拆解:Google Home Hub智慧揚聲器和顯示器

作者 : Brian Dipert,EDN專欄作者

Walmart有個促銷活動,將免費的Smart Light Starter Kit智慧燈泡入門套件(包括一個Google Home Mini和一個GE C-Life智慧燈泡)與一個優惠價30美元的Google Home (即現在的Google Nest) Hub綁定銷售。之前筆者已經拆解了智慧燈泡和Home Mini (現稱為Nest Mini),HomeMini我已準備當禮物送人,本文要拆解的是其中的第三位成員——Google HomeHub…

筆者曾提到,我的家是以Amazon Echo為中心,但Google的智慧揚聲器和顯示器生態系統也有很多愛好者。所以,每次看到我還沒拆解過的Google產品在大力促銷,尤其是碰到我以前寫過的產品時,都會產生強烈的衝動,想買下來滿足你我的好奇心。

2019年夏天就是這種情況,當時沃爾瑪(Walmart)有一個促銷活動,將免費的Smart Light Starter Kit智慧燈泡入門套件(包括一個Google Home Mini和一個GE C-Life智慧燈泡)與一個優惠價30美元的Google Home (即現在的Google Nest) Hub綁定銷售,一共只要79美元。之前我已經拆解了智慧燈泡和Home Mini (現稱為Nest Mini),HomeMini我已準備當禮物送人了,本文要拆解的是其中的第三位成員——Google HomeHub。

儘管折扣很大,還附加贈品,但這個產品仍是新的。在我買它的時候,Walmart在網站上稱其為「Google Nest Hub」,但我注意到實際產品包裝上標的是「GoogleHome Hub」。我猜測這就是促銷的原因:Google正對其「Nest」系列產品(及HomeMini等其他產品)進行品牌重塑,所以暫時降低價格以清理庫存,而不是將零售商手中的現有裝置重新貼上新標籤。

Google Home Hub的尺寸和重量分別為:

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

和往常一樣,我用一個直徑19.1mm的1美分硬幣來進行尺寸比較。裝置頂部有兩個麥克風孔(產生「波束成形」背景雜訊抑制陣列),分別位於環境光感測器的兩側(圖1)。環境光感測器可以自動調節1,024×600(169.5ppi)的7吋LCD的背光強度(正如我在之前的文章中所指出的,與一些競爭產品相比,這款影像感測器並不能擷取靜止影像和視訊以進行遠距離社交通訊。)

圖1 Google Home Hub正面。

Google Home Hub背面也比較簡潔(圖2)。

圖2 Google Home Hub背面。

在Google Home Hub的背面,頂部是麥克風陣列的手動靜音開關,左側邊緣是音量調節按鈕,右下方是電源輸入孔。

這看起來有點單調,但裝置左右兩側的設計更加樸素(圖3)。

圖3 Google Home Hub的側面設計簡潔。

最後,我們看一眼底部的橡膠「腳」(圖4),可以看到FCC ID:AR4F1A。

圖4 Google Home Hub底部的橡膠「腳」。

現在該深入內部了。我試圖用一字螺絲起子將黏合在一起的顯示器與裝置的其餘部分分離。看看發生了什麼事(圖5)!這就是為什麼我從來不自己更換智慧型手機螢幕(或者在拆解過程中把顯示器拆下來)的原因。

圖5 拆解中弄碎了顯示器。

雖成功拆下顯示器,但是旁邊弄破了,還有玻璃碎片黏連在上面(圖6)。

圖6 顯示器拆下來了。

下一步是斷開將裝置兩半連接在一起的軟性PCB電纜(圖7)。

圖7 拆下將裝置兩半連接在一起的軟性PCB電纜。

戴上厚厚的手套,清除殘留的玻璃碎片,我注意到露出的另一個螺絲頭。用我的常備iFixit 64合1螺絲起子套裝,我轉下用來固定各個元件的幾十顆螺絲。絕大多數螺絲都是T4或T8梅花頭,只有一個例外(是哪一個例外,先賣個關子),繼續!

圖8 右邊的元件包含主PCB和輔PCB,左邊的元件包含揚聲器和電源輸入口。

很明顯,右邊的元件包含帶散熱裝置的主PCB,以及包含環境光感測器和兩個MEMS麥克風的輔PCB;左邊的元件包括揚聲器和電源輸入口。位於底部的軟性PCB電纜將主PCB連接到揚聲器和電源插輸入口(還有其他元件,馬上會講到)。上面的軟性PCB電纜將主PCB連接到輔PCB,而後面的雙線電纜將主PCB連接到揚聲器,再繼續。

往裡看,底部是錐形揚聲器。有趣的是,其輸出指向裝置內部,而不是直接指向外部。這樣的設計既可以透過頂部的通風孔重新定向聲音,也可以將裝置主機殼用作共振外殼。

接下來,拆下白色塑膠外殼及白色底座,剩下一個大的塑膠塊。請注意,揚聲器還在裡面。然後拆下橡膠腳(圖9)。

圖9 拆下橡膠腳。

這個步驟操作相當容易,因為橡膠腳只是黏在那裡。如圖10所示,拆下橡膠腳後,裡面是一個隱蔽的micro-USB連接器,旁邊是電源輸入口,駭客社區(HackingCommunity)中有說這其實是一個服務埠(我猜它也可能在組裝線上用於初始韌體程式設計)。

圖10 拆下橡膠腳後,裡面是一個隱蔽的micro-USB連接器,旁邊是電源輸入口。

圖11是多連接器。

圖11 micro-USB連接器。

我所看到的是,它不包含主動電路,僅包含訊號路由走線(當然還有連接器本身)。其下面的白色塑膠塊除了增強機械強度,沒有其他特殊用途。

現在,來探究那一大塊黑色塑膠的內部。相信我,揚聲器上的那塊磁鐵夠強(圖12)。

圖12 Google Home Hub內的揚聲器。

最後,來看前面提過的包含兩塊PCB和散熱器的零件,如圖13所示。順帶一提,你見過哪個裝置裡有如此多的二維碼貼紙?

圖13 包含兩塊PCB和散熱器的零件。

散熱器上方是兩個MEMS麥克風,以及環境光感測器/麥克風靜音開關組。散熱器左側是多天線元件(圖14)。

圖14 橙色部分為帶狀天線元件。

Home Hub支援藍牙5.0,以及2.4GHz和5GHz雙頻段Wi-Fi。其FCC認證文檔中僅標示橙色帶狀元件是一個天線,但依它的設計應該至少有兩個天線,一個用於2.4GHz,另一個用於5GHz (有時為了節省空間和成本,用單個天線同時支援藍牙和2.4GHz Wi-Fi,但雙天線仍是最佳方法)。

我最初認為橙色帶狀天線右側的藍色元件可能是另一個MEMS麥克風陣列,但文檔中根本沒有提及,而且也找不到從這個元件到外部的直接通路,因此我猜測它一定是天線,這種情況我之前從沒遇到過。你們怎麼看呢?我之所以相信這些都是天線,還有一個原因就是它們都鄰近無線控制器IC (很快會見到它的真面目)。另外,如果看一下兩個天線之間,你會看到該設計中唯一的一個十字頭螺絲,我在前面提過。

好了,現在拆下散熱器(圖15)。

圖15 拆下散熱器。

散熱器下面是兩個法拉第籠,其中一個上面貼有一塊雙面導熱膠帶(圖16)。我敢確定它的下面是系統處理器,有沒有人願意和我打賭,看看我說的是否正確?

圖16 散熱器下面是兩個法拉第籠,其中一個上面貼有一塊雙面導熱膠帶。

不出所料,其中一個法拉第籠內是Broadcom BCM4345藍牙+雙頻Wi-Fi控制器IC (請注意它與上述的藍色天線元件相鄰)。另一個法拉第籠內有兩個NanyaNT5CC256M16EP-EK 4Gb ×16 DDR3 SDRAM,以及一個鎧俠(Kioxia,我從先前未聽說過這個公司) TC58NVG2S0HBAI6 4Gb SLC NAND快閃記憶體(順帶一提,雖然Google參考設計是基於Android Things作業系統,但實際上Home Hub採用的是Google Cast作業系統),最後需要提的是還有一塊導熱膠帶(圖17)。

圖17 法拉第籠內還有一塊導熱膠帶。

瞧,跟我所想的一樣,膠帶下面是整個系統的SoC——Amlogic的S905D2G,它包含四個Arm Cortex-A53處理器核心和Mali-450繪圖處理器核心(圖18)。

圖18 另一塊散熱膠帶下面是Amlogic的S905D2G。

現在將PCB翻過來,看看另一面有些什麼(圖19)。

圖19 PCB的另一面。

這一面的IC只有另外兩個Nanya DRAM(NT5CC128M16JR-EK),每個DRAM容量為2Gb × 16。我下意識的反應是,這兩個DRAM用於完成圖形影格緩衝功能,之前的兩個則用於一般的系統資料和程式碼執行功能,但也有可能這些DRAM組合在一起形成一個非典型1.5GB記憶體陣列。這一面PCB還有一個有趣之處就是和顯示器背面匹配的

一組導電墊片,在之前的圖片中應該可以看到它們,我猜這些墊片用於提供一個公共的「接地面」。

讀者朋友,你們對Google Home Hub的設計有何見解?

(參考原文:Teardown: Google Home Hub smart speaker and display,by Brian Dipert)

本文同步刊登於EDN Taiwan 2021年1月號數位版雜誌

 

 

 

 

 

 

 

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