電子發燒友網報道(文李誠)不知從何時開始,電腦桌面掀起了一股炫彩的賽博朋克風。通過各種外設的RGB燈光,營造出霓虹閃爍、氛圍感十足的桌面。其中,能夠跟隨音樂節奏律動,將聲音可視化的拾音氛圍燈成了很多人的第一選擇。
目前,市面上所銷售的拾音燈分為2D和3D兩種,價格從幾元到兩三百元不等。近日,筆者為了了解拾音燈的內部構造,以及燈光隨著音樂律動的工作原理,花60元從網上購入了一款拾音燈,經過一番體驗后,對其進行了拆解分析。
動態表現能力測試
在拆解之前,筆者在同一聲音識別靈敏度下,以環境音量作為變量,分別對這款拾音燈在低音量、正常音量和高音量,三種不同聲場環境中進行了動態表現能力測試。
通過測試發現,在正常音量和低音量環境下,這款60元的拾音燈能夠很自然地跟隨著音樂的起伏進行律動,但是到了高音環境,燈光的律動卻一直處于燈管的頂部,律動幅度并不明顯。
同時,通過三組測試對比發現,這款拾音燈在三種不同的聲場中,燈光律動的幅度各不相同。側面證明了這款拾音燈的動態表現能力較弱,無法根據聲場環境的變化做出燈光律動的自適應。經推斷,無法做到聲場自適應的問題,應該是拾音燈沒有內置聲場識別算法,或算法不足所導致的。
拾音燈外觀、拆解及發光原理解析
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此款拾音燈采用3D環面的設計,以此增強燈光的可視角度。遮光板采用霧面塑料,降低RGB燈對眼睛的刺激。燈管背面分別放置了用于切換燈光模式的控制按鍵、麥克風以及一個5V/1A的Type-C電源接口。
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拾音燈內部由兩塊配重鐵塊以及主板構成。在主板方面,這塊電路板顏色與我們經常看到的電路板顏色略有不同,之所以在這里使用白色,是因為白色有利于提高光的反射率,增強拾音燈的整體亮度。并且,白色電路板能夠更好地還原白光,如果使用其他顏色的電路板,會因為電路板顏色的原因,對反射光造成污染,降低白光的純凈度,這也是為什么很多燈具都會選用白色電路板的原因。
其實,不同顏色的電路板與性能并沒有任何實質上的聯系,只不過是電路板在印制過程中,所使用的阻焊劑顏色不同。
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拾音燈主板正面均勻地排布了30顆RGB燈珠,每顆燈珠內部還分別集成了紅、綠、藍三種不同顏色的小LED燈。燈光顏色的切換,可以通過三種光不同的排列組合而成。比如紅燈和藍燈同時被點亮就能組合出紫光,紅燈和綠燈同時點亮就能組合出黃光等。同時,每個組合的燈光,又可以根據灰度等級的不同,調出每一個色段的不同表達方式,比如深藍、中藍、淺藍等顏色。
拾音燈電路解析
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通過拆解發現,這款直插型拾音燈與可充電型拾音燈使用的是同一套模具,直插型拾音燈由于沒有內置電池,Type-C接口周圍的電源管理電路均處于空置狀態,整體電路看起來更加簡潔。
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拾音燈主控是一顆來自倫茨科技的國產芯片ST17H66,該芯片搭載了ARM Cortex-M0 32位低功耗處理器,具備藍牙無線連接功能,支持藍牙Mesh,支持一對多,多對多等控制模式。
同時,ST17H66具有較強的功能拓展性,采用了SOP 16引腳封裝,其中有11個支持用戶自定義的GPIO引腳。
上圖為芯片廠商提供的拾音燈解決方案,經對比與此次拆解的拾音燈電路整體一致。在本設計中主要使用到了時鐘電路、天線、LED燈三色控制電路、麥克風拾音電路以及按鍵控制電路。
其中,主控芯片1、2、3引腳分別通過LED燈三色控制電路與RGB燈珠內的三色小LED燈相連,通過控制不同顏色LED燈的導通與中斷,構成不同的組合,實現RGB燈珠顏色的切換。
7、8、9引腳與按鍵控制電路相連,通過按壓物理按鍵向主控芯片發送電信號,實現電源的開關以及燈光模式的切換。
10、11引腳與麥克風拾音電路相連,麥克風會將收集到的聲場變化信息向主控芯片回傳,此時主控芯片就會根據聲音的大小,輸出響應的脈沖信號,使RGB燈珠跟著聲音節奏律動。
12、13引腳與時鐘電路相連,在本設計中時鐘電路使用的是一顆16MHz的晶振。時鐘電路主要起到為系統提供時鐘源,給主控芯片調整PWM脈沖寬度,控制燈光閃爍時間的參考作用。
14、15引腳為芯片供電引腳,在本電路中直接通過串聯電阻的方式,將5V輸入電壓降低為3.3V為芯片供電。
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16引腳與天線相連,為避免周圍信號的干擾,天線周圍沒有敷銅。
結語
無論是從拾音燈的硬件,還是動態表現能力來看,這款產品并沒有太大的亮點。就價格而言,筆者還是認為偏貴了,畢竟這只是加了個MIC的流水燈,而且能夠自適應聲場變化的拾音燈代碼及電路圖、gerber等開源文件在網上比比皆是,甚至最低DIY成本不到10元,你認為這60元花得值嗎?
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目前,市面上所銷售的拾音燈分為2D和3D兩種,價格從幾元到兩三百元不等。近日,筆者為了了解拾音燈的內部構造,以及燈光隨著音樂律動的工作原理,花60元從網上購入了一款拾音燈,經過一番體驗后,對其進行了拆解分析。
動態表現能力測試
在拆解之前,筆者在同一聲音識別靈敏度下,以環境音量作為變量,分別對這款拾音燈在低音量、正常音量和高音量,三種不同聲場環境中進行了動態表現能力測試。
通過測試發現,在正常音量和低音量環境下,這款60元的拾音燈能夠很自然地跟隨著音樂的起伏進行律動,但是到了高音環境,燈光的律動卻一直處于燈管的頂部,律動幅度并不明顯。
同時,通過三組測試對比發現,這款拾音燈在三種不同的聲場中,燈光律動的幅度各不相同。側面證明了這款拾音燈的動態表現能力較弱,無法根據聲場環境的變化做出燈光律動的自適應。經推斷,無法做到聲場自適應的問題,應該是拾音燈沒有內置聲場識別算法,或算法不足所導致的。
拾音燈外觀、拆解及發光原理解析
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此款拾音燈采用3D環面的設計,以此增強燈光的可視角度。遮光板采用霧面塑料,降低RGB燈對眼睛的刺激。燈管背面分別放置了用于切換燈光模式的控制按鍵、麥克風以及一個5V/1A的Type-C電源接口。
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拾音燈內部由兩塊配重鐵塊以及主板構成。在主板方面,這塊電路板顏色與我們經常看到的電路板顏色略有不同,之所以在這里使用白色,是因為白色有利于提高光的反射率,增強拾音燈的整體亮度。并且,白色電路板能夠更好地還原白光,如果使用其他顏色的電路板,會因為電路板顏色的原因,對反射光造成污染,降低白光的純凈度,這也是為什么很多燈具都會選用白色電路板的原因。
其實,不同顏色的電路板與性能并沒有任何實質上的聯系,只不過是電路板在印制過程中,所使用的阻焊劑顏色不同。
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拾音燈主板正面均勻地排布了30顆RGB燈珠,每顆燈珠內部還分別集成了紅、綠、藍三種不同顏色的小LED燈。燈光顏色的切換,可以通過三種光不同的排列組合而成。比如紅燈和藍燈同時被點亮就能組合出紫光,紅燈和綠燈同時點亮就能組合出黃光等。同時,每個組合的燈光,又可以根據灰度等級的不同,調出每一個色段的不同表達方式,比如深藍、中藍、淺藍等顏色。
拾音燈電路解析
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通過拆解發現,這款直插型拾音燈與可充電型拾音燈使用的是同一套模具,直插型拾音燈由于沒有內置電池,Type-C接口周圍的電源管理電路均處于空置狀態,整體電路看起來更加簡潔。
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拾音燈主控是一顆來自倫茨科技的國產芯片ST17H66,該芯片搭載了ARM Cortex-M0 32位低功耗處理器,具備藍牙無線連接功能,支持藍牙Mesh,支持一對多,多對多等控制模式。
同時,ST17H66具有較強的功能拓展性,采用了SOP 16引腳封裝,其中有11個支持用戶自定義的GPIO引腳。
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圖源:倫茨科技
圖源:倫茨科技
上圖為芯片廠商提供的拾音燈解決方案,經對比與此次拆解的拾音燈電路整體一致。在本設計中主要使用到了時鐘電路、天線、LED燈三色控制電路、麥克風拾音電路以及按鍵控制電路。
其中,主控芯片1、2、3引腳分別通過LED燈三色控制電路與RGB燈珠內的三色小LED燈相連,通過控制不同顏色LED燈的導通與中斷,構成不同的組合,實現RGB燈珠顏色的切換。
7、8、9引腳與按鍵控制電路相連,通過按壓物理按鍵向主控芯片發送電信號,實現電源的開關以及燈光模式的切換。
10、11引腳與麥克風拾音電路相連,麥克風會將收集到的聲場變化信息向主控芯片回傳,此時主控芯片就會根據聲音的大小,輸出響應的脈沖信號,使RGB燈珠跟著聲音節奏律動。
12、13引腳與時鐘電路相連,在本設計中時鐘電路使用的是一顆16MHz的晶振。時鐘電路主要起到為系統提供時鐘源,給主控芯片調整PWM脈沖寬度,控制燈光閃爍時間的參考作用。
14、15引腳為芯片供電引腳,在本電路中直接通過串聯電阻的方式,將5V輸入電壓降低為3.3V為芯片供電。
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16引腳與天線相連,為避免周圍信號的干擾,天線周圍沒有敷銅。
結語
無論是從拾音燈的硬件,還是動態表現能力來看,這款產品并沒有太大的亮點。就價格而言,筆者還是認為偏貴了,畢竟這只是加了個MIC的流水燈,而且能夠自適應聲場變化的拾音燈代碼及電路圖、gerber等開源文件在網上比比皆是,甚至最低DIY成本不到10元,你認為這60元花得值嗎?
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