牙刷里为什么有芯片？拆开就懂了
本文是视频《牙刷里为什么有芯片？拆开就懂了》（作者：YouTube创作者）的精读笔记，配套原视频观看效果更佳。
一颗刷头上的棕色小点，让博主把电动牙刷连上了电脑：他用 ESP32S3 开发板加 NFC 读卡器，把飞利浦 Sonicare 刷头里的数据全部读了出来，再用四组对照实验证实“刷牙按压力度会被乘系数计入用量”，最后借助开源社区的破解成果改写刷头寿命，甚至把它变成了电脑的唯一解锁钥匙。这条 13 分钟的视频既有“日用品里藏着传感器”的科普，也现场示范了一套普通人能照搬的验证方法，值得看完。
图：开场画面——连着电脑的电动牙刷
全景：一条主线看懂
全片是一条完整的探究链：发现刷头里藏着一枚 NFC 芯片 → 自搭读卡装置读出数据 → 新旧刷头对照摸清数据结构 → 四组实验验证“压力乘数” → 借助两位研究者的开源成果实现写入 → 给旧刷头找到“电脑解锁钥匙”的二次生命，最后拆解收尾。前半段回答“芯片里存了什么”，后半段回答“我们能拿它做什么”。
图：从发现芯片到拆解验证的完整探究路线
一、一颗棕色小点，牵出一套读卡装置
一切的起点是一次偶然观察：博主研究飞利浦刷头时发现一个棕色小点，查证后确认是微芯片，由此发问——牙刷上要芯片干什么？毕竟“过去的牙刷只是插毛刷的塑料棍”，如今却复杂到要连电脑。
为了弄清芯片里存了什么，他搭了一套装置：电脑经 USB 连接 ESP32S3 开发板，开发板再通过 I2C 总线连接 PN532 NFC 读卡器；读卡器边缘那圈白色圆环就是天线，工作在 NFC 标准的 13.56 MHz 频率上，各类卡片和小标签都能读。他还写了个极简应用，界面只有连接、读取标签、清除数据三个按钮，数据链路是“读卡器解码 → I2C → ESP32 → USB → 电脑”。
NFC 的原理值得一记：芯片不需要电池，读卡器产生的磁场为靠近的芯片无线供电，芯片再靠轻微改变磁场把信息传回。首次演示里，空白标签一放上读卡器，ESP32 绿灯亮起、读取成功——那张附带的空白卡几乎为空，只有少量十六进制数据。真正的高潮是把刷头竖直举到读卡器上方：读取成功，返回了一大包存储信息。
“这些信息全存在我牙刷头上，你敢信吗？” ——博主第一次读出刷头数据时的感叹
图：ESP32S3、PN532 读卡器与牙刷组成的实验装置
本节要点：刷头里的棕色小点是一枚无源 NFC 芯片，靠读卡器磁场供电通信；“电脑—USB—ESP32S3—I2C—PN532”这套小装置就能把它读透——空白卡几乎为空，刷头却读出一大包数据。
二、刷头里到底存了什么：新旧对照摸清“数据账本”
博主没有停在“读出很多数据”的兴奋里，而是用了系统化对比：准备两个刷头——用了很久的旧刷头和从未用过的新刷头，并在应用里新增“decode data（解码数据）”标签页来解码。
新刷头的结果非常干净：运行时长为 0，芯片里存着刷头寿命、实际使用时长、强度档位（高/低）和刷头型号，并确认这是 Sonicare 白色款（博主选它只是因为比亚马逊便宜）。更意外的是，芯片里还有厂商代码、每颗刷头的唯一 ID，甚至预置了一个网页链接——博主直呼“居然还有网址链接，太夸张了”。旧刷头则是一本“用出来的账”：蓝色磨损指示条已基本褪没，读数显示寿命已用掉约 84%，累计使用 5 小时 01 分——刷头寿命上限是 6 小时，博主平时一直开高档，消耗自然更快。除档位外，旧刷头其余数据与新刷头结构一致，这为后续实验提供了干净的对照组。
| 数据项 | 全新刷头 | 长期使用的旧刷头 |
|---|---|---|
| 累计运行时长 | 0 | 5 小时 01 分 08 秒（约寿命的 83.65%~84%） |
| 寿命上限 | 6 小时 | 仅剩约 16% |
| 磨损指示蓝条 | 完好 | 基本褪没 |
| 上次使用档位 | 无 | 高档 |
| 其他芯片内容 | 寿命、时长、档位、型号、厂商代码、唯一 ID、网页链接 | 除模式外与新刷头基本一致 |
图：解码页面上新旧刷头的数据对比
本节要点：芯片是一本“使用账本”，寿命上限 6 小时、累计时长、档位、型号、厂商代码、唯一 ID 乃至网页链接全都在册；旧刷头 84% 的寿命已用掉，褪色的蓝条与芯片读数互相印证。
三、四组对照实验：抓到“压力乘数”
飞利浦官方宣称刷头能监测压力数据，博主的原话是“飞利浦说它能监测压力数据，我不太确定真假，测一下”。实验设计很克制：旧刷头装回手柄，每次固定 2 分钟，只改变“有无按压”与“档位”，观察读数怎么变。
第 1 次高档空刷（不碰牙）：读数从 5:01:08 精确走到 5:03:08——实转 2 分钟就只记 2 分钟。第 2 次按两下开关键切到低档再空刷 2 分钟：依然精确加 2 分钟，芯片还单独记下“上次使用：低档”。此时基线为 5:05:08。第 3、4 次换成真实刷牙，各刷 2 分钟：读数明显上涨、超过 2 分钟，芯片显示“回到了高档”。原因很直观——博主刷得很用力，压力警报一直在响；而且按太重时震动手感会变化，这本身就是压力传感器存在的证据。
| 轮次 | 方式 | 实际运行 | 芯片记录 | 关键发现 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 高档空刷 | 2 分钟 | 精确 +2 分钟（5:01:08→5:03:08） | 无按压，计时如实 |
| 2 | 低档空刷（按两下开关切换） | 2 分钟 | 精确 +2 分钟，记录“上次使用：低档” | 档位被单独记录 |
| 3 | 真实刷牙·高档 | 2 分钟 | 明显超过 2 分钟 | 压力警报持续响 |
| 4 | 真实刷牙·高档 | 2 分钟 | 明显超过 2 分钟 | 用量被压力放大 |
四组数据放在一起，结论水到渠成：牙刷按“按压力度 × 系数”来累计用量，压力越大，账走得越快。
“看来牙刷会按压力乘个系数，真有意思。” ——博主对比完四次实验读数、确认用量被放大后得出的核心结论
图：四次读数连成的“压力乘数”证据链
图：空刷与真实刷牙后的读数记录画面
本节要点：对照实验证实了厂商宣传——无压力空刷计时如实，真实刷牙被放大记账；“用量 = 时间 × 压力系数”，这正是“智能提醒换刷头”的底层机制。
四、从读到写：站在开源破解者的肩膀上
读明白了，博主立刻追问下一步：能不能往刷头里写数据？软件界面下方出现了“密码”字样——写入受保护，手头这款 NFC 读写器无法轻易实现。但他没有硬啃协议，而是直接用前人成果：研究者 Marcus Berth 完成了刷头数据的解码与全部信息导出（dump），还识别出刷头的多种模式；另一位研究者 Cyril Kunzey 做了逆向工程；两人把成果汇总成一个 GitHub 仓库，可用于向这类刷头写入数据。
博主直接调用该工具，载入上次读取的刷头数据、进入编程模式，当着镜头把剩余量重置为 50%——界面里紫色代表写入，写完再读一次验证，随后清一次旧数据做二次确认：记录的运行时间为 10,800 秒（原始单位是秒），约合 3 小时，正好是 6 小时寿命的一半，写入确凿生效。
“虽然这么做没啥意义，牙刷也不会变年轻，但至少证明能写入。” ——博主成功把刷头剩余寿命重置到 50% 后的评价
图：软件界面中以紫色高亮的写入过程
本节要点：写入受密码保护，个人装置搞不定，但开源社区早已把协议逆向清楚；重置寿命本身没有实用价值，真正的意义是证明这颗芯片“可读、也可写”。
五、意外的第二生命：旧牙刷成了电脑唯一钥匙
实验做完，博主回到一个朴素动机：不想制造太多塑料垃圾，想给这支“难用”的牙刷找点二次用途。结果是个意外彩蛋——这支 NFC 牙刷可以直接解锁电脑，刷头芯片充当了解锁凭证。他随即做了对照实验：换一支新刷头去解锁，失败、毫无反应——说明解锁绑定的是特定刷头的芯片身份，而不是“任意刷头”。
“只有这支难用的旧牙刷能解锁电脑，特别酷。” ——博主用新刷头对照解锁失败、确认绑定关系后
图：旧刷头贴近电脑完成解锁的演示画面
本节要点：电脑认的是芯片身份而非刷头本身，新刷头一律无效——旧牙刷由此从“该扔的耗材”升级为“唯一的钥匙”，也顺带回应了博主减少塑料垃圾的初衷。
六、拆开看个究竟：金属环、天线环与那枚小芯片
最后是拆解环节。金属环最先被轻松无损取出，天线部件也随之拿出：一圈 NFC 天线环绕着整个刷头内部，中间嵌着一枚微芯片；博主决定不再进一步拆解芯片。关键的一步验证是——取出来的“天线 + 芯片”组合仍然能解锁电脑，说明芯片完好可用，用他的话说“它还能解锁电脑，可不能弄丢了”。
回应观众提问“两支牙刷是否都需要微芯片”：不需要——芯片身份可以绑定、复用，但博主认为这是一项很酷的技术。他对这套设计也颇为认可：同时记录使用时长与刷牙压力，据此判断刷头何时用完、及时提醒更换。视频结尾他抛出开放问题：你能想出旧刷头的其他有趣再利用点子吗？
图：从刷头中完整取出的 NFC 天线环与微芯片
本节要点：刷头内部就是“天线环 + 微芯片”，可无损取出且功能不受影响；芯片身份可复用意味着“钥匙属性”能迁移；“时长 + 压力”的双重记账是博主认可的好设计，再利用的想象则留给了观众。
总结要点
- 飞利浦 Sonicare 刷头里藏着一枚无源 NFC 芯片（13.56 MHz），靠读卡器磁场供电通信，里面记录着寿命上限（6 小时）、累计时长、档位、型号、厂商代码、唯一 ID 甚至一个网页链接。
- 四组对照实验证实：无压力空刷计时如实（2 分钟只记 2 分钟），真实刷牙则被放大记账——用量 = 时间 × 压力系数，这就是“智能提醒换刷头”的底层机制。
- 写入受密码保护，但 Marcus Berth 与 Cyril Kunzey 的开源成果让改写成为可能：重置到 50% 后读数为 10,800 秒（约 3 小时），分毫不差。
- 刷头芯片可绑定用作电脑解锁钥匙且新刷头无效；拆解证明“天线环 + 芯片”可无损取出、功能完好——旧刷头从耗材变成了唯一凭证。
迁移与启发
- 职场排查问题，学“基线 + 单变量”实验法：遇到报表异常、流程变慢这类说不清的问题，先固定其他条件、记下基线数字，再只改一个变量看变化。像“5:01:08 → 5:03:08”这样精确的增量记录，比任何主观描述都有说服力，汇报时最能服人。
- 买东西时看清“耗材定价权”：厂家在芯片里写死 6 小时寿命并自动记账，本质是厂商定义了“你什么时候该换新”。下单带“智能提醒 / 寿命提示”的产品前多想一层——提示逻辑谁说了算？能用肉眼和手感验证的（比如磨损蓝条），就不必为“智能提醒”支付溢价。
- 先搜开源社区，再决定扔与留：碰到“这设备能不能改、能不能连”的问题，先去 GitHub 找现成方案，别急着造轮子或直接放弃——封闭协议一旦被破解公开，普通人照着仓库就能复现全流程；同理，家里被判定“没用”的旧物件，换个绑定场景（旧刷头 → 电脑钥匙）可能就是独一无二的那把钥匙，先做对照测试，再决定扔不扔。
一句话升华
世界从不缺少藏起来的数据，缺的是把牙刷连上电脑的好奇心。