konwerter 5V->3.3V a to już jest coś. Wiele układów pracuje na 3.3V a dzięki temu możemy je zasilić z portu USB.
    Przetwornicę po prostu wycinam z PCB, najpierw oczyszczam okolice z elementów:
    Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki
    Potem wycinam (wymaga to znajomości połączeń i działania układu, tak by uszkodzić czegoś nam potrzebnego):
    Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki
    Po wycięciu należy usunąć wszystkie zwarcia, oszlifować brzegi laminatu, sprawdzić multimetrem na teście ciągłości.
    Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki
    Przetwornicę testuję na zasilaczu laboratoryjnym (on ma ograniczenia prądu, w razie jakby było zwarcie...). Działa nawet na 4.7V:
    Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki
    Oczywiście też pod obciążeniem (używam sztucznego obciążenia LD25):
    Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki

    Co jeszcze można wykorzystać ze środka?
    Oczywiście pomijając drobnice (pojedyncze elementy, w tym pamięć 25L1605AM2C) to można by by się bawić i wykorzystać jednocześnie blok zasilania oraz osprzęt transformatora separacyjnego Ethernet i gniazdo RJ45 do przykładowo uruchomienia mojego ulubionego PIC18F67J60. PIC18F67J60 to mikrokontroler 8-bitowy który ma wbudowany moduł Ethernet (MAC i PHY), więc zasadniczo do niego podłączamy zasilanie 3.3V, rezonator 25MHz, złącze Ethernet z transformatorem separacyjnym i komunikacja sieciowa działa. Oczywiście jest tu jeszcze kwestia kosztu tego PICa, ale jak ktoś jest studentem i zagada do prowadzącego to może go dostać...
    Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki

    Podsumowanie
    Wnętrza routerów są ciekawsze niż się na początku wydaje. A tutaj nawet nie zacząłem jeszcze tematu komunikacji z routerem poprzez port szeregowy UART na płycie głównej i zmiany jego firmware (OpenWRT?) dla niektórych modeli.
    Pozytywnym zaskoczeniem tu było m. in. to że ten router jest odporny na odwrotne podłączenie zasilania (czasem się może trafić niestandardowy jack...).
    Być może wkrótce uda mi się pokazać wnętrze innego routera (starszego bądź nowszego), można też będzie wtedy zrobić ich porównanie.
    PS: Jako uzupełnienie tematu załączam dokumentację części ze środka i polecam się z nią zapoznać (niektóre z tych not katalogowych są bogatsze niż myślałem).

    Cool! Ranking DIY
    About Author
    p.kaczmarek2
    Level 25  
    Offline 
  • Telkom Telmor
  • #2
    BOOM i ZONK
    Level 21  
    SOT89 BA = BCX54 NPN 45V/1A BCE
  • Telkom Telmor
  • #3
    p.kaczmarek2
    Level 25  
    @boomizonk , dziękuję, każde merytoryczne uzupełnienie mile widziane a też nie da się zawsze w krótkim czasie wszystkiego znaleźć.

    Załączam notę (dla ewentualnych czytelników i poszukujących w przyszłości).

    I tu zapowiedź kolejnego tematu którego do "Wnętrz urządzeń" wkrótce dodam:
    Spoiler:
    Wnętrze routera WiFi TP-Link TL-WR340G, analiza płytki