电子发烧友网报道(文李诚)不知从何时开始,电脑桌面掀起了一股炫彩的赛博朋克风。通过各种外设的RGB灯光,营造出霓虹闪烁、氛围感十足的桌面。其中,能够跟随音乐节奏律动,将声音可视化的拾音氛围灯成了很多人的第一选择。
目前,市面上所销售的拾音灯分为2D和3D两种,价格从几元到两三百元不等。近日,笔者为了了解拾音灯的内部构造,以及灯光随着音乐律动的工作原理,花60元从网上购入了一款拾音灯,经过一番体验后,对其进行了拆解分析。
动态表现能力测试
在拆解之前,笔者在同一声音识别灵敏度下,以环境音量作为变量,分别对这款拾音灯在低音量、正常音量和高音量,三种不同声场环境中进行了动态表现能力测试。
通过测试发现,在正常音量和低音量环境下,这款60元的拾音灯能够很自然地跟随着音乐的起伏进行律动,但是到了高音环境,灯光的律动却一直处于灯管的顶部,律动幅度并不明显。
同时,通过三组测试对比发现,这款拾音灯在三种不同的声场中,灯光律动的幅度各不相同。侧面证明了这款拾音灯的动态表现能力较弱,无法根据声场环境的变化做出灯光律动的自适应。经推断,无法做到声场自适应的问题,应该是拾音灯没有内置声场识别算法,或算法不足所导致的。
拾音灯外观、拆解及发光原理解析
此款拾音灯采用3D环面的设计,以此增强灯光的可视角度。遮光板采用雾面塑料,降低RGB灯对眼睛的刺激。灯管背面分别放置了用于切换灯光模式的控制按键、麦克风以及一个5V/1A的Type-C电源接口。
拾音灯内部由两块配重铁块以及主板构成。在主板方面,这块电路板颜色与我们经常看到的电路板颜色略有不同,之所以在这里使用白色,是因为白色有利于提高光的反射率,增强拾音灯的整体亮度。并且,白色电路板能够更好地还原白光,如果使用其他颜色的电路板,会因为电路板颜色的原因,对反射光造成污染,降低白光的纯净度,这也是为什么很多灯具都会选用白色电路板的原因。
其实,不同颜色的电路板与性能并没有任何实质上的联系,只不过是电路板在印制过程中,所使用的阻焊剂颜色不同。
拾音灯主板正面均匀地排布了30颗RGB灯珠,每颗灯珠内部还分别集成了红、绿、蓝三种不同颜色的小LED灯。灯光颜色的切换,可以通过三种光不同的排列组合而成。比如红灯和蓝灯同时被点亮就能组合出紫光,红灯和绿灯同时点亮就能组合出黄光等。同时,每个组合的灯光,又可以根据灰度等级的不同,调出每一个色段的不同表达方式,比如深蓝、中蓝、浅蓝等颜色。
拾音灯电路解析
通过拆解发现,这款直插型拾音灯与可充电型拾音灯使用的是同一套模具,直插型拾音灯由于没有内置电池,Type-C接口周围的电源管理电路均处于空置状态,整体电路看起来更加简洁。
拾音灯主控是一颗来自伦茨科技的国产芯片ST17H66,该芯片搭载了ARM Cortex-M0 32位低功耗处理器,具备蓝牙无线连接功能,支持蓝牙Mesh,支持一对多,多对多等控制模式。
同时,ST17H66具有较强的功能拓展性,采用了SOP 16引脚封装,其中有11个支持用户自定义的GPIO引脚。
图源:伦茨科技
上图为芯片厂商提供的拾音灯解决方案,经对比与此次拆解的拾音灯电路整体一致。在本设计中主要使用到了时钟电路、天线、LED灯三色控制电路、麦克风拾音电路以及按键控制电路。
其中,主控芯片1、2、3引脚分别通过LED灯三色控制电路与RGB灯珠内的三色小LED灯相连,通过控制不同颜色LED灯的导通与中断,构成不同的组合,实现RGB灯珠颜色的切换。
7、8、9引脚与按键控制电路相连,通过按压物理按键向主控芯片发送电信号,实现电源的开关以及灯光模式的切换。
10、11引脚与麦克风拾音电路相连,麦克风会将收集到的声场变化信息向主控芯片回传,此时主控芯片就会根据声音的大小,输出响应的脉冲信号,使RGB灯珠跟着声音节奏律动。
12、13引脚与时钟电路相连,在本设计中时钟电路使用的是一颗16MHz的晶振。时钟电路主要起到为系统提供时钟源,给主控芯片调整PWM脉冲宽度,控制灯光闪烁时间的参考作用。
14、15引脚为芯片供电引脚,在本电路中直接通过串联电阻的方式,将5V输入电压降低为3.3V为芯片供电。
16引脚与天线相连,为避免周围信号的干扰,天线周围没有敷铜。
结语
无论是从拾音灯的硬件,还是动态表现能力来看,这款产品并没有太大的亮点。就价格而言,笔者还是认为偏贵了,毕竟这只是加了个MIC的流水灯,而且能够自适应声场变化的拾音灯代码及电路图、gerber等开源文件在网上比比皆是,甚至最低DIY成本不到10元,你认为这60元花得值吗?