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拆解:Google Home Hub智能扬声器和显示屏

2020-12-21 Brian Dipert 阅读:
虽然我家是以AmazonEcho为中心的,但Google的智能扬声器和显示屏生态系统也有很多拥趸。在去年夏天的一个促销活动中,我购买了一个优惠三件套组合,之前已拆解了其中的GoogleHome Mini和GE C-Life智能灯泡,本文拆解的是其中的第三位成员——Google Home Hub。

我记得曾经说过,我的家是以Amazon Echo为中心的,但Google的智能扬声器和显示屏生态系统也有很多拥趸。所以,每次看到我还没拆解过的Google产品在大力促销,尤其是碰到我以前写过的产品时,都会产生强烈的冲动,想买下来满足你我的好奇心。fL8ednc

去年夏天就出现了这种情况,当时沃尔玛有一个促销活动,将免费的Smart Light Starter Kit智能灯泡入门套件(包括一个Google Home Mini和一个GE C-Life智能灯泡)与一个优惠30美元的Google Home(现在的Google Nest)Hub打包销售,一共只要79美元。之前我已经拆解了智能灯泡和Home Mini(现在的Nest Mini),而Home Mini我准备当礼物送人了。本文要拆解的是其中的第三位成员——Google Home Hub。fL8ednc

尽管折扣很大,还附带赠品,但这个产品仍是新的。在我买它的时候,沃尔玛在网站上称其为“Google Nest Hub”,但我注意到实际包装上标的是“Google Home Hub”。我猜测这就是促销的原因:Google正对其“Nest”系列产品(及Home Mini等其他产品)进行品牌重塑,所以暂时降低价格以清理库存,而不是将零售商手中的现有设备贴上新标签。fL8ednc

Google Home Hub的尺寸和重量分别为:fL8ednc

  • 深度:67.3mm
  • 宽度:178.5mm
  • 高度:118mm
  • 重量:480g

和往常一样,我用一个直径19.1mm的1美分硬币来进行尺寸比较。设备顶部有两个麦克风孔(产生“波束形成”背景噪声抑制阵列),分别位于环境光传感器的两侧(图1)。环境光传感器可以自动调节1024×600(169.5ppi)的7”LCD的背光强度(正如我在之前的文章中所指出的,与一些竞争产品相比,这款图像传感器并不能捕获静止图像和视频以进行远距离社交通信。)fL8ednc

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图1:Google Home Hub正面图。fL8ednc

Google Home Hub背面也比较简洁(图2)。fL8ednc

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图2:Google Home Hub背面图。fL8ednc

在Google Home Hub的背面,顶部是麦克风阵列的手动静音开关,左边缘是音量调节按钮,右下方是电源输入孔。fL8ednc

这看起来有点单调,但设备左右两侧的设计更加朴素(图3)。fL8ednc

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图3:Google Home Hub的侧面设计简洁。fL8ednc

最后,我们看一眼底部的橡胶“脚”(图4),可以看到FCC ID:AR4F1A。fL8ednc

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图4:Google Home Hub底部的橡胶“脚”。fL8ednc

现在该深入内部了。我试图用一字螺丝刀将粘合在一起的显示屏组件与设备的其余部分分离。看看发生了什么(图5)!这就是为什么我从来不自己更换智能手机屏幕(或者在拆解过程中把显示器拆下来)的原因。fL8ednc

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图5:拆解中弄碎了显示屏。fL8ednc

成功了!但是旁边弄破了,还有玻璃碎片粘连在上面(图6)。fL8ednc

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图6:显示屏拆下来了。fL8ednc

下一步是断开将设备两半连接在一起的柔性PCB电缆(图7)。fL8ednc

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图7:拆下将设备两半连接在一起的柔性PCB电缆。fL8ednc

戴上厚厚的手套,清除残留的玻璃碎片,我注意到露出的另一个螺丝头。用我的常备iFixit 64合1螺丝刀套装,我拧下了用来固定各个组件的几十颗螺钉。绝大多数螺钉都是T4或T8梅花头,只有一个例外(具体是哪一个,我们后面再说)。继续!fL8ednc

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图8:右边的组件包含主PCB和辅PCB,左边的组件包含扬声器和电源输入口。fL8ednc

如图8所示,右边的组件包含带散热装置的主PCB,以及包含环境光传感器和两个MEMS麦克风的辅PCB。左边的组件包括扬声器和电源输入口。位于底部的柔性PCB电缆将主PCB连接到扬声器和电源输入口(还有其他组件,马上会讲到)。上面的柔性PCB电缆将主PCB连接到辅PCB,后面的双线电缆则将主PCB连接到扬声器。再继续。fL8ednc

往里看,底部是锥形扬声器。有趣的是,其输出指向设备内部,而不是直接指向外部。这样的设计既可以通过顶部的通风孔重定向声音,也可以将设备机箱用作共振外壳。fL8ednc

接下来,拆下白色塑料外壳及白色底座,剩下一个大塑料块。注意,扬声器还在里面。fL8ednc

然后拆下橡胶脚(图9)。fL8ednc

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图9:拆下橡胶脚。fL8ednc

这步操作相当容易,因为橡胶脚只是粘在那里。如图10所示,拆下橡胶脚后,里面是一个隐蔽的micro-USB连接器,旁边是电源输入口,黑客社区中有说这其实是一个服务端口(我猜它也可能在组装线上用于初始固件编程)。fL8ednc

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图10:拆下橡胶脚后,里面是一个隐蔽的micro-USB连接器,旁边是电源输入口。fL8ednc

图11是多连接器组件。fL8ednc

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图11:micro-USB连接器。fL8ednc

我所看到的是,它不包含有源电路,仅包含信号路由走线(当然还有连接器本身)。其下面的白色塑料块除了增强机械强度,没有其他特殊用途。fL8ednc

现在,我们来探究那一大块黑色塑料的内部。相信我,扬声器上的那块磁铁够强(图12)。fL8ednc

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图12:Google Home Hub内的扬声器。fL8ednc

最后,我们来看前面提过的包含两块PCB和散热器的组件,如图13所示。顺便说一句,你见过哪个设备里有如此多的二维码贴纸吗?fL8ednc

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图13:包含两块PCB和散热器的组件。fL8ednc

散热器上方是两个MEMS麦克风,以及环境光传感器/麦克风静音开关。散热器左侧是多天线组件(图14)。fL8ednc

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图14:橙色部分为带状天线组件。fL8ednc

Home Hub支持蓝牙5.0,以及2.4GHz和5GHz Wi-Fi频段。其FCC认证文档中仅标明橙色带状组件是一个天线,但按它的设计应该至少有两个天线,一个用于2.4 GHz,另一个用于5GHz(有时为了节省空间和成本,用单个天线同时支持蓝牙和2.4GHz Wi-Fi,但双天线仍是最佳方法)。fL8ednc

我最初认为橙色带状天线右侧的蓝色组件可能是另一个MEMS麦克风阵列,但文档中根本没有提及,而且也找不到从这个组件到外部的直接通路,因此我猜测它一定是天线,这种情况我之前从没遇到过。你们怎么看呢?我之所以相信这些都是天线,还有一个原因就是它们都邻近无线控制器IC(我们很快会见到它的真容)。另外,如果看一下两个天线之间,你会发现该设计中唯一的一个十字头螺丝,我在前面提过。fL8ednc

好了,现在拆下散热器(图15)。fL8ednc

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图15:拆下散热器。fL8ednc

散热器下面是两个法拉第笼,其中一个上面贴有一块双面导热胶带(图16)。我敢肯定它的下面是系统处理器,有没有人愿意和我打赌,看看我说的是否正确?fL8ednc

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图16:散热器下面是两个法拉第笼,其中一个上面贴有一块双面导热胶带。fL8ednc

不出所料,其中一个法拉第笼内是Broadcom BCM4345蓝牙+双频Wi-Fi控制器IC(注意它与上述的蓝色天线组件相邻)。另一个法拉第笼内有两个Nanya NT5CC256M16EP-EK 4Gb ×16 DDR3 SDRAM,以及一个Kioxia(我以前从未听说过这个公司)TC58NVG2S0HBAI6 4Gb SLC NAND闪存(顺便说一句,虽然Google参考设计是基于Android Things操作系统的,但实际上Home Hub采用的是Google Cast操作系统)。最后需要提的是还有一块导热胶带(图17)。fL8ednc

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图17:法拉第笼内还有一块导热胶带。fL8ednc

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图18:另一块散热胶带下面是Amlogic的S905D2G。fL8ednc

瞧,跟想的一样,胶带下面是系统SoC,Amlogic的S905D2G,它包含四个Arm Cortex-A53处理器内核和Mali-450图形处理器内核(图18)。fL8ednc

现在将PCB翻过来,看看另一面有些什么(图19)。fL8ednc

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图19:PCB的另一面。fL8ednc

这一面的IC只有另外两个Nanya DRAM(NT5CC128M16JR-EK),每个DRAM容量为2Gb ×16。我下意识的反应是,这两个DRAM用于完成图形帧缓冲功能,之前的两个则用于一般的系统数据和代码执行功能,但也有可能这些DRAM组合在一起形成一个非典型1.5GB内存阵列。这一面PCB还有一个有趣的设计是和显示屏背面匹配的一组导电垫片,在之前的图片中应该可以看到它们。我猜这些垫片用于提供公共的“接地面”。fL8ednc

读者朋友,你们对Google Home Hub的设计有何见解?fL8ednc

(本文授权编译自EDN英文网站,原文参考链接:Teardown: Google Home Hub smart speaker and display,由Jenny Liao编译)fL8ednc

本文为《电子技术设计》2021年1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fL8ednc

本文为EDN电子技术设计 原创文章,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。
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