「我認為我需要一台軟路由來完善家裡的網路環境」
「不,我不需要。上個網而已,沒必要非得買個軟路由」。
曾經有一段時間我瘋狂種草軟路由,上述心裡活動幾乎每天都會在心裡上演一遍。即使如此,對於它的渴望卻並沒有因此熄滅,反而越來越旺。就在我實在忍不住想要剁手的時候,救星出現了——我在油管上看到了一個名為「閑置手機變身軟路由」的視頻,這個視頻介紹了一種將舊手機變為軟路由的方法。看完這個視頻的我在心裡開心地呼喊:太好了,這就是我想要的!於是我不再掙扎,而是按照視頻中的內容,將家裡的一台舊手機做好了相關配置並成功完善了家裡的網路環境。
如今,這台由舊手機變成的「軟路由」已經在家裡穩定運行很久了。考慮到手機電池的壽命問題,在這期間我一直使用 Magisk 的 AccA 模組來控制充電時間,避免長時間充電損壞電池。然而,這台手機的電池壽命在今年也差不多到了極限。雖然還在堅持使用,但看著頻繁觸發充電的它,心裡總是忍不住的想「要不,一勞永逸地將這台手機改成直供電吧?」
將舊手機改成直供電再利用,這個想法其實有許多人都實踐過,在網上搜索一下相關的詞彙就可以找到很多改裝成功的案例。只是我在看了許多網路上的改裝案例后發現,這些網友或多或少都具備一些實操經驗或懂一些電氣知識。這使我意識到,即使這些改裝教程中的操作看起來並不複雜,但對於我這樣什麼都不懂的小白來說,實際動手後一定會出現許多意料之外的問題。為了減少這些問題的出現,在實操之前,我需要盡可能為自己規劃一個完善的改裝方案。
於是在仔細流覽了網上能找到的相關帖子之後,我整理出了以下三種改裝思路:
拆機後移除電池,將電池的保護板取下來。然後將 USB 電源線剪開,找到正負極電源線,直接焊到電池保護板上。
這個方法屬於最簡單暴力的改裝方案了,但是因為這種方案並不是所有手機都能用,且對充電器的適配性要求比較高,除此之外還有著一些其它缺點(詳見原文),因此通篇看下來感覺這種改裝方案並不適合我。
第二種方案是在方案一的基礎上,在電池保護板上額外焊接一個二極體(或降壓板),使 USB 電源提供的電壓更接近真實電池的電壓。
我認為這種改裝方案相當於是第一種方案的進階版,更好地模擬了真實電池。但是因為這個方案需要額外的電子元件,對於我這種小白來說,購買和焊接都是問題——畢竟每多操作一步,出錯的機率就會額外增加一些。所以這個改裝方案只能作為備選,並非最佳選擇。
第三種方案的改裝思路是用超級電容(法拉電容)來替代電池,使用手機原有的 USB 介面供電。文章中介紹的改裝過程是:拆機後移除電池,將電池的保護板取下來。在電池保護板上區分好正負極后,焊接一個 5.5V 10F 規格的超級電容。
超級電容,又叫雙電層電容或法拉電容,是一種屬於電容器類的蓄電設備。與手機採用的鋰離子電池相比,其能量密度較差(根據我後來的實測 5.5V 10F 規格的超級電容滿電時大概可以讓手機待機 10 秒左右),但基本不會因反覆充放電而導致性能劣化,且具有可完全放電、安全性高等優點。
與前兩種方案相比,這個改裝方案就很符合我的需求了。只需要將超級電容焊接到電池保護板上就可以了,用原有的 USB 介面供電也不會挑充電設備,相對而言,安全性也提高了不少。因此,我決定將這種方案做為我的首選改裝方案。
在正式動手之前,首先要做的就是購買相關材料了。在整理了自己的改裝過程後,我在淘寶上購買了以下材料和工具:用來連接電池保護板的電線、絕緣用的膠帶、5.5V 10F 規格的超級電容還有一個家用焊接套餐(內含電烙鐵、焊錫絲、松香等)。
以上材料和工具到手後,我便選了個黃道吉日開始了改裝。因為篇幅有限,練習電烙鐵和拆手機的過程就不細說了。總之,在踩了不少坑。
之後,我成功的將手機的電池卸下來,然後需要小心地將電池接線處的絕緣膠帶撕開,用剪刀將電池的兩極剪斷。注意,在這個過程中一定一定要注意不要讓剪刀同時觸碰到電池的正負兩極,否則會聽見「嘭」的一聲並看到絢爛的火花和一縷青煙(別問我為什麼知道,問就是眼淚)。
將電池的保護板拆下來后,將它放到一塊光滑的木板上(用木板墊著,是因為家裡沒有耐高溫的焊接墊,所以用它代替以免燙壞桌面),用加熱好的電烙鐵加熱保護板上殘留的電極鐵片,將它拆下,露出保護板原有的焊點。
接下來要做的是將電線焊接到電池保護板上。在焊接之前,最好先給銅線上錫。大概的操作方法是:先將電線剝好,露出裡面的銅線。然後將銅線沾好松香,用電烙鐵將焊錫塗到銅線上即可。然後將木板墊好,放上電池保護板,一隻手將上好錫的電線對準焊點,另一隻手用加熱好的電烙鐵將電線按住加熱,焊錫融化后將電烙鐵抬起,就焊接完成了。
至此,改裝前的準備工作已經全部完成。
接下來,需要將超級電容接到焊好的電線上。為了方便測試,我又跑到樓下五金店購買了個接線端子(一種用於連接電線的電氣元件),以免直接焊接后出現問題不好拆卸。
超級電容的正極一般為長腳邊(購買時店家會說明),將超級電容和電線用接線端子連接好,然後將電池保護板的介面扣到手機主機板上。組裝好後的樣子請見下圖:
看起來還挺像模像樣的對吧?只是,當我將組裝好的手機接通電源以後,期待的開機畫面並沒有出現,手機螢幕會先顯示出一個帶充電頭的電池報錯圖示,然後開始卡在 LOGO 介面無限重啟。
當時的我的心情可謂是失落中夾雜著一絲茫然。檢查一遍自己的接線后,正負極沒錯,焊接也沒錯,按理說手機連接電源后就應該自動充電然後開機了,可為什麼還會電池報錯然後無限重啟呢?
上文中說到過,網上發帖並改裝成功的網友或多或少都具備一些實操經驗或懂一些電氣知識。考慮到這點,我認為可能僅僅按照貼子里的內容去「照貓畫虎」是不夠的,因為有可能這些網友所瞭解的一些電氣常識,是我這種毫無經驗小白不知道的,而這些資訊差很有可能就是導致我改裝失敗的原因。因此,秉持著「靠人不如靠自己」的精神,我開始瞭解手機電池的運作原理,試圖從中找到自己失敗的原因。
在我寫的《你的「刻板印象」該翻篇了:家用電池分類及安全使用指南》一文中有提到「鋰離子電池」這一電池類別,而這一電池類別,正被廣泛應用於手機中。我在查閱了一些相關資料后瞭解到,鋰離子電池在放電的過程中電壓並非固定不變,它的電壓會從最高慢慢地降低,直到無法再為用電器提供足夠的電壓和電流。同時因為鋰離子電池具有不能過放(過放會損壞電池壽命)的特點,所以製造商在電池生產過程中,會為電池電壓定義一個正常工作範圍。在手機上,鋰離子電池的工作電壓一般被定義在 3.7V~4.2V 之間,而且為了保證鋰離子電池的正常工作,電池內部還會有一個小的電路板和電池安裝在一起,用來保護電池——它就是我拆下來的那塊電池保護板。
在瞭解了手機電池電壓的工作範圍之後,我推測之前改裝失敗的原因會不會是因為超級電容的電壓沒有在 3.7V~4.2V 之間而無法被手機識別?為了驗證我的推測,我又購買了一台萬用表用來檢測手機通電後超級電容的電壓。
萬用表到貨後,我迫不及待的將手機插上電源,開始測量超級電容的電壓。等到萬用表的數位穩定下來後,我一看,0.42V !果然我推測的原因很可能是正確的,手機很有可能是因為檢測到這顆「電池」的電壓沒有處在正常工作範圍,進而拒絕為電池充電和開機。
「問題找到了!接下來只要能讓超級電容的輸出電壓在 3.7V~4.2V 之間,應該就能正常開機了!」
正當我滿懷信心想著的時候,卻突然意識到,我似乎並不知道怎麼做才能讓這顆超級電容的輸出電壓達到這個標準。解決問題的方法再一次觸及我的知識盲區,令我手足無措起來。
怎麼辦呢?要放棄這個方案嗎?我的改裝進度陷入了停滯。在思考了一段時間后,我決定不再糾結於這顆超級電容,開始思考備用的方案二。
在方案二中,兩位網友分別使用了二極體和降壓板來使輸入電壓符合真實電池的工作電壓。仔細分析下來,似乎使用二極體或降壓板都只是手段不同,目的卻一樣:兩種方法的目的都是使輸入電壓符合真實電池的工作電壓。如此推論下去,我使用其它方式達成這個目的理論上也是可以的。懷揣著這樣的猜測,我不禁想到:如果有一種設備可以靈活調整充電器的輸出電壓就好了。
於是,我嘗試在淘寶上搜索「USB 調壓」的關鍵詞,結果果然給了我驚喜——網上居然有現成的 USB 調壓模組在賣,價格還不貴。於是我果斷下單購買了一個,來驗證我的猜想。
模組到手後,我拆了另一台尾插壞掉的舊手機用來實驗(超級電容的方案我還沒死心,就每沒再動它)。重複拆機 -> 拆電池 ->剪電池保護板 -> 焊接的流程之後,也是成功的將電線的一端焊接到電池保護板上,另一端接到 USB 調壓模組上。
將電池保護板的介面按上手機,把 USB 調壓模組接上電源並將輸出電壓調整到 3.8V ,按下開機鍵。懷著坎坷的心情和漫長的等待之後(心理作用,實際時間沒那麼久),終於如願看到開機動畫並成功開機。
雖然我已經成功實現「舊手機改直供電」的目標,但這段故事並沒有就此結束,我依然對方案三的失敗耿耿於懷。前文中,我已經推測出了「超級電容電壓沒有處在正常工作範圍」這一失敗原因,但當時我並沒有解決這個問題的能力。所以我在閒暇之餘,依然會在網路上搜尋相關問題,希望可以找到適合我的解決方案。直到我在搜索「手機電池故障」這一關鍵詞時發現了一篇名為《鋰電池電壓過低充不了電如何修復》的文章,文章中有一句話證明瞭我的推論——當電池的電壓低於特定的臨界值(例如2.5V),大多數手機將拒絕進行充電,以保護電池元件的完整性。
在看到這句話時,一個念頭在我腦中閃過「既然手機拒絕給超級電容充電,那我將超級電容拆下來,充好電再裝回去是不是就可以了」。想到這,我迫不及待的在腦海中構思好了接下來的操作步驟:先將超級電容拆下來,然後嘗試用 USB 調壓模組給它充電,使它的電壓處於手機電池的正常工作電壓範圍,也就是在 3.7V~4.2V 之間;然後,將充好電的超級電容裝到手機上,此時手機理論上就可以正常識別到「電池」了;最後將充電線插到手機自帶的 USB 插孔,保證足夠的電力供應,應該就可以正常開機使用了。
於是,我按照構思好的步驟將超級電容從手機中拆下(幸虧我之前用了接線端子而不是直接焊死,否則拆卸會很麻煩),嘗試用「USB 調壓模組」為它充電(注意正負極)。在兩者電極接觸到的瞬間,超級電容成功充上了電,電壓從 1.0V 一路上升到 4.1V(我提前設置好的最高輸出電壓)。
將充好電的超級電容裝回手機,再用萬用表測量電壓,發現輸出電壓已經處於手機電池的正常工作範圍。
接著將充電線插到手機 USB 介面上,手機顯示出了充電動畫。
長按開機鍵,終於成功開機。
到此,我的「舊手機改直供電」實操經歷終於講完了。如今回顧起這段經歷,在成功的喜悅之外,最讓我難忘的還有查找問題、解決問題的過程。因為有時候,獨自解決問題的過程就像是一場沒有導航的自駕游,路途中雖然伴隨著坎坷與風險,但當我成功抵達終點的那一刻,往往也會體會到一番令人著迷滋味。
最後,如果你也想嘗試一下同樣的改裝,還請一定要正視改裝過程中的風險,操作也一定要謹慎。即使改裝成功,在之後的使用過程中也要注意潛在的安全風險。在文章的末尾我附上一張全家福供諸位參考,我們下一篇文章再見。