EFM32窃电技术：通过音频口获取电源

"本文档介绍了HiJack音频口取电的原理，主要针对EMF32系列微控制器，探讨如何利用移动设备（如iPhone）的音频接口进行能量收集，实现微小电流的供电。" 在移动设备如iPhone上，音频口不仅用于输出音频到耳机，还接收来自麦克风的输入。3.5mm的耳机插孔有四个连接部分：(1)左声道（耳机尖端）、(2)右声道（第一环）、(3)公共/地线（第二环）和(4)麦克风（插孔底部）。左声道和右声道与公共地线之间的阻抗分别为33Ω，而麦克风与公共地线之间的阻抗大约为640Ω。 HiJack音频口取电的原理是利用音频信号中的能量。在这种方法中，音频信号被用作能源，尤其是麦克风通道。当音频信号通过耳机插孔时，它会在麦克风线路中产生微小的电压。这个电压可以被捕获并经过滤波、整流等处理，以提取出可用的直流电能。 1. **音频信号作为能源**：音频信号在左右声道中传输，其中一个声道（如右声道）被用来发送一个22KHz的调制波形，这可以作为控制命令或数据传输。而另一个声道（如左声道）则用于发送音频数据从iPhone到微控制器。 2. **能量收集**：在麦克风通道中，音频信号产生的电压通过一个滤波器来去除高频成分，只保留低频直流分量。然后，这个信号经过整流器，将交流信号转换为脉动直流。为了防止电池反向充电，通常会使用一个阻塞二极管来确保电流只能单向流动。 3. **电源管理**：整流后的信号经过滤波，进一步平滑电压，以提供一个稳定的电源给微控制器。由于音频信号的幅度较小，因此这种方法适用于那些功耗极低的微控制器，例如EFM32系列，这些微控制器被誉为世界上最节能的微控制器和无线电。 4. **应用限制**：虽然音频口取电技术可以实现微小功率的供电，但其提供的能量有限，可能不足以驱动所有类型的设备。因此，这种技术主要用于低功耗应用，例如无线传感器节点或其他需要长时间运行且对电源要求不高的设备。 HiJack音频口取电是一种创新的能源收集技术，尤其适用于资源受限的IoT设备和环境监测系统，这些设备需要在无外部电源的情况下持续工作。通过巧妙地利用现有接口，它可以为微型电子设备提供一种自维持的供电方式。然而，设计和实现这样的系统需要深入理解音频信号处理、电源管理和微控制器的工作原理。