کالبدشکافی اسپیکر هوشمند آمازون اکو دات؛ رازهای یک دستیار کوچک

اگر آمازون یه روزی تصمیم بگیره وارد صنعت تن ماهی بشه، از همین الان بهترین طراحی قوطی رو برای خودش آماده کرده! اما دور از شوخی، این اسپیکر کوچیک پر از قطعات و قابلیت‌های جذابه که در ادامه می‌خوایم معرفیشون کنیم.

← وای‌فای دو بانده و دو آنتنه 802.11 a/g/b/n با پشتیبانی از تکنولوژی MIMO برای اتصال پایدار به اینترنت.

← سیستم جستجوی صوتی الکسا که همیشه آماده شنیدن دستوراتته.

← آرایه‌ای از 7 میکروفون حساس که دورتادور دستگاه چیده شدن تا صدا رو از هر زاویه‌ای دریافت کنن.

← حلقه نوری جذاب بالای دستگاه که با چرخوندنش می‌تونی ولوم رو تنظیم کنی.

بلوتوث نسخه 4.0 برای ارسال و دریافت بدون دردسر صدا.

علاوه بر اتصالات بی‌سیم، یک خروجی صوتی 3.5 میلی‌متری (جک هدفون) هم پشت دستگاه تعبیه شده تا بتونی اون رو به اسپیکرهای بزرگ‌تر و قدرتمندتر خونه وصل کنی.

از نمای بالا، اکو دات دقیقا شبیه برادر بزرگ‌تر خودش یعنی آمازون اکو طراحی شده. همون دکمه‌های اکشن و قطع میکروفون، همون حلقه نوری، حلقه تنظیم صدا و البته آرایه میکروفون‌ها اینجا هم دیده می‌شن.

مدل بزرگ‌تر اکو از لحاظ تعمیرپذیری نمره خوبی گرفته بود، برای همین ما هم امیدواریم که این شباهت ظاهری، به معنی تعمیرپذیری خوب این مدل کوچیک‌تر هم باشه.

اما وقتی دستگاه رو برمی‌گردونیم، داستان کمی فرق می‌کنه. زیر دستگاه فقط یک پد لاستیکی و یک سری نوشته می‌بینیم و هیچ خبری از پیچ یا گیره نیست.

← آمازون برای این مدل از شماره سریال S04WQR استفاده کرده که زیر همین پد لاستیکی ثبت شده.

قبل از باز کردن دستگاه، یک عکس رادیوگرافی (X-ray) ازش گرفتیم تا ببینیم داخلش چه خبره. اما تو عکس یک جسم متراکم و مرموز بخش زیادی از دیدمون رو مسدود کرده! واقعا آمازون چه چیزی رو اونجا قایم کرده؟ بریم بازش کنیم تا بفهمیم.

برای اینکه مقایسه بهتری داشته باشیم، یک آمازون اکو نسل اول رو هم آوردیم کنارش تا تفاوت ابعادشون رو بهتر درک کنیم. جالب اینجاست که این اسپیکر کوچیک، وظیفه پخش موسیقی با بیس سنگین رو نداره و بیشتر برای ارتباط با الکسا طراحی شده. به همین خاطر، نیازی به سیستم صوتی پیچیده و ووفرهای سنگین مدل قبلی نداره.

از اونجایی که اکو دات طوری طراحی شده که به اسپیکرهای فعلی خونه‌ت وصل بشه، سیستم بلندگوهای رو به پایین مدل بزرگ‌تر رو به کل حذف کردن تا تو فضا و وزن صرفه‌جویی بشه.

اگر بخوایم خیلی خلاصه بگیم، به نظر می‌رسه مهندس‌های آمازون وسط مدل اصلی اکو رو بریدن و فقط بالا و پایینش رو به هم چسبوندن! طراحی خیلی هوشمندانه‌ایه.

لبه‌های پد لاستیکی زیر دستگاه رو با ابزار باز می‌کنیم، با این امید که زیرش پیچ‌های اصلی رو پیدا کنیم؛ اما برخلاف انتظار، فقط با یک لایه چسب قوی روبرو می‌شیم!

خیلی دوست داشتیم بگیم قاب پایینی با چند تا خار پلاستیکی ساده سر جاش محکم شده، اما وقتی اولین پیک بازکننده رو می‌ندازیم زیرش و باز نمی‌شه، مجبور می‌شیم دومی و سومی رو هم وارد کار کنیم. بله، درست حدس زدی! قاب پایینی هم علاوه بر پد لاستیکی، کاملا چسب‌کاری شده.

بالاخره با کمی کلنجار قاب رو جدا می‌کنیم، اما تا همین‌جای کار مشخص شد که اکو دات اصلا برخورد دوستانه‌ای با تعمیرکارها نداره و باز کردنش از برادر بزرگ‌ترش سخت‌تره.

اولین نگاه ما به داخل دستگاه، پرده از راز اون جسم متراکم تو عکس رادیوگرافی برمی‌داره. با یک قطعه فلزی بزرگ و سنگین روبرو هستیم!

این صفحه فولادی دقیقا همون مقصریه که نذاشت تو عکس X-ray بتونیم قطعات روی برد رو به درستی تشخیص بدیم.

خوشبختانه این قطعه فلزی با پیچ محکم شده! چند تا پیچ بلند T6 تورکس از پایین تا بالای دستگاه کشیده شدن که با پیچ‌گوشتی مخصوصمون به سرعت بازشون می‌کنیم. با باز شدن پیچ‌ها، قطعه فلزی سنگین بیرون میفته و جالب اینجاست که یک اسپیکر کوچیک هم به پشتش متصل شده.

همونطور که می‌بینی، یک اسپیکر فسقلی اینجاست. این اسپیکر با استفاده از چند جفت پین فنری (Spring contacts) به بردهای اکو دات متصل می‌شه و هیچ سیمی برای اتصالش لحیم نشده.

این بلندگو اصلا برای پخش موسیقی با ولوم بالا ساخته نشده؛ کاربرد اصلیش اینه که اگر دستگاه به هیچ اسپیکر خارجی وصل نبود، الکسا بتونه از طریق همین بلندگو باهات حرف بزنه و جواب سوالات رو بده.

اسپیکر با چسب ضعیفی به این وزنه فولادی چسبیده. دلیل استفاده از این وزنه سنگین در پایین دستگاه اینه که وقتی داری حلقه ولوم رو می‌چرخونی، دستگاه روی میز لیز نخوره و کاملا ثابت بمونه.

حالا که پیچ‌ها باز شدن، فقط یک کابل فلت نازک هست که تمام لایه‌های این دستگاه رو به هم وصل کرده. وقتی لایه‌ها رو از هم باز می‌کنی، شبیه به یک آکاردئون می‌شه!

تو یک طرف این آکاردئون، مادربرد و پورت‌ها قرار دارن و تو طرف دیگه، بردی رو می‌بینیم که میکروفون‌ها و کنترل‌کننده‌های ولوم روش سوار شدن. این کابل فلت وظیفه داره اطلاعات رو بین این دو لایه جابجا کنه.

لایه‌های پلاستیکی و سیلیکونی رو موقتا کنار هم می‌ذاریم چون به زودی قراره تک‌تک قطعات رو از هم جدا کنیم. با کمک پنس، کابل فلت رو با ظرافت از سوکتش جدا می‌کنیم تا بتونیم مادربرد رو آزادانه بررسی کنیم.

روی یک سمت مادربرد تراشه‌ها قرار گرفتن و سمت دیگه پورت‌ها. بریم ببینیم روی این برد چه خبره:

← پردازنده رسانه دیجیتال (Digital Media Processor) ساخت شرکت Texas Instruments که عملیات‌های اصلی دستگاه رو مدیریت می‌کنه.

← حافظه رم 256 مگابایتی LPDDR SDRAM از تولیدات Micron برای اجرای بدون لگ و سریع دستورات.

← حافظه فلش 4 گیگابایتی eMMC NAND با عملکرد بالا از برند Samsung با شماره مدل KLM4G1FEPD-B031 که فریم‌ور دستگاه روی اون قرار داره.

← ماژول یکپارچه وای‌فای دو بانده و بلوتوث 4.0 ساخت شرکت Qualcomm Atheros که ارتباط دستگاه با دنیای بیرون رو برقرار می‌کنه.

آیسی یکپارچه مدیریت تغذیه (PMIC) محصولی از Texas Instruments.

کدک صوتی استریو با مصرف انرژی پایین و آمپلی‌فایر هدفون داخلی، باز هم از تولیدات Texas Instruments که کیفیت خروجی صدای جک 3.5 میلی‌متری رو تضمین می‌کنه.

← آمپلی‌فایر 2 واتی کلاس D برای راه‌اندازی اسپیکر داخلی دستگاه، ساخت شرکت Texas Instruments.

بررسی تراشه‌ها روی بخش‌های دیگه برد رو ادامه می‌دیم:

← مبدل کاهنده همزمان 6 آمپری ساخت Monolithic Power Systems برای تنظیم دقیق ولتاژ.

← سوییچ آنالوگ USB پرسرعت از شرکت Maxim Integrated.

← سوییچ آنالوگ SPDT ساخت NXP Semiconductor برای تغییر مسیر سیگنال‌ها.

← رگولاتور LDO با خروجی 3.0 ولت و جریان 150 میلی‌آمپر از تولیدات Texas Instruments.

بافر تکی از برند Diodes Incorporated.

حالا که تقریبا کل دستگاه رو باز کردیم، می‌ریم سراغ حلقه چرخشی ولوم در قسمت بالایی. این مکانیزم چرخ‌دنده‌ای و انکودر اون دقیقا کپی همون چیزیه که تو مدل بزرگ‌تر اکو دیده بودیم.

این شباهت برای ما خیلی خبر خوبیه، چون نشون می‌ده احتمالا بعضی از قطعات یدکی بین مدل اصلی و دات مشترک هستن و راحت‌تر می‌شه تو بازار پیداشون کرد.

همچنین این یعنی دستورالعمل‌های باز کردن و تعمیر حلقه ولوم برای هر دو دستگاه تقریبا یکسانه. این موضوع کار تعمیرکارها رو خیلی راحت‌تر می‌کنه.

حلقه کنترل رو برای چند لحظه دوباره سرهم می‌کنیم تا ببینیم انکودر چرخ‌دنده‌ای چطور کار می‌کنه و حرکت مکانیکی رو به دیتای دیجیتال تبدیل می‌کنه. واقعا چرخوندن این حلقه و دیدن مکانیزم دقیقش حس خیلی خوبی به آدم می‌ده و نشون از مهندسی ظریف آمازون داره.

در بالاترین لایه دستگاه، یک برد کنترلی دیگه پیدا می‌کنیم که از نظر عملکرد دقیقا مشابه همون بردی هست که تو مدل اصلی آمازون اکو بررسی کرده بودیم. این برد وظیفه دریافت صدا و کنترل نورها رو داره.

← چهار عدد درایور ال‌ای‌دی با 9 خروجی قابل برنامه‌ریزی ساخت National Semiconductor که رقص نور جذاب دستگاه رو می‌سازن.

← چهار عدد مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC) استریو با مصرف پایین از شرکت Texas Instruments که دیتای میکروفون‌ها رو ترجمه می‌کنن.

← تقویت‌کننده عملیاتی (Op-Amp) تکی ساخت شرکت Diodes Incorporated.

← فلیپ‌فلاپ‌های نوع D با تریگر لبه مثبت (Positive-Edge) از شرکت Texas Instruments.

وارونگر (Inverter) با تریگر اشمیت ساخت Diodes Incorporated برای اصلاح سیگنال‌ها.

دو عدد بافر تکی از تولیدات شرکت Diodes Incorporated.

خب، به پایان این بررسی رسیدیم. بیایید نگاهی به وضعیت تعمیرپذیری این گجت بندازیم:

← بیشتر قطعات داخلی با پیچ‌های استاندارد تورکس به هم وصل شدن که باز کردنشون نیازی به ابزار عجیب‌وغریبی نداره.

← خیلی از قطعات داخلی با نسخه اصلی آمازون اکو مشترک هستن، در نتیجه پیدا کردن قطعات یدکیشون تو بازار کار راحت‌تریه.

← متأسفانه پایه لاستیکی، درپوش پایینی و اسپیکر با چسب‌های بسیار محکمی سر جاشون فیکس شدن که باز کردنشون رو سخت و زمان‌بر می‌کنه.

← جک هدفون و پورت USB که بیشترین خرابی رو دارن، مستقیما روی مادربرد لحیم شدن و تعویضشون نیاز به تجهیزات لحیم‌کاری حرفه‌ای داره. به همین دلیل تو تعمیرپذیری کمی افت امتیاز داره. امیدوارم از این کالبدشکافی در آیسی‌مدار لذت برده باشی؛ حتما نظرت رو برامون کامنت کن!