先進的Echo Look攝影機為何慘遭市場淘汰?

作者 : Brian Dipert,EDN專欄作者

由於亞馬遜的「Echo」產品系列不斷壯大,如果你不熟悉「Look」這個特殊的產品也情有可原,因為你可能不是其目標使用者。Echo Look於2017年中推出,定價為199.99美元。從推出的第一天起,Echo Look所涉及的隱私問題就引起了人們關注…

今年5月底,亞馬遜(Amazon)宣佈將於7月下旬終止Echo Look攝影機伺服器端的所有功能。大約1個月後,亞馬遜又宣佈要停掉Dash Wand,看來這是要淘汰表現不佳卻又依賴雲端的產品。

回到主題。由於亞馬遜的「Echo」產品系列不斷壯大,如果你不熟悉「Look」這個特殊的產品也情有可原,因為你可能不是其目標使用者。在亞馬遜的Echo Look翻新產品頁面有其功能描述:

  • 聲控攝影機可拍攝全身照和6秒鐘視訊;
  • 利用Style Check功能可以比較服裝,指出哪一套看起來更好,並解釋為什麼;
  • 為衣服推薦搭配飾物;
  • 根據天氣、場合、季節等自動整理衣櫃;
  • 從各個角度審視你的著裝,選出你最喜歡的,並分享給朋友。

Echo Look於2017年中推出,定價為199.99美元。從推出的第一天起,Echo Look所涉及的隱私問題就引起了人們關注,因為照片和視訊會在使用者的臥室裡拍攝,而亞馬遜並沒有提前告知用戶,他們將用這些照片和視訊做什麼(第一手照片和視訊將由誰來分析,以及怎樣分析)。

Echo Look可能是亞馬遜瞭解其用戶及品味的一種手段,借此推薦更多的服裝和其他物品給用戶(然而據我所知,亞馬遜從未承認這一點)。所以,就像我拆解過的遊戲機等產品所採用的「刮鬍刀+刀片(razor-and-blades)」商業模式,我認為亞馬遜在銷售每個Echo Look時幾乎沒有賺錢,而是透過後續銷售「Look」推薦的產品來獲取高額利潤。

當然,我不是Echo Look的目標使用者,所以對它的興趣只是純技術方面。值得一提的是,Echo Look在技術上融合了英特爾(Intel)的Atom CPU和RealSense深度攝影機。我在2019年3月買的翻新Echo Look價格僅24.99美元。

圖1是Echo Look的概覽圖,列出了其主要功能。

圖1 Echo Look概覽圖。

圖2是Echo Look實物,與尺寸為直徑0.75英吋(19.1毫米)的1美分硬幣進行比較。

圖2 Echo Look實物圖。

請注意,前面板底部可見光攝影機的周圍有四個突出的白色LED。

如圖3所示,「攝影機/麥克風靜音」按鈕(長按該按鈕也可以進行重新設定)在Echo Look的左側。

圖3 Echo Look左側的攝影機/麥克風靜音按鈕。

背面的底部有一個壁掛安裝孔,其上是揚聲器,中間是DC電源輸入連接器(圖4)。

圖4 Echo Look的背面。

頂部可以看到麥克風陣列孔的四個孔(此張圖片中只顯示了兩個,另外兩個稍後再說),如圖5所示。

圖5 Echo Look頂部麥克風陣列的兩個孔。

底部還有一個安裝連接點(圖6)。

圖6 Echo Look底部的另一個安裝連接點。

注意FCC認證碼是「2AHXE-5310」,這個認證碼很重要,文後將做出解釋。

取下安裝支架後,Echo Look尺寸是42mm × 37mm × 132mm。令人吃驚的是(至少一開始很吃驚),它的重量只有154克。

現在準備打開外殼。用一個薄平頭螺絲起子很容易把前面板卸下來,但是弄破了一點(如果我知道前面板是多層「三明治」,是可以避免弄破的)。

特別需要注意的是底面各個部分周圍的墊片材料,我推測這是用來防止Echo Look內部子系統之間發生嚴重漏光。

圖7 底面各個部分四周的墊片材料用來防止發生嚴重漏光。

繼續拆解之前,我必須指出另一個奇特之處。看到中間那塊電路了嗎?由於設備內沒有電源為它供電,所以我猜它是RFID標籤,但不知道它是做什麼用的,或許亞馬遜用它來唯一標識生產線上的設備,也或者設計者最初的構想是將其作為使用者配置選項,但從未真正投入使用。

圖8是卸下前面板後的Echo Look。

圖8 卸下前面板後的Echo Look。

我肯定不是一個好的懸疑作家,因為我很快就要解除懸念並切入正題(還要用很多細節來支持)。那是Intel RealSense SR300深度模組(至少是深度感測元件),如圖9所示。

圖9 Intel RealSense SR300深度模組。

位於頂部的是矩形紅外線(IR)雷射投影系統(SR300使用「編碼光(coded light)」技術辨識深度,它是由第一代Microsoft Kinect中採用的「結構光(structured light)」演變而來),其下方是圓形的IR感測器。

再往下是系統的5MP RGB感測器,周圍環繞著6個多色狀態LED(下面還有一個),更外面的是雙白光LED組。兩個IC是National Semiconductor(現為TI)的LP55231 9通道LED驅動器(這在意料之中)。

細心的讀者可能會問:「SR300的RGB感測器不是在IR投影系統和感測器之間嗎?」是的,沒錯,但那個RGB感測器的解析度是1,080p,即2MP。別急,稍後會解釋。圖10所示為Echo Look拆除了前面板,狀態LED指示燈在工作中。

圖10 Echo Look的狀態LED指示燈在工作中。

Echo Look的設計帶來了便利,至少讓拆解更容易,因為它完全是用標準的T3梅花頭螺絲釘固定的(除了一些明顯的例外)。轉下其中8顆螺絲釘,將軟性PCB電纜的一端斷開,「三明治」的第一層馬上就取下來了,如圖11所示。

圖11 取下「三明治」PCB的第一層。

再次提醒,注意底面幾個地方的防漏光墊片材料。整個零件很明顯是由結實而笨重的鋁製成(跟FR4玻璃纖維材料相比它是很重的),如圖12所示。

圖12 整個零件是由結實而笨重的鋁製成。

現在來拆第二層(圖13)。

圖13 「三明治」PCB的第二層。

這裡可以看到本應安裝SR300的RGB感測器和鏡頭零件的位置(實際上沒裝),其下方的離散式可見光攝影機明顯可見。Echo Look的開發人員為什麼要採用這種設計?我想到了幾種可能,先來看看採用SR300的Creative Labs品牌網路攝影機。

圖14 採用SR300的Creative Labs品牌網路攝影機。

你首先可能會注意到SR300深度模組(以及其中的RGB感測器)是水平放置。反觀Echo Look,卻將模組設計為垂直放置(若使用RGB感測器,也要改變放置方向)。其次,Creative Labs完全依賴環境照明,其可見光攝影機的周圍沒有任何佔用PCB面積且可能干擾IR接收器的LED。最後,正如前面提到的,SR300的RGB感測器解析度為1,920×1,080畫素(~2MP),而Echo Look的為5MP,這些可能都是將可見光感測器改變方向放置到Echo Look底部的決定因素。

拆下可見光攝影機,可以清楚地看到SR300產品標籤(圖15)。

圖15 拆下可見光攝影機,可以清楚地看到SR300產品標籤。

我不打算拆解深度模組了(一個原因是,即使該模組中沒有RGB感測器,我仍然希望在以後的電腦視覺專案中使用它),但是如果你好奇的話,我猜想影像處理ASIC和配對的韌體IC在標籤下方。

SR300是2016年初推出,深度模組現在仍然可從Intel買到(至少批量購買是可以的)。它的系統介面是USB 3.0,但不是通用的連接器配置。

拆下「三明治」PCB的第二層(但仍然連著電纜),就看到了第三層(圖16)。

圖16 「三明治」PCB的第三層。

拆下「三明治」PCB的第一層和第二層之後,可以更好地看到設備的週邊,例如,有大量的銅帶從底部向右側延伸。

為什麼要這樣設計?回想一下15V/1.4A(即21W)電源。我們已經知道,Echo Look的系統設計中包含:

  • 一個大功率IR深度投影系統和感測器;
  • 一個Atom處理器(還未拆解到);
  • 多個LED。

所有這些,用一個字概括,就是「熱」。外殼上的孔都是為揚聲器設計,勢必不提供任何通風功能。還有,到處都沒找到風扇,這意味著必須使熱源產生的熱分散開,否則就要盡可能多地採用被動散熱。這也說明了電路板的各層為什麼採用鋁板設計,鋁板不僅使設備更牢固,還是很好的散熱器,且設備兩側的銅帶也是用來進一步散熱。

看看第三層PCB的頂部。還記得前面提到的四麥克風陣列吧,在之前的頂部視圖中只能見到兩個孔,現在4個孔都能看到了。

在PCB的底部,除了安裝連接點兩側有兩條神秘的軟性電纜外,還看不到多少元件。攝影機我們暫且不提。

繼續拆卸第三層PCB。轉下更多的梅花頭T3螺絲釘,以及為四麥克風陣列供電的軟性電纜,還有左側的兩個連接器(其功能很快就可以知道)。

我費了好大的力氣將第三層零件取出來。由於外殼開口的寬度比元件的寬度窄,因此需要用點小技巧,將零件從左到右、從上到下傾斜,才能取出來。在這個過程中,第二層PCB完全脫離了。

必須提一下,每當看到紅黑線對,我就會想到揚聲器連接,並且位置不會有錯(圖17)。我一邊扭轉、敲擊、咒駡,一邊繼續拆解第三層PCB。

圖17 黑紅線對會讓人想到揚聲器連接。

第三層PCB終於出來了!其俯視圖如圖18所示。

圖18 第三層PCB俯視圖。

雖然我「可以」拆下法拉第籠看下面的東西,但因為有FCC,我就不用費事這樣做了。零件拆卸過程是繁瑣、冗長而令人沮喪的,坦白講這讓我加快了拆解速度,如果使用鋒利的工具,我可能會損壞PCB表面,也可能讓自己受傷。

總而言之,請使用Grantee碼「2AHXE」和產品編號「-5310」(請注意,破折號很重要)搜索認證報告資料庫,從FCC自己的拆解中還能找到很多照片。在最下方、最大的那個法拉第籠的下面是兩個非揮發性記憶體IC,分別是三星KLM8G1GETF-B041 eMMC快閃記憶體(可能用於大型存放區)和Winbond 25Q16FW1Q 16Mbit串列快閃記憶體(可能用於引導韌體儲存)。

往上較小的那個法拉第籠只包含一個值得注意的IC:TI的TPS54227同步降壓轉換器。那最上面的那個法拉第籠呢?最後我不得不自己打開它:下面有兩個TI TLV320ADC3101 ADC,分別用於兩個麥克風對(它們與麥克風陣列軟性PCB纜線連接器距離相近,因此這個判斷是有道理的)。

圖19顯示了為RealSense SR300深度模組供電的USB 3.0電纜的另一端。

圖19 RealSenseSR300深度模組供電的USB3電纜的另一端。

把PCB翻過來(圖20)。

圖20 第三層PCB的背面。

還是從下往上看,如果你懷疑最大的法拉第籠上的散熱膠帶遮住了某個「熱源」,那你猜對了。散熱膠帶下面是Intel Atom x5-Z8350處理器和Elpida F8164A3MA-GD-F 8GB LPDDR3 SDRAM,中間的法拉第籠下面是為Atom SoC量身定制的TI SND9039電源管理IC,位於頂部的是該設計的無線連接「大腦」:Broadcom BCM4357無線LAN/藍牙組合控制器。

我還發現了另一件有趣的事,即傳統連接器和壓接觸點的混合使用(圖21)。可以看到三對壓接觸點:頂部有兩對(用於2.4GHz天線),底部有一對(還記得兼作重新設定開關的麥克風/攝影機控制按鈕嗎?)。

圖21 傳統連接器和壓接觸點混合使用。

在這張俯視圖中可以看到與前面提到的壓接觸點相配的襯墊。再看一看它的頂部,跟之前一樣,會看到四個麥克風。FCC文件還提到,頂部這一側有一個2.4GHz Wi-Fi天線,頂部另一側的Wi-Fi天線則兼具藍牙天線的功能。

再看底部。一側(還記得第三對襯墊嗎?)是麥克風/攝影機/重新設定開關,旁邊是一根5GHz天線,另一根5G天線在另一側。

接下來沿背部往上看一看大法拉第籠/散熱器。散熱膠帶與之相連,兩條軟性PCB電纜(一條為第四層組件供電,另一條為第三層供電)從中穿出,還有它靠近背面的DC電源輸入連接器,這一切都讓我想到下面是電源電路的剩下部分(前面已看到CPU專用降壓轉換器)。

圖22 黑紅線對連接到揚聲器。

拆下另一個法拉第籠/散熱器。下方是揚聲器,看到黑紅線對(更不用說後面的孔了)就可以猜想得到。

先回去拆下電源模組,這次連法拉第籠也一起拆下來了(圖23)。

圖23 電源模組。

圖24顯示了拆下的揚聲器。

圖24 揚聲器。

到這裡我本來可以停下來了,但是拆掉內部元件後留下的Echo Look外框卻困擾著我(圖25)。

圖25 拆掉內部元件後的Echo Look外框。

首先,露出來的揚聲器孔只是一個半橢圓形,那剩下的區域裡還有什麼?其次,左側還有一條神秘的軟性PCB電纜,伸進相同的區域。我用力向前推,卻絲毫不能撼動頑固的鋁框架。

我發現鋁框架實際上由兩部分組成(我猜是由於外殼開口較小,鋁框架只有分成兩部分才能放入其中)。

在放棄之前,我決定最後一次試試用螺絲起子作為槓桿將剩餘的框架取出。

仔細看這個神秘的區域(圖26)。嘿,是測試點(至少我確信這是測試點,我懷疑它可能還用於在組裝線上對設備韌體進行程式設計)!

圖26 鋁框架上的神秘區域。

進入拆解的尾聲了。最後一眼一覽無遺,頂部是麥克風陣列和2.4GHz天線,底部是5GHz天線和多功能開關(圖27)。

圖27 拆下鋁架後的Echo Look外框。

眼尖的讀者會發現取出鋁架如此困難的另一個原因。有一顆螺絲釘我忘記轉下來了,鋁架折斷了一點點,與螺絲釘還連在一起,因而跟整個外殼也固定在一起(圖27頂部)。

壁掛式連接元件則比想像中複雜一些(圖27底部)。

最後還有一個未解之謎。如果該產品被冠以「亞馬遜」品牌,為什麼是由Mobekta LLC在2017年4月26日提交給FCC?

親愛的讀者,你知道「Mobekta LLC」是什麼嗎?

(參考原文:Teardown: Amazon’s Echo Look is packed with tech,by Brian Dipert)

本文同步刊登於EDN Taiwan 2020年10月號雜誌

 

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