想在家中实现“智能”照明吗？可以通过语音激活的Amazon Echo或Google/Nest Home智能设备与Belkin WeMo或类似的开关结合起来，就可以实现这个目标。可是，如果采用这样的方法，首先需要购买两个不同的设备，而且在语音超出设备麦克风的监听距离时，就无法在本地进行调光控制了，而只能简单粗暴地开/关设备。如果你一定要用调光功能，“智能”灯泡可能也是一种选择，不过它没有语音控制功能，调光功能也只能通过专门的移动应用程序来操作，对用户而言这并不是最好的方法。
当然，你也可以使用Leviton公司的DWVAA-1BW Decora智能语音调光器——这就是我们准备拆解的产品。
DWVAA-1BW可用于功率高达300W的调光CFL、白炽灯或LED照明负载（需要中线），它包含一个多麦克风阵列和一个扬声器，支持亚马逊的Alexa协议（注：不需要单独的Echo设备）。该设备具有蓝牙和Wi-Fi功能，可与亚马逊服务器进行通信以实现语音输入解码及响应。另外，它支持前面提到的Leviton移动应用程序和Google助理，并通过IFTTT（If This Then That）支持其他协议。
图1显示了DWVAA-1BW Decora智能语音调光器的外观，以及与以1美分硬币（直径0.75in或19.05mm）相比的尺寸。
图1：与1美分硬币相比，DWVAA-1BW Decora智能语音调光器的尺寸。
先说一下我对这个产品的总体印象。“调亮”与“调暗”两个按钮最大，“增加”按钮上有明显的划痕，Leviton的不良质检让人惊讶。这两个大按钮上方居中的位置是一个发光的“操作”按钮，它有几个作用，例如在一开始的时候激活Alexa，以后就不需要用手来操作了，也可以通过该按钮将麦克风静音或取消静音。
说到麦克风，请注意面板上有四个小孔，每个角各一个，我们稍后会讲到。扬声器的位置很容易判断，就在底部的“格栅”之下。扬声器的下面还有另一个不太容易发现的照明源，当室内的灯关闭时它会点亮，这样就可以在黑暗中找到调光器，它同时还反映连接状态和其他设备的状态。
设备两侧相对比较平淡，但是注意，两侧都有多个通风槽，如图2所示。
图2：调光器两侧有多个通风槽。
图3显示了设备的背面，将三根电线移开后会发现一些有趣的东西。
图3：调光器背面。
最后是调光器的顶部和底部，如图4所示。
图4：调光器的顶部和底部。
现在来拆开调光器。首先，卸下在背部视图中见到的四个螺钉，你会发现这些螺钉出乎意料地长（至少我是这样认为的），如图5所示。
图5：卸下调光器背面的四个螺钉。
撬开前面的两个侧视图中所见到的卡扣，将两个部分分开，如图6所示。
图6：撬开调光器侧面的卡扣，将两个部分分开。
注意左边PCB部分从扬声器下方伸出的透明塑料导光管。你可能会猜测它对应右侧PCB“三明治”上的一个LED，你对了（晚点再说它）。还要注意两侧PCB之间的两条连接线：左侧板底部的扬声器，通过红色线（正）和黑色线（负，即“地”）以及多触点公/母连接器对（右侧PCB上标有J1），由右侧板上的电路驱动。顺便提一下，右侧PCB左上方的白色塑料管没什么用，它肯定是用来支撑两个PCB的，使整个组件装配更牢固。
图7显示了图6中调光器左半部分的放大图，看起来没什么亮点。
图7：图6中调光器左半部分的放大图。
图8显示的调光器右侧组件更有意思一些（至少对我而言）。
图8：图6中调光器右半部分的放大图。
还记得前面提到的导光管吗？右侧“三明治”最下层PCB的底部有两个LED，分别标记为LD1和LD2。图9显示了这个透明的塑料导光管（放在我那个用了30多年还没坏的HP-15C科学计算器的破皮套上）。
图9：透明塑料导光管。
再回到左侧PCB。将扬声器和PCB取出来，如图10所示。
图10：将扬声器和PCB取出之后的左侧外壳。
要特别注意顶部通向外部的两个“孔”周围的橡胶垫（这个也稍后再说）。
图11显示出拆下来的扬声器背面，清楚地显示出导光管通过的凹口。
图11：拆下来的扬声器背面清楚地显示出导光管通过的凹口。
图12是扬声器的正面，这部分比较有趣。
图12：扬声器正面。
为什么说它有趣呢？我承认从图片上来看并不明显，所以需要解释一下。扬声器的周围主要是硬塑料，但是图片最左边的部分却是橡胶材料。实际上，有两片这种材料，中间有一个缺口，在装上PCB时要与之相配。它起着垫片的作用（稍后再说它），同时也请注意最下面那一片上面的孔。
现在我们来看看与那块垫片相配的PCB，如图13所示。
图13：与橡胶垫片相配的PCB。
安装扬声器的那部分PCB之前被挡住了，现在才可见。我猜测，蓝牙和Wi-Fi天线嵌在这个特定的PCB中，它们通过前面提到的PCB间的连接器与系统其余部分进行通信，位置靠上，这样才能获得最好的发送和接收性能，并尽可能远离嘈杂的AC/DC和开关深处的调光器电路。将PCB板翻过来后更有意思，如图14所示。
图14：将PCB板翻过来后更有意思。
首先，PCB中央有个长方形的银色IC，标有U2。用Google搜了一下，一无所获。上面的logo让人想到美光科技，但又不完全相同，所以我认为它不是美光的产品（总之，我想不通为什么在这个位置会有一个存储芯片）。相反，四个前面板开关则很明显（顶部的两个对应“操作”按钮，关联的LED位于它们之间，另外两个实现“调亮”和“调暗”的功能）。
现在，终于到时候解释之前提到的DWVAA-1BW前面板上的4个孔及垫片了。DWVAA-1BW右上角的位置U7和左下角的位置U8很明显有两个MEMS麦克风（供应商未知）。但是，右下角的孔似乎并没有麦克风输入功能，我猜它充当了扬声器的低音反射端口。左上方的孔又是做什么的呢？其位置对应标有U6的芯片占位，但实际上那里没有芯片。
我的推论是：这是一种经典的双麦克风定向阵列配置，其目的是通过算法消除常见的背景噪声，我首次在EDN上谈到这个概念已经是差不多二十年前了（不小心暴露了年龄）。我猜想PCB板上为U8扩展的位置原本根本不存在；最初的设计是，MEMS麦克风在U6和U7位置（记得吗？两个位置都有垫片）。我敢打赌，到设计后期，开发人员发现U6和U7距离不够远，难以实现“波束成形”，于是将U6位置的MEMS麦克风移到了新加的U8位置。
现在，我们回头看看图6中右侧的PCB，如图15所示。
图15：图6中右侧的PCB放大图。
每当我看到芯片上面有贴纸时，就会怀疑它是固件修订标签，其下方则是闪存代码存储芯片。但这次我猜错了：撕掉标签，我发现这是一颗采用96球FBGA封装的Kingston D2516ECMDXGME 4Gb×16 DDR3L 2133 （PC3L 17000） SDRAM（图16）。
图16：PCB上有一颗采用96球FBGA封装的Kingston SDRAM。
它的上面是一颗大芯片，有很明显的Freescale（现NXP）厂商标记（图17），通过Google搜索我也没弄清这是什么芯片。但是，我偶然发现Kontron模块系统的SoC上也有类似标记，因此我认为这颗芯片应该属于NXP i.MX 8M应用处理器系列，该系列中还有Arm Cortex-A53和Cortex-M4处理器内核。
图17：PCB上的一颗大芯片有明显的Freescale厂商标记。
在这两颗芯片的旁边，还有一颗芯片也让我一头雾水，其表面发亮，让人在某些光线和角度下都看不清上面的标记（图18）。读者们，你们知道这是什么芯片吗？
图18：紧挨着Kingston和Freescale两颗芯片的是一颗身份不明的芯片。
继续往上看，这个PCB的左上方有一颗非易失性存储器，与前面提到的Kingston SDRAM差不多，具体说，就是Sandisk SD1NBDG4-8G 8GB iNAND嵌入式MMC闪存驱动器（图19）。
图19：Sandisk SD1NBDG4-8G 8GB iNAND嵌入式MMC闪存驱动器。
如图20所示，PCB右上角是一颗Rohm BD71847，根据制造商的信息，它是i.MX 8M Mini系列的系统PMIC（编者注：电源管理芯片）。啊哈，我之前猜对了，是系统处理器！
图20：i.MX 8M Mini系列的系统电源管理芯片Rohm BD71847。
为了进一步探密，我把安装PCB“三明治”（以及其他模拟和电源部件）的金属组件从黑色塑料壳中取出来了，如图21、图22所示。
图21：调光器的黑色塑料壳。
图22：安装PCB“三明治”的金属组件。
很快，我发现PCB“三明治”中有很多用来将两个PCB板层连接在一起的粗弹簧顶针，需要费些力气拆焊或剪断它们，才能完全看到内部（图23）。
图23：PCB“三明治”中有很多粗弹簧顶针。
顺便看看另一端的大功率晶体管，这时整个金属组件被用作散热器（图24）。
图24：PCB“三明治”中的大功率晶体管，这时整个金属组件被用作散热器。
我的老读者们都知道，在拆解中我会尽可能保持设备完好无损，以便在完成拆解后能够重新组装并捐赠这些设备。因此，当我发现剩下的大部分组件都与传统的调光开关相似时，我决定顺从自己的心意，去探究那些明显可见的有趣组件（图25）。
图25：在拆解中尽量保持设备完好无损，以便能够重新组装并捐赠设备。
仔细查看前面见过的最上层PCB的背面，我真的发现了另一个关键的系统器件，如图26所示。
图26：在最上层PCB的背面发现了另一个关键的系统器件。
DSP Group是一家与我有些渊源的公司。上世纪90年代中期，当时我在Intel的闪存部门工作，与他们合作完成了一个参考设计，那可能是世界上第一台完全非易失性数字录音机的参考设计（举个例子，虽然那时已经有数字答录机，但它们采用电池供电的RAM）。该参考设计包含一个具备介质固有位编程及块擦除特性（更不用说非无限次擦除）的闪存文件系统，它还可以使用低成本的“坏位”和“坏块”闪存器件（Intel在测试中通常会丢弃这些器件）。
当然，所有这些在今天都已司空见惯，但我们谈的是四分之一世纪以前完成的开发（再次感叹自己真的老了）！显然，DSP Group保持了自己的专长，专注于各种音频应用（同时也扩展到其他市场），例如本次拆解中看到的DBMD5VT181A4ANI HDClear双核DSP。
最后，亲爱的读者，欢迎你发表自己的想法，畅所欲言！
原文标题：Teardown: Voice-activated, Wi-Fi-connected dimmer switch
（原文刊登于ASPENCORE旗下EDN英文网站，参考链接：Teardown: Voice-activated, Wi-Fi-connected dimmer switch。）
本文为《电子技术设计》2020年06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。
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