大约2003年的时候，我在一家做IC卡收费系统的公司担任开发部经理。当时非接触式IC卡应用还不普遍，记得当时只有少数公交车上装了一卡通，地铁也好像还是用磁条卡。我当时所在公司是最早将非接触式IC卡用于公共澡堂计费管理的公司之一。当时主流的技术方案就是飞利浦和爱特梅尔的方案。
有一天上午10点来钟的样子，我们工程安装部的经理小陈过来找我，说有个单子，上海大学松江新校区准备用我们的系统，但是他们原先有电磁阀，这个电磁阀成本蛮高，大约7，80元一个，所以希望能继续使用，如果我们能够做到这点，这个单子就让我们做。可是他们的电磁阀是脉冲式的，而我们的读卡器控制的模式是电平式，二者并不兼容。脉冲式电磁阀的工作原理是来一个正向电流脉冲，电磁阀打开；再来一个反向电流脉冲，电磁阀关闭；当电磁阀处于打开状态时，再来一个正向脉冲不会有任何影响，同样当电磁阀处于关闭时，再来一个反向脉冲也不会有任何影响。电平式电磁阀的原理则是靠电流维持阀门的打开状态，一旦电流停止，阀门立即关闭，和电磁铁的原理是一样的。
听了他的要求，我感觉这个很简单么，板子改改好了。你的电磁阀需要什么样的驱动方式，我给你什么驱动方式好了，大不了再做一个转接板不就好了么？可是接下来他的话让我感觉有点难度，现在是10点钟，下午客户下班之前搞定，成本增加不能超过2块钱，最好在1元钱之内解决；要么能做，要么不能做。能做就拿出具体方案和样品，明天到客户处演示，签合同。不能做就不能做，看着到手的订单让别人做，或者客户的电磁阀全部作废（如果我们不能做的话，估计多半要作废的，因为当时其他公司基本上都是电平式电磁阀的方案），损失也不小的，总共将近400个电磁阀，每个80元，32000元成本，难怪客户要提出这个要求了。
这么一讲，这倒是有点难办了，从技术上来说，其实也是蛮简单的，无非把板子割一割线，插入些电路元件，然后修改单片机程序，不就好了么。脉冲和电平互换，搞一些74系列IC、最多用些PLD芯片，实在不是什么高深的东西了。
且慢，预算只有2块钱呢。如果使用IC、或者PLD，能做到么？够呛，哦，等等，不是够呛，而是肯定要超，另外加上修改板子的人工、重新做板的费用、调试等等，来得及么？呵呵，不行，此路不通。
这时，我让做硬件工程师把电路图拿给我看，突然，一个想法跳入脑海，搞什么数字电路？用得着什么PLD么？一个简单的微分电路就可搞定。
首先，我们看看电平式驱动的电路，如图1所示：
原理如下：电磁阀通过限流电阻R1和继电器的动触点相连，单片机的P1.5口作为驱动信号；当该口为高电平时，三极管Q1导通，继电器K1线圈通电，继电器吸合，12V电源给电磁阀加电，电磁阀打开。当该口为低电平时，三极管Q1截止，继电器线圈没有电流，于是继电器的动触点和常闭触点相连，电磁阀没有电流通过，处于关闭状态。
现在，假如我们把J1的1脚和R1之间的连接断开，插入一个大电解电容，形成一个微分电路会怎样？修改后的电路如图2所示。
假设在某一瞬间，P1.5变成高电平，这时继电 器线圈得电导通，继电器的动触点和常开触点相连，12V电源通过R1、电磁阀内阻对C1充电，经过大约R1*C1的时间（忽略电磁阀内阻），充电电流迅速下降，最终流过电磁阀的电流为0，而C1的两端充满了12V的电荷。在对电容充电的过程中，同时也满足了电磁阀的打开条件，于是电磁阀处于打开状态。当单片机P1.5口输出为低电平的时候，三极管Q1截止，继电器线圈没有电流，于是继电器的动触点和常闭触点相连，也就是电容C1、电阻R1、电磁阀形成了一个回路，在这个回路中，由于C1已经充电到12V了，于是形成了一个放电回路，放电的方向和充电的方向刚好相反，于是电磁阀得到一个反向的电流脉冲，处于关闭状态。
好了，原理上没问题了，做过实验验证一下吧。说干就干，我和硬件工程师小索拿了一套读卡器、电磁阀、IC卡若干，来到浴室，接上水管、电磁阀，检查、通电，IC卡放上去测试，好了继电器卡塔一声通电了，电磁阀开始放水了，不错，真的不错。好了，现在试试关闭，把卡拿掉，ok，继电器卡塔一声，放开了，咦！怎么回事？那个水管还在放水呀？哦，看来电容小了，好的，我加大就是了，咦？怎么还是不行，再加大，嗯好点了。还有没有再大一点的？“哦，经理，没有了，我们仓库最大容量的电容就这么大了”，呵呵，再瞧瞧？大家看看那个图2，那个电阻R1好像是个限流电阻吧，是不是可以改小一点呢？当然可以，马上改小试试，哎，效果不错，再小一点，好像效果更好了，要不把它拿掉吧，也可以吧，12V电源本身有内阻、电容也有内阻、电磁阀也有内阻，没必要再加限流电阻了吧？嗯，有点道理，将R1取消，短路，再试，这些继电器吸合放开、电磁阀打开关闭，非常干脆利索了。既然如此，电容能不能再减小一点呢？好像可以，那就再减小，减小。哈哈，不能再减了吧，还是取个中间值好了，留30-50%的余量吧。
最终的结果是：1、R1取消，短路。2、C1取值大约1000-4700uF，具体值记不起了，大概2毛钱的样子吧。3、单片机软件完全不用修改。
后来小索又做了几百次测试，全部通过。
第二天工程部经理带上样品到客户处去演示，完全成功，客户马上签约了。最终这个单子成交了385套读卡设备，每套480元，共计184800元，加上软件系统、几千张IC，合计将近30万。按照这个方法生产的设备，在我离开这家公司的时候，运行2年时间，十分稳定可靠。
所以呢，做产品，有时还是简单点好。
订阅到
鲜果
抓虾
谷歌
