筆者在2016年3月曾於EDN發表了亞馬遜(Amazon)網路購物實體按鍵裝置Dash Button的拆解文;這是一款只要按鍵就可以訂購特定商品的便利裝置,售價4.99美元(在第一次下單購物後會退款)。

它透過Wi-Fi上網運作,內含一顆用戶不可更換的電池(即一次性電池)。顯然,成本和功耗對亞馬遜工程師來說是最關鍵的設計參數,所以在看到該產品的第二代時,我認為它們仍是物料清單(BOM)中的主要影響因素。讓我們來看看我的猜想是否正確。

從包裝的角度來看,它看起來跟第一代產品沒什麼兩樣(圖1):

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圖1:第二代Amazon Dash Button的盒裝外觀與第一代差不多。

跟之前一樣,基於個人隱私保護,我隱藏了這個Dash裝置的序號(DSN)以及產品通用條碼(UPC);顧名思義,該DSN碼是每個產品專有的,而且與我預先設置的亞馬遜帳號資訊相關聯(圖2)。

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圖2:每個Dash都有專屬的一組序號,與使用者的亞馬遜帳號相關聯。

將Dash Button從包裝盒拿出來(圖3),從背面可見其產品型號(MODEL NO.)和美國聯邦通訊委員會認證碼FCC ID有更新(圖4),分別為JK29LP和2AETK-1013,第一代產品則分別為JK76PL和2ACBE-0610,這是可區分兩代產品的唯一可見線索;而盒子裡只有兩本說明書(圖5)。

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圖3:從盒子拿出來的Dash Button正面特寫。

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圖4:Dash Button背面特寫。

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圖5:Dash Button包裝盒內有兩本說明書。

環繞Dash Button的黑色塑膠框很容易取下(圖6)。

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圖6:移除Dash Button黑色塑膠外框。

與前一代產品還有姊妹裝置Dash Wand (亞馬遜另一款與線上購物結合的手持掃描器)一樣,第二代Dash Button是以超音波塑膠熔接組裝(圖7),需要花點力氣才拆得開──甚至還會因為拿螺絲起子的手滑而流點血(圖8)。

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圖7:以超音波塑膠熔接緊密黏合的外殼。

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圖8:拆解產品一不小心就會受傷──小朋友不要學!

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圖9:使用暴力終於把外殼分開。

拆開外殼後你可能首先注意到的,是不同於第一代設計,亞馬遜把焊接在電路板上的鋰電池改為更常規安裝(但使用者仍然不能自行更換)的4號(AAA)鹼性電池(圖10)。

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圖10:裝置內含使用者無法自行更換的4號鹼性電池。

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圖11:安裝鹼性電池的電池槽。

雖然這種演進可能會降低電池本身成本和安裝電池所需人工成本,但也可能降低峰值電流輸出能力,同時總儲存電量也會減少;在我們繼續進行拆解時請記住這一點。

裝置內的主機板PCB是以三顆六角(Torx)螺絲與塑膠外殼連結,同時將電池槽(圖11、圖12)固定在PCB上;這些螺絲現在完全隱藏於外殼內,而不是像第一代產品那樣以產品標籤遮住(我原本以為塑膠外殼的上下兩部分是用那些螺絲結合在一起)。這種螺絲跟我的iFixit六十四合一拆解工具組(64-bit Driver Kit)不合。

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圖12:三顆六角螺絲將主機板固定於外殼。

圖13是將主機板PCB與外殼分離後,一側最重要部分的特寫(你可能有注意到這一代產品使用藍色防焊漆,上一代產品的防焊漆是綠色)。

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圖13:與外殼分離的主機板特寫。

我猜在主機板最上方的「U1」晶片是一顆升壓穩壓器(boost regulator),因為它周圍有大電感和其他被動元件,還有它很靠近電池饋電端子;但我無法找到該零件型號的參考文件。透過搜尋群眾資源,我的猜想得到了證實:根據一篇Matthew Petroff網站上的拆解文章,指出該TPS61201是一款配備3.3V穩壓輸出的元件。

電路板下方那顆IC則是美光(Micron)的序列介面NOR快閃記憶體M25Q032,容量為32Mb;雖然它只有Dash Wand內建記憶體容量的25%,與第一代Dash Button記憶體容量相比較則有兩倍。與第一代設計相同,主機板左側有一顆MEMS麥克風,但這次我無法辨別其製造商或型號(有哪位讀者能嗎?);可以繼續關注其功能評論,無論是第一代還是第二代。 圖14是將主機板移除後的外殼內部特寫,圖15是主機電路板全貌。

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圖14:移除了主機板的外殼。

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圖15:主機板全貌。

圖16是主機板的另一側特寫(不包括由產品正面按鈕控制的開關S1及其左側的LED DS2,兩者可以在圖15中看到)。

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圖16:主機板另一側的特寫。

我不知道開關S3的功能為何,我甚至無法在主機板上的任何一個角落找到S2 (你呢?);如你所見,為了照主機板特寫,我拿掉了蓋在左側IC上面的方形泡棉;從圖16可見那顆IC是Atmel ATSAMG55J19A-MU,與Dash Wand的相同,是一顆內建Arm Cortex-M4核心的微控制器;Dash Wand和第二代Dash Button還有2顆相同晶片,包括位於圖16中間的Atmel ATWINC1500B Wi-Fi控制器模組,以及右下角的Cypress CYBL10563-68FNXI藍牙低功耗晶片。

文章看到這裡,還有回顧和我先前的第一代Dash Button拆解後,你可能會感到困惑的是:為實現系統控制器與Wi-Fi模組組合,亞馬遜將ST搭配Broadcom晶片的方案,換成全部採用Atmel晶片,其中的成本影響不得而知。不過這次亞馬遜添加了Cypress 晶片提供的藍牙低功耗(BLE)支援,這是第一代設計沒有的;而我同樣不知道這是否會影響整體物料清單成本。請記住,正如我之前所說,我猜測成本只是這次設計的主要考量因素之一…功耗也同樣重要。

在第一代Dash Button的設計中,當使用者以Android智慧型手機或平板電腦對其進行初始設定時,暫時會將Dash Button轉換為一個點對點Wi-Fi廣播器(Wi-Fi broadcaster?)──若是iOS客戶端裝置則是藉由超音波通訊,因此可以理解MEMS麥克風的作用──這需要消耗不少電量,而且視完成設定所需時間,有可能會可能會消耗大量電池電量(那是不能替換的不是嗎?)。這次,亞馬遜採用了更省電的BLE,且無論Android或是iOS都支援;而對於不支援BLE功能的較舊Android平台與iOS平台,也仍保留了點對點Wi-Fi設定與超音波通訊功能。

你覺得第二代Dash Button的設計如何?歡迎分享你的看法!

本文同步刊登於EDN電子技術設計2018年10月平面雜誌

(參考原文: Teardown: Designing the second-generation Amazon Dash Button,by Brian Dipert)