广告

拆解:由语音激活、支持Wi-Fi连接的调光开关

2020-05-22 15:15:22 Brian Dipert 阅读:
想在家中实现“智能”照明吗?将Amazon Echo或Google/NestHome智能设备与Belkin WeMo开关结合起来,就可以实现这个目标,但这种方法需要两个不同的设备,而且语音不能超出麦克风的监听距离。“智能”灯泡也是一种选择,可是却没有语音控制功能,只能通过移动应用程序来操作。还有另一种方法,就是使用DWVAA-1BW Decora智能语音调光器—我们准备拆解的产品。

想在家中实现“智能”照明吗?可以通过语音激活的Amazon Echo或Google/Nest Home智能设备与Belkin WeMo或类似的开关结合起来,就可以实现这个目标。可是,如果采用这样的方法,首先需要购买两个不同的设备,而且在语音超出设备麦克风的监听距离时,就无法在本地进行调光控制了,而只能简单粗暴地开/关设备。如果你一定要用调光功能,“智能”灯泡可能也是一种选择,不过它没有语音控制功能,调光功能也只能通过专门的移动应用程序来操作,对用户而言这并不是最好的方法。YxYednc

当然,你也可以使用Leviton公司的DWVAA-1BW Decora智能语音调光器——这就是我们准备拆解的产品。YxYednc

DWVAA-1BW可用于功率高达300W的调光CFL、白炽灯或LED照明负载(需要中线),它包含一个多麦克风阵列和一个扬声器,支持亚马逊的Alexa协议(注:不需要单独的Echo设备)。该设备具有蓝牙和Wi-Fi功能,可与亚马逊服务器进行通信以实现语音输入解码及响应。另外,它支持前面提到的Leviton移动应用程序和Google助理,并通过IFTTT(If This Then That)支持其他协议。YxYednc

图1显示了DWVAA-1BW Decora智能语音调光器的外观,以及与以1美分硬币(直径0.75in或19.05mm)相比的尺寸。YxYednc

YxYednc

图1:与1美分硬币相比,DWVAA-1BW Decora智能语音调光器的尺寸。YxYednc

先说一下我对这个产品的总体印象。“调亮”与“调暗”两个按钮最大,“增加”按钮上有明显的划痕,Leviton的不良质检让人惊讶。这两个大按钮上方居中的位置是一个发光的“操作”按钮,它有几个作用,例如在一开始的时候激活Alexa,以后就不需要用手来操作了,也可以通过该按钮将麦克风静音或取消静音。YxYednc

说到麦克风,请注意面板上有四个小孔,每个角各一个,我们稍后会讲到。扬声器的位置很容易判断,就在底部的“格栅”之下。扬声器的下面还有另一个不太容易发现的照明源,当室内的灯关闭时它会点亮,这样就可以在黑暗中找到调光器,它同时还反映连接状态和其他设备的状态。YxYednc

设备两侧相对比较平淡,但是注意,两侧都有多个通风槽,如图2所示。YxYednc

YxYednc

图2:调光器两侧有多个通风槽。YxYednc

图3显示了设备的背面,将三根电线移开后会发现一些有趣的东西。YxYednc

YxYednc

YxYednc

图3:调光器背面。YxYednc

最后是调光器的顶部和底部,如图4所示。YxYednc

YxYednc

图4:调光器的顶部和底部。YxYednc

现在来拆开调光器。首先,卸下在背部视图中见到的四个螺钉,你会发现这些螺钉出乎意料地长(至少我是这样认为的),如图5所示。YxYednc

YxYednc

图5:卸下调光器背面的四个螺钉。YxYednc

撬开前面的两个侧视图中所见到的卡扣,将两个部分分开,如图6所示。YxYednc

YxYednc

图6:撬开调光器侧面的卡扣,将两个部分分开。YxYednc

注意左边PCB部分从扬声器下方伸出的透明塑料导光管。你可能会猜测它对应右侧PCB“三明治”上的一个LED,你对了(晚点再说它)。还要注意两侧PCB之间的两条连接线:左侧板底部的扬声器,通过红色线(正)和黑色线(负,即“地”)以及多触点公/母连接器对(右侧PCB上标有J1),由右侧板上的电路驱动。顺便提一下,右侧PCB左上方的白色塑料管没什么用,它肯定是用来支撑两个PCB的,使整个组件装配更牢固。YxYednc

图7显示了图6中调光器左半部分的放大图,看起来没什么亮点。YxYednc

YxYednc

图7:图6中调光器左半部分的放大图。YxYednc

图8显示的调光器右侧组件更有意思一些(至少对我而言)。YxYednc

YxYednc

图8:图6中调光器右半部分的放大图。YxYednc

还记得前面提到的导光管吗?右侧“三明治”最下层PCB的底部有两个LED,分别标记为LD1和LD2。图9显示了这个透明的塑料导光管(放在我那个用了30多年还没坏的HP-15C科学计算器的破皮套上)。YxYednc

YxYednc

图9:透明塑料导光管。YxYednc

再回到左侧PCB。将扬声器和PCB取出来,如图10所示。YxYednc

YxYednc

图10:将扬声器和PCB取出之后的左侧外壳。YxYednc

要特别注意顶部通向外部的两个“孔”周围的橡胶垫(这个也稍后再说)。YxYednc

图11显示出拆下来的扬声器背面,清楚地显示出导光管通过的凹口。YxYednc

YxYednc

图11:拆下来的扬声器背面清楚地显示出导光管通过的凹口。YxYednc

图12是扬声器的正面,这部分比较有趣。YxYednc

YxYednc

图12:扬声器正面。YxYednc

为什么说它有趣呢?我承认从图片上来看并不明显,所以需要解释一下。扬声器的周围主要是硬塑料,但是图片最左边的部分却是橡胶材料。实际上,有两片这种材料,中间有一个缺口,在装上PCB时要与之相配。它起着垫片的作用(稍后再说它),同时也请注意最下面那一片上面的孔。YxYednc

现在我们来看看与那块垫片相配的PCB,如图13所示。YxYednc

YxYednc

图13:与橡胶垫片相配的PCB。YxYednc

安装扬声器的那部分PCB之前被挡住了,现在才可见。我猜测,蓝牙和Wi-Fi天线嵌在这个特定的PCB中,它们通过前面提到的PCB间的连接器与系统其余部分进行通信,位置靠上,这样才能获得最好的发送和接收性能,并尽可能远离嘈杂的AC/DC和开关深处的调光器电路。将PCB板翻过来后更有意思,如图14所示。YxYednc

YxYednc

图14:将PCB板翻过来后更有意思。YxYednc

首先,PCB中央有个长方形的银色IC,标有U2。用Google搜了一下,一无所获。上面的logo让人想到美光科技,但又不完全相同,所以我认为它不是美光的产品(总之,我想不通为什么在这个位置会有一个存储芯片)。相反,四个前面板开关则很明显(顶部的两个对应“操作”按钮,关联的LED位于它们之间,另外两个实现“调亮”和“调暗”的功能)。YxYednc

现在,终于到时候解释之前提到的DWVAA-1BW前面板上的4个孔及垫片了。DWVAA-1BW右上角的位置U7和左下角的位置U8很明显有两个MEMS麦克风(供应商未知)。但是,右下角的孔似乎并没有麦克风输入功能,我猜它充当了扬声器的低音反射端口。左上方的孔又是做什么的呢?其位置对应标有U6的芯片占位,但实际上那里没有芯片。YxYednc

我的推论是:这是一种经典的双麦克风定向阵列配置,其目的是通过算法消除常见的背景噪声,我首次在EDN上谈到这个概念已经是差不多二十年前了(不小心暴露了年龄)。我猜想PCB板上为U8扩展的位置原本根本不存在;最初的设计是,MEMS麦克风在U6和U7位置(记得吗?两个位置都有垫片)。我敢打赌,到设计后期,开发人员发现U6和U7距离不够远,难以实现“波束成形”,于是将U6位置的MEMS麦克风移到了新加的U8位置。YxYednc

现在,我们回头看看图6中右侧的PCB,如图15所示。YxYednc

YxYednc

图15:图6中右侧的PCB放大图。YxYednc

每当我看到芯片上面有贴纸时,就会怀疑它是固件修订标签,其下方则是闪存代码存储芯片。但这次我猜错了:撕掉标签,我发现这是一颗采用96球FBGA封装的Kingston D2516ECMDXGME 4Gb×16 DDR3L 2133 (PC3L 17000) SDRAM(图16)。YxYednc

YxYednc

图16:PCB上有一颗采用96球FBGA封装的Kingston SDRAM。YxYednc

它的上面是一颗大芯片,有很明显的Freescale(现NXP)厂商标记(图17),通过Google搜索我也没弄清这是什么芯片。但是,我偶然发现Kontron模块系统的SoC上也有类似标记,因此我认为这颗芯片应该属于NXP i.MX 8M应用处理器系列,该系列中还有Arm Cortex-A53和Cortex-M4处理器内核。YxYednc

YxYednc

图17:PCB上的一颗大芯片有明显的Freescale厂商标记。YxYednc

在这两颗芯片的旁边,还有一颗芯片也让我一头雾水,其表面发亮,让人在某些光线和角度下都看不清上面的标记(图18)。读者们,你们知道这是什么芯片吗?YxYednc

YxYednc

图18:紧挨着Kingston和Freescale两颗芯片的是一颗身份不明的芯片。YxYednc

继续往上看,这个PCB的左上方有一颗非易失性存储器,与前面提到的Kingston SDRAM差不多,具体说,就是Sandisk SD1NBDG4-8G 8GB iNAND嵌入式MMC闪存驱动器(图19)。YxYednc

YxYednc

图19:Sandisk SD1NBDG4-8G 8GB iNAND嵌入式MMC闪存驱动器。YxYednc

如图20所示,PCB右上角是一颗Rohm BD71847,根据制造商的信息,它是i.MX 8M Mini系列的系统PMIC(编者注:电源管理芯片)。啊哈,我之前猜对了,是系统处理器!YxYednc

YxYednc

图20:i.MX 8M Mini系列的系统电源管理芯片Rohm BD71847。YxYednc

为了进一步探密,我把安装PCB“三明治”(以及其他模拟和电源部件)的金属组件从黑色塑料壳中取出来了,如图21、图22所示。YxYednc

YxYednc

图21:调光器的黑色塑料壳。YxYednc

YxYednc

图22:安装PCB“三明治”的金属组件。YxYednc

很快,我发现PCB“三明治”中有很多用来将两个PCB板层连接在一起的粗弹簧顶针,需要费些力气拆焊或剪断它们,才能完全看到内部(图23)。YxYednc

YxYednc

图23:PCB“三明治”中有很多粗弹簧顶针。YxYednc

顺便看看另一端的大功率晶体管,这时整个金属组件被用作散热器(图24)。YxYednc

YxYednc

图24:PCB“三明治”中的大功率晶体管,这时整个金属组件被用作散热器。YxYednc

我的老读者们都知道,在拆解中我会尽可能保持设备完好无损,以便在完成拆解后能够重新组装并捐赠这些设备。因此,当我发现剩下的大部分组件都与传统的调光开关相似时,我决定顺从自己的心意,去探究那些明显可见的有趣组件(图25)。YxYednc

YxYednc

图25:在拆解中尽量保持设备完好无损,以便能够重新组装并捐赠设备。YxYednc

仔细查看前面见过的最上层PCB的背面,我真的发现了另一个关键的系统器件,如图26所示。YxYednc

YxYednc

图26:在最上层PCB的背面发现了另一个关键的系统器件。YxYednc

DSP Group是一家与我有些渊源的公司。上世纪90年代中期,当时我在Intel的闪存部门工作,与他们合作完成了一个参考设计,那可能是世界上第一台完全非易失性数字录音机的参考设计(举个例子,虽然那时已经有数字答录机,但它们采用电池供电的RAM)。该参考设计包含一个具备介质固有位编程及块擦除特性(更不用说非无限次擦除)的闪存文件系统,它还可以使用低成本的“坏位”和“坏块”闪存器件(Intel在测试中通常会丢弃这些器件)。YxYednc

当然,所有这些在今天都已司空见惯,但我们谈的是四分之一世纪以前完成的开发(再次感叹自己真的老了)!显然,DSP Group保持了自己的专长,专注于各种音频应用(同时也扩展到其他市场),例如本次拆解中看到的DBMD5VT181A4ANI HDClear双核DSP。YxYednc

最后,亲爱的读者,欢迎你发表自己的想法,畅所欲言!YxYednc

原文标题:Teardown: Voice-activated, Wi-Fi-connected dimmer switchYxYednc

(原文刊登于ASPENCORE旗下EDN英文网站,参考链接:Teardown: Voice-activated, Wi-Fi-connected dimmer switch。)YxYednc

本文为《电子技术设计》2020年06月刊杂志文章,版权所有,禁止转载。免费杂志订阅申请点击这里YxYednc

本文为电子技术设计原创文章,未经授权禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
Brian Dipert
EDN资深博客作者。Brian Dipert是前EDN杂志的高级技术编辑。 他是BDTi的高级分析师,嵌入式视觉联盟的主编,以及AnandTech、EDN杂志和《低功耗设计》的特约编辑。 他也是Sierra Media的创始人。
  • 微信扫一扫
    一键转发
  • 最前沿的电子设计资讯
    请关注“电子技术设计微信公众号”
  • 通过GaN电机系统提高机器人的效率和功率密度 机器人应用成功的关键因素之一是确保最佳的电机驱动器设计。
  • 拆解iPhone 14 Pro,高度模块化,相比上一代有上面变化? 14 Pro的内部结构是怎样的,相比上一代又存在着什么样的变化呢?
  • “解剖”Volvo汽车遥控钥匙 “当生活给了你酸溜溜的柠檬时,就把它做成酸甜的柠檬汁吧(随遇而安,苦中作乐)!”我打算通过拆解这个被“肢解”的遥控钥匙碎片并对其进行分析来实现这句格言。在此过程中,我也希望深入了解这些东西如何发挥作用。
  • Bosch Sensortec:通过嵌入式AI和MEMS传感器感知未来 11月10日,由全球电子技术领域知名媒体集团AspenCore主办的国际集成电路展览会暨研讨会(IIC Shenzhen 2022)的全球CEO峰会上,Bosch Sensortec的CEO Stefan Finkbeiner发表了“安全、健康和可持续:通过嵌入式AI和MEMS传感器感知未来”主题演讲。
  • 拆解小米 MIX Fold2:机身轻薄的秘诀除了铰链,还有主板设 小米 MIX Fold2对电池、主板盖、扬声器、USB接口以及铰链都进行了瘦身处理,使得机身更加轻薄,此外,还有一个关键因素,那就是铰链部分,今天就先来看看MIX Fold2的铰链部分是什么样的吧!
  • Bosch Sensortec,智能可穿戴设备如何触碰未来 近些年来,随着元宇宙概念的兴起以及人工智能的发展智能可穿戴设备越来越受到人们的关注,无论是作为元宇宙端口的VR设备,还是日常人们穿戴的智能手表、智能眼镜、TWS耳机等,越来越多的厂商开始关注可穿戴设备的市场。
  • 拆解HDD:探究内部机电奇迹 我发现硬盘驱动器(HDD)的机电奇迹才是更让人惊艳的技术成就;而这也意味着今天的拆解对象就是HGST Ultrastar 7K3000 3TB硬盘…
  • 智能手表如何实现睡眠监测 众所周知,苹果、华为、小米等知名品牌都推出有自己的智能手环/手表等智能穿戴设备,这些智能穿戴设备基本都具有睡眠监测功能,可以协助我们检测睡眠的时长和质量。那他们的睡眠监测功能是怎么实现的呢?其结果是否准确呢?
  • iPhone14新bug!坐过山车会报警,问题出在哪? 近日美国牙医SaraWhite表示,当她在乘坐过山车时,她的iPhone14Pro自动拨打了报警电话,而这种的情况不止一次,其它iPhone14系列用户在做过山车时也出现了类似的情况。还有iPhone14系列的使用者称,当驾车时手机掉落在地上,也出现过触发车祸检测的功能。
  • 拆解:月销过万3元包邮的电池充电器,BOM成本是多少? EDN小编在某宝上买了一款电池充电器——这类产品最低卖到了3元钱,还包邮,并且月销量轻松就能过万。那它里面到底是怎么设计的,让它能够做到这么便宜呢?这样的产品你敢用吗?
  • iPhone 14系列BOM成本曝光,A16成本暴增140% iPhone 14 Pro版本拥有A16芯片,高刷屏幕、4800万主摄等升级。那么这些升级的零部件成本是多少呢?智能手机拆解调查公司Fomalhaut Techno Solutions给出了答案。
  • 拆解AirPods Pro 2,坏了没得修! 苹果发布了新的AirPods Pro 2和iphone14系列和applewatch系列8。最新版本的AirPods Pro具有增强的音频质量并具有MagSafe功能。为了让你看得更清楚,iFixit分享了AirPods Pro 2的新拆卸视频,重点介绍了新款耳机和充电盒的内部构造和可修复性。
广告
热门推荐
广告
广告
EE直播间
在线研讨会
广告
广告
面包芯语
广告
向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了