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发表于 昨天 23:27 | 查看: 3| 回复: 0

离线语音小夜灯

离线语音技术应用在小家电、照明等产品上,大概从 2017 年开始陆续落地,最近三年更是成指数级增加。前几天在短视频平台刷到一个 USB 接口的离线语音小夜灯,标价 6.99 元,看着不算贵,老宇哥顺手就点进去准备下单。结果到付款时发现各种优惠券叠加之后,实际只花了 0.98 元,果断安排。

0.98 元实付的语音夜灯订单截图

点进商品页一看,这款语音小夜灯已经卖了 24.4 万件。果然价格一低,销量就上来了。某个小产品一旦被中山、佛山那边的团队盯上,尤其是灯类产品,如果没有明显的差异化,后来者基本很难再做进去,因为他们哪怕不赚钱也能冲量。

语音控制小夜灯商品页,显示 6.99 元与 24.4 万销量

下面一步步拆开看看,里面到底藏了什么“黑科技”。

这个小夜灯采用 USB 直插供电,带着一根可以万向弯曲的软管灯杆,支持三色灯光切换,亮度也能多档调节,即插即用。内部结构并不复杂,就是一块电路板加一个匀光灯罩。

USB 接口环形小夜灯整体外观

按经验盲猜,方案应该是单面板 + 语音芯片 + 三极管调光 + 两组冷暖灯珠。直接打开验证一下。

拆开外壳后的白色环形 LED 灯板组件

拆解后的外壳、柔光罩与 PCB 组件

环形灯板上的 LED 灯珠与控制电路

大部分判断是对的。本来 PCB 与外壳之间可以锁三颗螺丝,这里为了省成本,只锁一颗做简单固定。整块板子上唯一的黑色芯片就是离线语音识别芯片,丝印是 BP0A104,不过这个大概率只是生产序列号,并不能从丝印直接判断具体型号。芯片左边是一个很便宜的模拟麦克风,再配合必要的几个阻容元件。灯珠部分一共 8 颗白光和 8 颗暖光灯珠。按我原本的设想,这种低价方案通常会让冷、暖两组灯珠各走一路 PWM,通过三极管或 MOS 管来驱动,灯珠直接选用 5V 的型号,这样方案最精简。

带 S8050 三极管驱动的两路 LED 调光原理图

然后我就在板上找三极管或者 MOS,找了一圈,没找到!

还是太年轻了,人家根本不需要。

要什么三极管,几分钱也是成本。实际做法是把灯珠共阳,负极直接接到语音芯片的 PWM 引脚上,原理大致如下。

灯珠共阳、PWM 引脚直接驱动的简化原理图

芯片的灌电流通常比拉电流大,所以在 5V 下面直接并了两个电阻做限流(图中原先标注有误,两个并联电阻实际是 4.7Ω),再通过 PWM 把整体功率压在芯片能承受的范围之内。至于灯光效果,能亮就行。怎么说呢,又不是不能用,毕竟这价格摆在那。

当时手头没有示波器和万用表,也就没法测具体波形和电流,但基本思路大家都能看懂。还有一个细节:芯片是 SOP16 封装,有部分 IO 口并没有用到。工程师在设计时直接把不用的 IO 焊盘去掉,再涂黑处理。这几个测试点、焊盘的工艺处理也都是成本,只要量足够大,年底老板又能换台车了。

离线语音芯片局部特写,未用 IO 焊盘被涂黑处理

麦克风电路:

麦克风输入电路原理图

下面这张是原芯片 DEMO 方案里的设计,DEMO 上其实还保留了两个三极管,方案商拿掉之后,基本就是我们拿到的实物形态。

原厂 DEMO 方案 PCB 设计图

环形 PCB 设计渲染图

实际体验

实际体验下来,2 米左右的距离,打开灯光、关闭灯光、调光等指令的识别成功率大约在 80%,响应速度也还可以。应该是识别到关键三到五个字就开始执行了。因为没有唤醒词,偶尔会有误触发,这个价位也能理解。3 米左右时,说话音量需要明显提高一些,识别才比较稳。

成本估算

  • 语音芯片:1 元(量大可以做到)
  • 单面板 PCB:0.3 元
  • 16 颗灯珠:0.8 元
  • 外围电路:0.3 元(麦克风 + 阻容)
  • 外壳含 USB 软管:1 元
  • 贴片组装:0.5 元
  • 快递:1 元

合计约 4.9 元。

这些价格只是预估,实际批量采购还可能更便宜。比如有足够的单量,极兔快递的运费确实可以压到很低。如果按 6.99 元的售价来算,卖一个也还能赚 2 元左右。页面显示的 24.4 万销量,就算一半是刷的,盈利空间也不算小。

各位怎么看这个方案,还有哪里能继续压低成本?类似这种硬件拆解和成本分析的内容,在云栈社区也有不少,感兴趣可以顺便逛逛。

笑哭表情




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