物美價廉的保全攝影機藏了什麼秘密?

作者 : Brian Dipert,EDN專欄作者

我很少發現一款產品品質又好價格又低,當然偶爾也有例外。例如,Blink保全攝影機就是這樣的產品,我在評測完成後就買下它,然後安裝並使用至今。Wyze攝影機最近引起了我的注意,同樣也是因為品質好、價格低…現在就來拆解看看它到底有什麼秘密…

老讀者們都知道,這些年來我評測了不少消費性保全攝影機,這些攝影機不是價格便宜,就是品質好。

我很少發現一款產品品質又好價格又低,當然偶爾也有例外。例如,Blink保全攝影機就是這樣的產品,我在評測完成後就買下它,然後安裝並使用至今。Wyze攝影機最近引起了我的注意,同樣也是因為品質好、價格低。

根據Wyze官網的描述,Wyze Cam v2與v1相比有如下特性:

  • 運動標記技術:檢測由Wyze Cam v2擷取的視訊的運動並突顯出來;
  • 更好的影像品質:Wyze Cam v2採用了功能強大的新型CMOS感測器,白天和夜晚的影像都更加清晰;
  • Wyze Cam v2包含一個K類音訊功率放大器,還有一個可顯著降低TDD干擾和EMI的新型音訊晶片,可提供更好的聲音品質;
  • Wyze Cam v2採用磨砂表面處理(matte finish)設計而不是Wyze Cam v1的光亮設計,減少了反射。

廠商建議的這款攝影機零售價僅為19.99美元,它甚至不必像Blink Sync Module那樣,需要一個單獨的「集線器(hub)」才能接入網際網路。

我之所以想拆解這款攝影機,最主要的原因就是要弄清楚製造商是如何以如此低的價格實現(看起來)如此高的性能?如果透過零售管道銷售,那麼價格就會高一些,因為零售商也要賺取一定的利潤;如果利用Wyze網站直接銷售,價格就會低一些,但是Wyze也需要盈利。Wyze攝影機不可避免會採用國外的硬體(Reddit Thread上有網友認為Wyze Cam v2是貼牌的小米小方1080P),而且在一定程度上要利用國外的服務,以降低成本,這可能是以犧牲安全性為代價,但Wyze似乎正在為確保安全性而努力。

拆解之前還要說點題外話。在Covid-19疫情中,供不應求的不只是衛生紙(和其他紙製品)、洗手液(及其包含的蘆薈和擦手酒精)、縫紉機和理髮器,每個人都在開線上會議,但是買到的USB攝影機(以及耳機、環形燈和綠幕(Green Screen) 等)不是品質低劣,就是價格離譜,不然則是兩者兼有。

多虧Wyze對韌體進行了巧妙的修改,才使網路會議攝影機多了一種選擇。在恢復「正常」韌體映射之前,Cam v2或Cam Pan不能用作保全攝影機,但可以透過USB連接到電腦。Wyze不推薦使用整合的麥克風和揚聲器(但可以利用電腦內建的音訊資源),其視角也稱不上最佳(再次強調,它是設計用來作保全攝影機的,不是網路攝影機),總之它能正常工作已經不錯了。而且我前面說過它的解析度是1,080P,很容易買到,且僅售19.99美元。

好了,言歸正傳,現在開始拆解!

圖1為我們的「受害者」Wyze Cam v2,旁邊是直徑為0.75英吋(19.1mm)的1美分硬幣。Wyze Cam v2的尺寸為:

  • 高度:2.20英吋(56mm)
  • 寬度:1.97英吋(50mm)
  • 深度:1.97英吋(50mm)
  • 重量:3.53oz(100g)

圖1 Wyze Cam v2與直徑為19.1mm的1美分硬幣的大小比較。

請注意,其背面有LED「孔」、揚聲器輸出孔、微型USB輸入口(供電)和全尺寸USB輸入口(用於多個攝影機以菊輪鏈方式連接在一起,並將攝影機連接到該公司的接觸和運動感測器,還有其他可選功能),如圖2所示。

圖2 Wyze Cam v2背面有LED「孔」、揚聲器輸出孔、micro-USB輸入(供電)和全尺寸USB輸入口。

為Wyze Cam v2裝上底座,攝影機在底座上可以靈活轉動,如圖3所示。

圖3 Wyze Cam v2攝影機在底座上可以靈活轉動。

圖4完全展示Wyze Cam v2攝影機的底部(底座沒有擋住)。

圖4 完全展示Wyze Cam v2攝影機的底部。

是時候深入其中了。首先把「腳」拆下來(圖5)。

圖5 將Wyze Cam v2攝影機的底座拆下來。

我前面提到過金屬壁掛板,它之所以有用,是因為與之匹配的「腳」具有(相當強的)磁性。

圖6 金屬壁掛板是利用底座的磁性來工作。

拆下底座後,攝影機的底部便清晰可見。注意左上方的micro SD卡插槽(用於本機存放區所拍的視訊片段,以及韌體的更新),以及右上方的重定開關,如圖7所示。

圖7 拆下底座後,攝影機的底部便清晰可見。

說得夠多了,繼續拆解。圖8是打開底板後看到的攝影機內部情景。

圖8 打開底面板看到攝影機內部。

現在來拆後面板。雙線電纜元件通常表示單通道音訊連接,再說一次,你已經知道攝影機背部有一個揚聲器。

圖9 雙線電纜元件通常表示單通道音訊連接。

揚聲器在那裡(圖10)!

圖10 Wyze Cam v2攝影機中的揚聲器。

再回來看攝影機的內部。圖11是拆除外殼底部面板和背面板後,攝影機的內部結構視圖(注意重定開關和堆疊起來的3塊PCB板,稍後將詳細解讀)。

圖11 拆除外殼底面板和背面板後,攝影機的內部結構視圖。

你可能還注意到攝影機的一側有一塊黑色黏條,這是Wi-Fi天線,圖12是其特寫圖。

圖12 Wi-Fi天線特寫圖。

接下來將這個3層PCB「三明治」分開,從上面的PCB開始(準確地說,是背對攝影機拍攝方向的那塊PCB)。它透過頂部(背部)的一個連接器及帶狀電纜與PCB#2(中間的PCB)相連,透過底部的一個連接器及帶狀電纜與PCB#3(最靠近攝影機正面的PCB)相連。

圖13 3塊PCB透過連接器和帶狀電纜互連。

拆下帶狀電纜,PCB板馬上就分開了(圖14)。

圖14 拆下帶狀電纜,PCB板馬上就分開了。

圖15是拆下來的頂部(背部)PCB。

圖15 拆下來的頂部PCB。

最頂端是micro-USB電源輸入口,其左側是電源和狀態LED,旁邊是雙端子揚聲器連接器。micro-USB連接器的正下方是一個全尺寸USB接口,再往下就是攝影機的大腦,Ingenic Semiconductor的T20 SoC。它的下面是一個Eon Silicon Solution的128Mb序列介面非揮發性記憶體(可能是快閃記憶體而不是ROM)。左上區域是基於Realtek 8189FTV的Wi-Fi模組(請注意其左上方的天線連接器),右側是用來連接PCB#2的帶狀纜線連接器。

底面看起來有些乏味,主要有一個用於連接PCB#3的帶狀纜線連接器(圖16)。

圖16 底面主要有一個用來連接PCB#3的帶狀纜線連接器。

要瞭解PCB#2和PCB#3之間是如何配合的,最好還是將PCB#2從PCB#3上拆下來(圖17)。

圖17 將PCB#2從PCB#3上拆下來。

圖18顯示,PCB#3及配套的安裝支架也被拆下來了,現在只剩空空的外殼。

圖18 拆下PCB#3及配套的安裝支架,剩下空空的外殼。

PCB#2包含鏡頭元件和影像感測器,另外一個令人驚訝的元件很快就會露出來(請注意鏡頭的外殼上有一滴膠。我猜測組裝人員在裝配線上會對每個鏡頭的對焦和變焦進行微調,然後用黏膠將其「固定」),如圖19所示。

圖19 PCB#2包含鏡頭元件和影像感測器。

PCB#3(很快你就會看到它的真面目)上包含我們未提及的一切元件,例如實現「夜視」的紅外線LED、micro SD連接器,以及重定開關、麥克風等(圖20)。

圖20 PCB#3上包含紅外線LED、 micro SD連接器、重定開關和麥克風。

圖21顯示的是PCB#2上鏡頭的正面,這是從PCB#3中間的孔看過去的視圖,拆除了安裝PCB的外殼。

圖21 PCB#2上鏡頭的正面視圖。

再來看PCB#2,它的背面沒什麼特別值得一提的(圖22)。

圖22 PCB#2的背面沒什麼特別值得一提的。

PCB#2的正面則要有趣得多,不過我們首先必須轉開三顆螺絲釘並拆下鏡頭,才能知道為什麼說它有趣(圖23)。

圖23 從PCB#2上拆下鏡頭。

我們已經知道PCB#2和PCB#3之間的帶狀電纜。但是,眼尖的讀者可能注意到連接它們的還有一條雙線電纜(紅色和黑色),如圖24所示。是不是很好奇這條線是做什麼的?馬上就為讀者解開疑惑!

圖24 除了帶狀電纜,連接PCB#2和PCB#3的還有一條雙線電纜。

幾乎可以肯定,看到的是一個可移動紅外線濾光片,它與微型馬達配合使用。濾光片白天位於鏡頭和影像感測器之間,阻止紅外線透過,天黑下來就會移開,使攝影機可以在「夜景」模式下工作。圖25就是剛才提到的影像感測器。

圖25 攝影機中的影像感測器。

最後看一下PCB#3,背面還是沒什麼好說的(圖26)。

圖26 PCB#3的背面很空。

但是把它翻過來,就會看到所有剩下的零件:鏡頭周圍的紅外線LED(鏡頭會穿過LED所環繞的孔)、micro SD槽、硬體重置開關、MEMS麥克風,以及驅動紅外線濾光片馬達的電路(圖27)。

圖27 PCB#3的正面包含攝影機的剩餘零件。

最後必須要提一下,我十分好奇Wyze這款攝影機為什麼售價這麼低,才19.99美元,還能賺錢!Wyze至今仍然好好的,證明這個價格對他們肯定不是問題。攝影機內部的很多晶片都來自中國,這對於降低BOM成本應該有幫助。

如果說Wyze是採用經典的「剃刀和刀片」商業模式,以虧本出售攝影機來吸引使用者訂閱營利的雲端資料服務,我還能理解為什麼訂價這麼低,但在Wyze的產品頁面卻赫然寫著:「Wyze Cam在檢測到運動或聲音時會自動錄製12秒視訊。視訊經過端到端加密安全上傳到AWS雲端,14天內可以讀取—無需訂閱或月租。」

另外,前面也提到,Wyze Cam攝影機還有一個功能選項是「無限制」的本機存放區。讀者朋友們,如果對本次拆解有任何見解,歡迎評論!

(參考原文:Teardown: High-quality and inexpensive security camera,by Brian Dipert)

本文同步刊登於EDN Taiwan 2020年9月號雜誌

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