ถอดฟีเจอร์สมาร์ตออกจากลำโพงอัจฉริยะ Marshall Uxbridge
(tomscii.sig7.se)- ดัดแปลง Marshall Uxbridge Voice ที่ถูกทิ้ง 2 ตัวให้กลายเป็นคู่สเตอริโอแบบไบแอมป์ที่ใช้ อินพุต RCA อนาล็อก โดยไม่มี Bluetooth และเสียงแนะนำ
- โครงสร้างเดิมพึ่งพาบอร์ด Linkplay, SoC Amlogic A113X, โมดูลไร้สาย และแอมป์ Class D ESMT AD85050 และไม่เหมาะกับการฟังสเตอริโอระยะใกล้เพราะมีความหน่วงประมาณ 300ms
- วงจรใหม่ใช้ไฟเลี้ยงเดี่ยว 18V ขับวูฟเฟอร์และทวีตเตอร์แยกกันด้วย แอคทีฟครอสโอเวอร์ Linkwitz-Riley ลำดับที่ 4 ที่ใช้ LM833 และ เพาเวอร์แอมป์เชิงเส้น LM1875T
- ตรวจสอบการออกแบบด้วยการจำลอง XSchem·ngspice, ต้นแบบบนเบรดบอร์ด, PSU และโหลดลำโพง Uxbridge จริง, tone generator และการฟังเพลงแบบ A/B และได้การชดเชยย่านต่ำที่น่าพอใจลงไปถึงราว 35Hz
- ผลลัพธ์คือกลายเป็นลำโพงอนาล็อกแบบตู้ปิดที่ตัดฟีเจอร์สมาร์ตออก และเปิดเผยไฟล์ออกแบบฮาร์ดแวร์ KiCAD กับไฟล์ XSchem/ngspice ภายใต้ ไลเซนส์ MIT
เปลี่ยนลำโพงอัจฉริยะที่ถูกทิ้ง 2 ตัวให้เป็นคู่สเตอริโอ
- พบลำโพงอัจฉริยะ Marshall Uxbridge Voice 2 ตัวในสภาพเกือบเหมือนใหม่
- ตัวหนึ่งสีดำ อีกตัวสีขาว
- เมื่อเปิดเครื่อง มีเสียงแนะนำว่า “NOW IN SETUP MODE. FOLLOW THE INSTRUCTIONS IN YOUR DEVICE’S COMPANION APP.”
- บนเดสก์ท็อป Linux ที่ติดตั้ง Debian stable สามารถเชื่อมต่อลำโพง Bluetooth และเล่นเพลงผ่าน
blueman-managerได้ - แม้ขนาดเล็ก แต่ย่านต่ำลงได้ลึกและมีกำลัง ส่วนย่านสูงชัดและละเอียด
- อย่างไรก็ตามย่านกลางมีลักษณะเว้าแบบ “disco smile” ซึ่งคาดว่าอาจมาจากการตั้งค่า EQ เริ่มต้น
- ตั้งใจจะใช้ทั้งสองตัวเป็นคู่สเตอริโอ แต่ในสภาพเดิม คอมพิวเตอร์เชื่อมต่อผ่าน Bluetooth ได้ทีละตัวเท่านั้น
- ขณะดูวิดีโอมีความหน่วงประมาณ 300ms เมื่อเทียบกับหูฟังแบบมีสาย และความต่างของความหน่วงระหว่างสองเครื่องอาจทำลายภาพสเตอริโอได้
- ระหว่างเล่นเพลง มีเสียงแนะนำ “CONNECTION UNSUCCESSFUL. CHECK YOUR APP FOR INSTRUCTIONS AND TRY AGAIN.” แทรกเข้ามา จึงตั้งเป้าถอดฟีเจอร์สมาร์ตออก
- เป้าหมายสุดท้ายคือทำให้เป็นลำโพงสเตอริโอที่ไม่มี Bluetooth ไม่มีความหน่วง ไม่มีเสียงแนะนำ และมีเพียง อินพุตไลน์ RCA อนาล็อก ที่ด้านหลัง
โครงสร้างภายใน Uxbridge และชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์เดิม
- คลายสกรู Phillips 6 ตัวด้านหลัง แล้วใช้คันโยกบาง ๆ งัดเปิดก็เข้าถึงภายในตู้ลำโพงได้
- มีการใช้โฟมกันอากาศเพื่อซีล ทำให้ประกบกันแน่น
- วงจรอิเล็กทรอนิกส์หลักอยู่บนบอร์ดที่ยึดกับแผงหลัง และรับไฟจาก PSU แยกใต้ตำแหน่งวูฟเฟอร์ผ่านปลั๊ก JST ขนาดใหญ่
- ปลั๊ก JST ขนาดเล็ก 2 ตัวเชื่อมต่อกับวูฟเฟอร์และทวีตเตอร์ตามลำดับ
- บอร์ดเสริมสำหรับปุ่มควบคุมวอลุ่ม·โทนด้านบน, ไมโครโฟน, ปุ่ม และไฟ RGB LED ด้านหน้าล่างเชื่อมต่อด้วยสายแพ
- บนบอร์ดหลักมีบอร์ดลูกที่เขียนว่า Linkplay เสียบอยู่
- ดูเหมือนเป็นโมดูลลำโพงอัจฉริยะ OEM ที่มี SoC Amlogic A113X, ชิปหน่วยความจำ และโมดูลไร้สาย
- สายจากโมดูลไร้สายต่อไปยังเสาอากาศแบบแพตช์ 2 จุดใกล้สองฝั่งด้านบนของแผงหลัง
- แอมป์เสียงใช้ ESMT AD85050 เป็นฐาน และดูเหมือนชิป 48 ขาที่คล้ายกับเพาเวอร์แอมป์ Class D ตระกูล TI TAS5727
- เป็นโครงสร้าง 2 แชนเนลที่ขับทวีตเตอร์และวูฟเฟอร์แยกกัน
- วัดได้ว่าไดรเวอร์ทั้งสองมีค่าประมาณ 4Ω
- เมื่อตามรอยการเชื่อมต่อ พบว่าการควบคุม I2C, สตรีมเสียงดิจิทัล I2S 2 แชนเนล และไฟ 3.3V ทั้งหมดมาจากบอร์ดลูก
- บอร์ดเดียวกันนี้ยังสร้างเสียงแนะนำที่เป็นปัญหาด้วย
ความพยายามรักษาบอร์ดเดิมไว้และการยอมแพ้
- ตอนแรกเห็นว่าการทิ้งชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์เดิมทั้งหมดระหว่าง PSU กับลำโพงเป็นเรื่องสิ้นเปลือง จึงพยายามใช้เพาเวอร์แอมป์เดิม
- เมื่อถอดบอร์ดลูกออกแล้วไม่มีอะไรทำงานเลย ซึ่งสอดคล้องกับโครงสร้างที่พึ่งพา I2C·I2S·ไฟเลี้ยง
- ลองบัดกรีสายเส้นเล็กเข้ากับไลน์ LINP, LINN, AGND ของชิป ESMT เพื่อฉีดอินพุตอนาล็อก
- เมื่อขับ LINP แบบไม่สมดุลและผูก LINN ลงกราวด์ ไม่มีเสียงออกมา
- คาดว่ากลไกป้องกันหรือ shutdown ของชิปทำงาน
- เมื่อต่อวงจรขับแบบสมดุลชั่วคราวด้วย op-amp บนเบรดบอร์ด ก็มีเสียงออกมา และไม่พบ noise·distortion·interference ที่ชัดเจน
- แต่ขับได้เฉพาะวูฟเฟอร์ ส่วนทวีตเตอร์ต่ออยู่กับอีกแชนเนล
- วิธีนี้ต้องใช้อินพุตเสียงแบบสมดุล 2 ชุด แยกสำหรับวูฟเฟอร์และทวีตเตอร์
- ต้องยัดสายแพตช์จำนวนมากและวงจรเพิ่มเติมเข้าไปในตู้ที่คับแคบ อีกทั้งวิธีจับค่า I2C แล้วให้ไมโครคอนโทรลเลอร์จำลอง หรือขับอินพุต I2S โดยตรง ก็ยังมีปัจจัยไม่แน่นอนมาก
- สุดท้ายจึงเปลี่ยนแนวทางเป็น เปลี่ยนวงจรอิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมด โดยไม่คงบอร์ดเดิมไว้
การออกแบบไบแอมป์อนาล็อกใหม่
- ข้อกำหนดของการออกแบบใหม่คือใช้ไฟเลี้ยงเดี่ยว 18V DC จาก PSU เดิม, อินพุตไลน์ RCA ด้านหลัง, รักษาโครงสร้างตู้ปิด, ครอสโอเวอร์ราว 2kHz, EQ/การชดเชยลำโพงเพิ่มเติม และเพาเวอร์แอมป์ 2 ตัวสำหรับวูฟเฟอร์·ทวีตเตอร์
- เลือก LM1875T เป็นเพาเวอร์แอมป์ เพราะมีวงจรอ้างอิงสำหรับการทำงานด้วยไฟเลี้ยงเดี่ยว
- ขับไดรเวอร์ 4Ω
- กำลังขับพีกที่คาดไว้ประมาณ 5W ต่อไดรเวอร์ และในทางปฏิบัติจะเกี่ยวกับวูฟเฟอร์เป็นหลัก
- มองว่าให้กำลังเพียงพอสำหรับการฟังระยะใกล้และห้องเงียบ
- ครอสโอเวอร์ใช้โครงสร้าง Linkwitz-Riley ลำดับที่ 4
- ต่อฟิลเตอร์ Sallen-Key low-pass หรือ high-pass ที่เหมือนกัน 2 ขั้นแบบอนุกรม
- ความชัน 24dB/octave และตามทฤษฎีมีข้อดีคือผลรวมของสองแชนเนลในช่วงครอสโอเวอร์เป็น 0dB
- เลือก LM833 เป็น op-amp
- มีสเปก gain-bandwidth 15MHz, slew rate 7V/μs, noise แรงดัน 4.5nV/√Hz
- เป็น dual op-amp จึงทำฟิลเตอร์ Linkwitz-Riley high-pass หรือ low-pass แบบสมบูรณ์ได้ด้วยชิปเดียว
- ใช้กราวด์เสมือนเพื่อให้วงจร op-amp ทำงานกับไฟเลี้ยงเดี่ยวได้
- แยกกราวด์เสมือนเป็นสองชุดเพื่อรักษาการแยกเส้นทางสัญญาณวูฟเฟอร์และทวีตเตอร์ และลด crosstalk ผ่านกราวด์เสมือน
วงจรฟิลเตอร์และการจำลอง
- สัญญาณอินพุตถูก AC-coupled ผ่าน C1 และปรับให้อยู่ที่ระดับกึ่งกลางไฟเลี้ยงด้วย R1·R2
- C2, R3 และ source impedance ที่ขับอินพุตไลน์สร้างฟิลเตอร์ low-pass ลำดับที่ 1 โดยที่ source impedance 600Ω ให้ความถี่ตัดประมาณ 50kHz
- เป็นโครงสร้างเพื่อกำจัดสัญญาณรบกวน RF ก่อนถึง input follower U1A
- เส้นทางทวีตเตอร์ประกอบด้วยฟิลเตอร์ Sallen-Key high-pass 2 ขั้นรอบ U2B และ U2A
- ทำงานเป็นฟิลเตอร์ Linkwitz-Riley high-pass ลำดับที่ 4
- เอาต์พุต TWR_IN ขับเพาเวอร์แอมป์ทวีตเตอร์
- เส้นทางวูฟเฟอร์เริ่มจากฟิลเตอร์ low-shelving รอบ U1B
- เน้นย่านต่ำเพื่อชดเชย roll-off ย่านต่ำของวูฟเฟอร์
- จากนั้นผ่านฟิลเตอร์ Linkwitz-Riley low-pass รอบ U3A·U3B แล้ว WFR_IN ขับเพาเวอร์แอมป์วูฟเฟอร์
- ตรวจสอบการตอบสนองความถี่และเฟสด้วย XSchem และ ngspice
- ความถี่ครอสโอเวอร์ทางไฟฟ้าคือ 2kHz
- เอาต์พุตรวมมี bump เล็กน้อย แต่จากการทดสอบฟัง พบว่า roll-off ย่านสูงของวูฟเฟอร์ชดเชย bump ทางไฟฟ้าบริเวณครอสโอเวอร์ได้โดยประมาณ
- ตาม SPICE ที่ 2kHz เฟสเอาต์พุตทวีตเตอร์ช้ากว่าวูฟเฟอร์ประมาณ 19°
- เท่ากับความหน่วงประมาณ 26μs และที่ความเร็วเสียง 340m/s เทียบได้กับความต่างระยะทางเสียงประมาณ 9mm
- ในการจัดวางจริง ทวีตเตอร์อาจอยู่ใกล้ผู้ฟังกว่าวูฟเฟอร์เล็กน้อย ทำให้เกิดความต่างระยะทางเชิงเรขาคณิตที่มีเครื่องหมายตรงข้าม
- เนื่องจากคุณลักษณะไดรเวอร์ที่ไม่ทราบแน่ชัดและสภาพแวดล้อมอะคูสติกที่ควบคุมไม่ได้ จึงไม่ใส่วงจรชดเชยดีเลย์แบบ allpass เพิ่ม
เพาเวอร์แอมป์และเงื่อนไขเอาต์พุต
- เพาเวอร์แอมป์ของทวีตเตอร์และวูฟเฟอร์ทั้งคู่ทำตามวงจรอ้างอิงไฟเลี้ยงเดี่ยวของ LM1875T
- ตั้ง voltage gain เป็น 20 เพื่อปรับปรุงเสถียรภาพ
- ในอัปเดตเดือนตุลาคม 2025 เปลี่ยน R15 และ R19 จาก 20kΩ เป็น 10kΩ เพื่อเพิ่ม gain เป็น 20
- เอกสารการออกแบบและรูปภาพได้รับการอัปเดตให้สะท้อนการเปลี่ยนแปลงนี้แล้ว
- แอมป์ทวีตเตอร์และแอมป์วูฟเฟอร์มีค่าคาปาซิเตอร์บางตัวต่างกัน
- ทวีตเตอร์ยอมรับ corner frequency ที่สูงกว่าได้ตามช่วงความถี่ใช้งาน จึงใช้ชิ้นส่วนที่เล็กและถูกกว่าได้
- คาปาซิเตอร์ coupling เอาต์พุตเลือกใช้ชิ้นส่วนคุณภาพสูงสำหรับงานเสียง
- ขั้วของคอนเนกเตอร์เอาต์พุต J3 และ J4 กลับกัน
- เพราะคอนเนกเตอร์ JST ของสายไดรเวอร์ Uxbridge ถูก crimp มาโดยมีขั้วกลับกัน
- PSU เดิมอยู่ใกล้ช่วงล่างของช่วงไฟเลี้ยง LM1875
- แรงดันไฟเลี้ยงที่ต่ำจำกัดกำลังขับ แต่ก็ลดความร้อนด้วย
- ความร้อนที่คาดว่าจะสูญเสียมีค่าสูงสุดไม่กี่วัตต์ และในสถานะว่างอยู่ต่ำกว่า 1W บางส่วน
การทำต้นแบบและการจูน
- ทำวงจรทั้งหมดบนเบรดบอร์ดแล้วเชื่อมต่อกับลำโพงจริงเพื่อทดสอบ
- ถอดวงจรอิเล็กทรอนิกส์เดิมออกจาก Uxbridge ที่ใช้ทดสอบ
- ต่อสายลำโพงให้ยาวขึ้นแล้วดึงออกมาผ่านรูเล็ก ๆ ที่เคยเป็นปุ่ม Bluetooth
- ปิดแผงหลังและใช้เทปปิดรูให้มากที่สุด เพื่อประเมินในสภาพใกล้เคียงตู้ปิดจริง
- ใช้ PSU ของ Uxbridge จริงเพื่อตรวจสอบปัญหาความเข้ากันได้ระหว่างวงจรกับ PSU
- ใช้ tone generator ออนไลน์ปรับการทำงานทั่วไป, ขั้วไดรเวอร์, ระดับช่วงครอสโอเวอร์ และฟิลเตอร์ชดเชย roll-off ของวูฟเฟอร์
- ผลลัพธ์ที่น่าพอใจลงไปถึงประมาณ 35Hz และใกล้เคียงกับ Uxbridge เดิม
- ทำ A/B test ด้วยการฟังเพลงด้วย
- ฝั่งหนึ่งใช้วงจรใหม่ขับลำโพงในตู้ที่ปิดแล้ว
- อีกฝั่งใช้ Uxbridge เดิมที่สมบูรณ์เล่นผ่าน Bluetooth
- หลังเปรียบเทียบหลายวัน เห็นว่าเสียงของวงจรใหม่ราบเรียบและแม่นยำกว่า
- โดยเฉพาะย่านกลางที่ใน Uxbridge เดิมฟังดูขาดหายไป ได้รับการประเมินว่าดีขึ้น
- ตรวจสอบความร้อนด้วยการใช้นิ้วแตะดูอุณหภูมิฮีตซิงก์
- ครีบระบายความร้อน TO-220 ที่วางแผนไว้จะร้อนมากเฉพาะที่ระดับเสียงดังจนฟังต่อเนื่องได้ยาก
- จึงตัดสินว่าไม่จำเป็นต้องใส่ฮีตซิงก์ใหญ่ขึ้นในตู้ปิด
การออกแบบ PCB และโครงสร้างกลไก
- จุดสำคัญของ PCB คือให้เข้ากับขนาดและแพตเทิร์นรูสกรูของบอร์ดเดิม
- เนื่องจากวงจรเล็กและไม่ซับซ้อนมาก จึงทำโครงสร้างได้ใกล้เคียงการเดินลายหน้าเดียว
- ลายเกือบทั้งหมดอยู่ด้านชิ้นส่วน
- พื้นที่ที่เหลือบนด้านชิ้นส่วนและเกือบทั้งหมดของด้านบัดกรีเติมเป็น ground plane
- ใต้ฮีตซิงก์ใส่ thermal via เพื่อให้ PCB มีส่วนช่วยกระจายและระบายความร้อน
- ถ้าใช้ SMT จะลดพื้นที่ PCB ได้ราวครึ่งหนึ่ง แต่เลือกใช้ชิ้นส่วนทั่วไปแบบเดียวกับที่ใช้บนเบรดบอร์ดต่อไป
- ขนาด PCB ใหม่อยู่ราวครึ่งหนึ่งของแผงเดิม
- ปรับให้คอนเนกเตอร์เข้ากันได้เพื่อใช้สายเดิมต่อ
- ระบุคอนเนกเตอร์ไฟ DC ได้ว่าเป็น JST-VH และซื้อมาใช้
- คอนเนกเตอร์ลำโพงเป็น JST-XA แต่ซื้อชิ้นส่วนใหม่ได้ยาก จึงถอดซ็อกเก็ตจากบอร์ดเดิมมาบัดกรีบน PCB ใหม่
- ในต้นแบบใช้ JST-XH ที่ pitch ใกล้เคียงกัน แต่ XH ไม่มีโครงสร้างล็อกแบบ XA
- อินพุตเสียงใช้คอนเนกเตอร์ JST-PH 2 พินและแจ็ก RCA แบบติดแผง
- แจ็ก RCA ยึดไว้กับรูเส้นผ่านศูนย์กลาง 6.5mm ที่เดิมเป็นปุ่ม Bluetooth
- ด้านหลังอุดด้วยกาวร้อนเพื่อรักษาความแน่นสนิทของตู้
- ระหว่างประกอบ ขอบ PCB ชนกับเสาพลาสติกสำหรับสกรูด้านใน
- สาเหตุคือพลาดไม่ได้ใส่ cutout เล็ก ๆ ที่ขอบซ้ายของแผงเดิมไว้ในเส้นรอบรูปบอร์ดใหม่
- จึงใช้ตะไบขัดเสาพลาสติกออกประมาณ 2mm แล้วดูดผงออกด้วยเครื่องดูดฝุ่นจนประกอบเสร็จ
ผลลัพธ์และไฟล์ที่เผยแพร่
- ลำโพงสองตัวที่เสร็จแล้วกลายเป็นคู่สเตอริโอที่ใช้ อินพุต RCA อนาล็อก และไม่มีฟีเจอร์สมาร์ต
- หลังฟังหลายอัลบั้มซ้ำ ๆ เป็นเวลาหลายสัปดาห์ ประเมินว่าความเที่ยงตรงดีขึ้นมากเมื่อเทียบกับ Uxbridge เดิม
- เห็นว่าการจูนแอคทีฟฟิลเตอร์โดยรวมลำโพงจริงเป็นโหลดมีส่วนช่วยให้การตอบสนองความถี่ดีขึ้น
- ตัดสินว่าเพาเวอร์แอมป์เชิงเส้นที่ทำงานที่กำลังขับต่ำมีแนวโน้มให้ noise และ distortion ต่ำกว่า
- ภาพสเตอริโอที่ชัดเจนก็ถือเป็นสัญญาณของความเที่ยงตรงสูง
- ได้ข้อสรุปว่า วงจรอิเล็กทรอนิกส์อนาล็อกในย่านเสียงนั้น หากไม่นับกรณีสุดโต่งอย่างกำลังขับสูงมากหรือสัญญาณเล็กมาก ๆ ก็ทำให้มีคุณภาพค่อนข้างสูงได้ไม่ยากด้วยสารกึ่งตัวนำสมัยใหม่
- เปิดเผยไฟล์ออกแบบฮาร์ดแวร์ KiCAD, workspace ของ XSchem และไฟล์จำลอง ngspice ไว้ใน repository ออนไลน์
- ไฟล์ที่เผยแพร่แจกจ่ายภายใต้เงื่อนไข ไลเซนส์ MIT
1 ความคิดเห็น
ความคิดเห็นจาก Hacker News
ถ้าจะออกแบบไปถึงระดับ PCB ก็น่าคิดถึงวิธี ขับอินพุต I2S แบบดิจิทัล เช่นกัน
ลองไล่อ่าน datasheet ของ AD85050 ดูแล้วพบว่ามีฟังก์ชัน DSP ภายใน และมีโอกาสสูงที่ Marshall จะจูนไว้ให้เข้ากับไดรเวอร์และตู้ลำโพงแล้ว
เหตุผลที่ลำโพงแอ็กทีฟฟังดูดีได้แม้ใช้ฮาร์ดแวร์ราคาค่อนข้างถูก ก็เพราะเบื้องหลังมี post-processing จำนวนมากเพื่อชดเชยข้อบกพร่องของฮาร์ดแวร์
AD85050 มีอินพุตสเตอริโอ I2S ดังนั้นครอสโอเวอร์อาจทำอยู่ภายในชิปแอมป์ หรืออาจถูกประมวลผลใน Amlogic SoC ก็ได้
ถ้าเป็นกรณีหลัง เรื่องอาจยุ่งขึ้น เพราะต้องใส่ชิป DSP แยกบนบอร์ด หรือกำหนดค่า AD85050 ผ่าน I2C เพื่อเพิ่มฟิลเตอร์ผ่านต่ำ/ผ่านสูงที่เหมาะสม
ถ้าวางตัวแปลง A/D แบบ 2 แชนเนลไว้ด้านหน้า ก็สามารถทำให้อินพุตแอนะล็อกเดี่ยวกลายเป็นสเตอริโอ I2S ที่ทำซ้ำไปทั้งสองแชนเนลเพื่อขับแอมป์ได้
อินพุต USB จะซับซ้อนกว่ามากถ้าต้องการทำสเตอริโอจริงด้วยลำโพงสองตัว เพราะต้องมีการ routing ฝั่งซอฟต์แวร์ ส่วน SPDIF อาจทำได้โดยแยกสัญญาณแล้วใส่ชิปแปลง SPDIF-to-I2S ในลำโพงแต่ละตัว แต่ก็ยังต้องมีวิธีแยกแชนเนลซ้ายขวาอยู่ดี
ฟังก์ชันมิกซ์ผ่าน I2C ของ AD85050 อาจช่วยในส่วนนี้ได้
แน่นอนว่าทั้งหมดนี้อาจกลายเป็นงานใหญ่กว่าการออกแบบแอมป์เองตั้งแต่แรก และสุดท้ายก็ขึ้นอยู่กับว่าอยากสำรวจฝั่งแอนะล็อกหรือฝั่งดิจิทัลมากกว่ากัน
แอมป์เป็นแอมป์คลาส D ราคาต่ำกว่า 1 ดอลลาร์ที่ซื้อจากร้าน Raspberry Pi และไม่มีการประมวลผลใดๆ เลย
ถ้ากล่องแข็งแรง ปิดสนิท และลำโพงดี ผลลัพธ์ที่ได้อาจยอดเยี่ยมเกินคาดมาก
ถ้าเปลี่ยน DSP เป็นแอมป์ที่เรียบง่ายกว่า อาจได้เสียงที่ละเอียดกว่าจากตัวไดรเวอร์และตู้ลำโพงเอง และอาจเป็นประสบการณ์การฟังที่น่าพอใจกว่า
ไดรเวอร์ดูค่อนข้างเต็มขนาดเมื่อเทียบกับขนาดกล่อง และคุณลักษณะที่รบกวนหูก็ปรับได้ด้วยอีควอไลเซอร์แบบง่ายๆ
แนวทางที่ไดนามิกกว่านี้ ถ้าทำพลาด อาจทำให้โทนเสียงฟังแปลกตอนฟังได้
DSP สมัยใหม่เหมือนเวทมนตร์ก็จริง แต่ผมชอบ audio pipeline ที่ปล่อยให้ข้อบกพร่องปรากฏ มากกว่าการซ่อนข้อบกพร่องแบบเรียลไทม์
เป็นลำโพง Harman Kardon “สมาร์ต” ที่มีดอเทอร์บอร์ดแยกทำหน้าที่เป็นสมอง และส่วนนั้นเสีย
ตอนนี้ผมถอดรหัสสัญญาณควบคุมได้แล้ว และออกแบบดอเทอร์บอร์ดใหม่ที่ใช้ ESP32 ขับเอาต์พุต I2S แล้วด้วย
ตอนนี้ต้องหาวิธีดาวน์มิกซ์เสียงให้เป็นโมโน แล้วทำ DSP แยกแชนเนลซ้ายขวาเป็นเอาต์พุตทวีตเตอร์/เบส หรือหาโค้ดที่มีอยู่แล้ว
ถ้ามีความช่วยเหลือหรือข้อมูลชี้ทางที่เกี่ยวข้องก็คงดี
และใช่ ย่อหน้าก่อน “Going all-in” พูดถึงไอเดียการขับด้วย I2S
แต่คงต้อง reverse engineer การตั้งค่า I2C ที่ส่งไปยังชิป ESMT ด้วย
สำหรับคนที่เคยชอบเครื่องเสียงรถยนต์ นี่เป็นสายที่ค่อนข้างสนุก
ผมมีลำโพงตัวนี้อยู่ และแทบไม่น่าเชื่อว่า ฟีเจอร์สมาร์ตมันน่ารำคาญแค่ไหน
แค่คุยโทรศัพท์ในบ้าน ลำโพงก็เข้าใจผิดว่าผมกำลังสั่งงานมัน
แล้วมันก็พูด “SORRY. YOUR DEVICE IS NOT CONNECTED TO THE INTERNET. PLEASE CHECK YOUR BLUETOOTH SETTINGS AND TRY AGAIN.” ที่ระดับเสียงดังสุด
ผมไม่ใช่วิศวกรอิเล็กทรอนิกส์ แต่ผมอยากรู้จริงๆ ว่าจะปิดฟีเจอร์โง่เหลือเชื่อนี้ได้อย่างไร
น่าจะมีลิงก์อยู่แถวๆ เหนือคอมเมนต์นี้
ใช้ ค้อน ก็พอ
แต่ก็มีความเสี่ยงว่าจะได้ยิน “THE BLUETOOTH DEVICE IS READY TO PAIR” แทน
ถึงอย่างนั้น ใน SoC บางตระกูลอย่าง JieLi ก็มีคนหาวิธีเปลี่ยนเสียงแจ้งเตือนได้แล้ว
ช่วงนี้ผมก็สงสัยเหมือนกันว่าจะมีวิธี ทำให้สมาร์ตทีวีกลายเป็นทีวีโง่ๆ ไหม
ส่วนตัวผมชอบชื่อ “stupify” มากกว่า
ระหว่างตั้งค่า มันถามว่าจะเปิดฟีเจอร์ “สมาร์ต” อย่าง Google TV, กล้อง, ไมโครโฟน หรือจะเชื่อมต่อเครือข่ายไหม ผมตอบไม่ทั้งหมด
หลังจากนั้นมันก็ทำงานเป็นแค่ จอโง่ๆ สำหรับกล่อง Apple TV เท่านั้น
ก็เลือกอินพุตวิดีโอที่ต้องการ ต่ออุปกรณ์อินพุตที่ชอบ แล้วอย่าใช้รีโมตทีวีอีกก็พอ
มีโปรเจกต์ ลง OpenWRT บน LinkPlay A31 อยู่ ซึ่งอาจง่ายกว่าการรื้อเปลี่ยนภายในแทบทั้งหมด
https://github.com/hn/linkplay-a31
นี่ดูเหมือนแนวทางของวิศวกรอิเล็กทรอนิกส์ที่ไม่ได้มีประสบการณ์ออกแบบลำโพงมากนัก
ถ้าจะออกแบบครอสโอเวอร์ให้ถูกต้อง ต้องพิจารณาปัจจัยมากมาย เช่น พารามิเตอร์ Thiele/Small ของไดรเวอร์ ปริมาตรตู้ การออกแบบแผงหน้าลำโพง เป็นต้น
แค่เอาครอสโอเวอร์ไปรันใน LTspice แล้วจบไม่ได้ และ VituixCad น่าจะเป็นทางออกที่เหมาะสมกว่า
แล้วก็ต้องวัดค่าจริงด้วย
ถ้ามีครอสโอเวอร์แอนะล็อกให้ทำรีเวิร์สเอนจิเนียริงได้ การเปลี่ยนแอมป์กับขยะ “สมาร์ต” ก็ง่าย แต่ถ้าเป็นโครงสร้างที่ประมวลผลด้วย DSP ก็จะยากขึ้นอย่างรวดเร็ว
ต่อให้เป็นไดรเวอร์ฟูลเรนจ์ตัวเดียวก็เหมือนกัน
ไม่ใช่ว่าจะใช้ครอสโอเวอร์ “มาตรฐาน” สำเร็จรูปหรือเครื่องคำนวณบนเว็บแล้วจบได้
แต่ก็ถือว่าดีที่ช่วยรักษาฮาร์ดแวร์ไว้ได้
หูที่ดีและความอดทน โดยเฉพาะในงานอดิเรก สามารถทดแทนอุปกรณ์ทดลองราคาแพงได้ค่อนข้างมาก
ผมมีลำโพง Google Nest Audio อยู่สองสามตัว เสียงดีมาก แต่มีปัญหาแบบเดียวกับลำโพง Bluetooth และก็ไม่มีช่องอินพุต 3.5mm ให้แปลงเป็นลำโพงทั่วไปได้
อยากรู้ว่าคนที่มีความรู้ด้านเสียงน้อยมาก และรู้แค่อิเล็กทรอนิกส์พื้นฐาน ควรใช้วิธีไหนถ้าจะดัดแปลงแบบนี้
ความเห็นทำนองว่า “เบสแน่นและลึก ลึกเกินขนาดตัวไปมาก ส่วนเสียงแหลมก็ชัดและมีรายละเอียด” แสดงให้เห็นอย่างดีว่า ชื่อแบรนด์ส่งผลต่อหู อย่างไร
จู่ ๆ กล่องพลาสติกเล็ก ๆ รวมกับโค้ก SBC Bluetooth ก็ฟังดูยอดเยี่ยมขึ้นมาได้
ส่วนที่บอกว่าเสียงเหมือน “disco smile” คือย่านกลางถูกคว้านออก แต่โยนความผิดให้การตั้งค่าอีควอไลเซอร์เริ่มต้นที่เป็นมิตรกับผู้บริโภคนั้น อธิบายให้เรียบง่ายกว่านี้ได้
เพราะเป็น Marshall เสียงย่านกลางเลยถูกคว้านออก
อย่างน้อยจนถึงกลางทศวรรษ 1970 หรืออาจถึงยุค JCM800 ด้วยซ้ำ Marshall เป็นที่รู้จักว่าเป็น แอมป์ที่มีย่านกลางเยอะ กว่าคู่แข่งกระแสหลักอย่าง Fender หรือ Vox
แต่การตั้งค่า “กลาง” ของแอมป์กีตาร์แทบทุกตัวก็มีย่านกลางหายไปในระดับหนึ่งอยู่แล้ว
เพราะคนชอบเสียงแบบนั้น และมองว่าเป็นเสียงแบบดั้งเดิม
แม้ตอนเสียบเล่นตรงเข้ามิกซิ่งคอนโซล ก็มักจะเห็นการตัดย่านกลางลงเล็กน้อยแทบทุกครั้ง นั่นคือเสียงที่คนนึกถึงเมื่อโยงกับกีตาร์ไฟฟ้า
มีตระกูล Rakoit Linkplay module แบบคลาสสิกโผล่มาแล้ว
Arylic Up2Stream Amp ก็ใช้ตระกูล A31 อยู่เหมือนกัน และค่อนข้างน่าสนใจที่ได้รู้ว่ามันเป็นคอมพิวเตอร์ Linux เต็มรูปแบบที่รัน Linux อยู่บนดอเตอร์บอร์ดขนาดเล็ก
แต่ก็น่าเสียดายที่พวกเขาไม่ปฏิบัติตาม GNU GPL สำหรับ U-Boot, Linux และคอมโพเนนต์ GNU อื่น ๆ แล้วอธิบายทำนองว่า “การผสานซอฟต์แวร์สตรีมมิงแบบ multiroom ให้เสถียรนั้นค่อนข้างซับซ้อน”
อาจลองหามาสักตัวเพื่อแฮ็กดูเอง และดูว่าสามารถลง OpenWrt หรือดิสโทร Linux อื่นบนโมดูลที่ใช้ชิป Amlogic ได้หรือไม่
ดูเหมือนว่าน่าจะสามารถแฟลชเฟิร์มแวร์อื่นได้
บนโมดูล LinkPlay A31 ของผม ผมลงอิมเมจ OpenWrt ขนาดเล็กสำหรับชิปนั้นแทนซอฟต์แวร์ Arylic ซึ่งในกรณีของผมชิปเป็น MT7628 จึงแทบจะเป็นเราเตอร์ SoC เลย
โครงสร้างดูเหมือนใช้ Linux มาตรฐานกับ U-Boot แล้ววางไบนารีคัสตอมบางตัวสำหรับสื่อสารกับตัวประมวลผลร่วม DSP บนบอร์ดแคริเออร์ เว็บเซิร์ฟเวอร์สำหรับการจัดการและควบคุมผ่านแอป รวมถึงไบนารีคัสตอมชื่อ rootApp ที่รับผิดชอบการทำงานหลักไว้ด้านบน
สำหรับคนที่ไม่รู้จักอุปกรณ์นี้ มันหน้าตาเหมือนแอมป์ Marshall แต่จริง ๆ เป็น ลำโพง Bluetooth สูง 9 นิ้ว
อยากรู้ว่าราคาเท่าไหร่
ต่อให้ลำโพงได้มาฟรี ก็มีมูลค่า 240 ดอลลาร์ และการผลิต PCB ก็คงไม่ถูก แถมคาปาซิเตอร์ก็ค่อนข้างใหญ่
PCB 2 ชั้นขนาดไม่เกิน 100x100mm จำนวน 5 แผ่น ราคาแค่ 3.50 ดอลลาร์ รวมค่าส่งทั่วโลก
ถ้าออกนอกสเปกมาตรฐานก็จะแพงขึ้น แต่ก็ยังอยู่ระดับไม่กี่ดอลลาร์ต่อบอร์ด
https://jlcpcb.com/
คาปาซิเตอร์อิเล็กโทรไลต์ตัวใหญ่ที่สุดในวงจรนี้ ราคา 3.29 ดอลลาร์ต่อชิ้นเมื่อซื้อ 1 ชิ้น เพราะเป็นคาปาซิเตอร์ Nichicon “audio grade” ระดับสูง
ถ้าเป็นคาปาซิเตอร์เกรดทั่วไปขนาดเดียวกัน แบรนด์ญี่ปุ่นอยู่ที่ 1.68 ดอลลาร์ และถ้ายอมใช้แบรนด์จีน ก็ลงไปได้ถึง 0.36 ดอลลาร์
การเก็บลำโพงที่ถูกทิ้งมา แล้วใช้เวลาทำงานฝีมือหลายสิบชั่วโมงเพื่อเปลี่ยนไส้ในนั้น จริง ๆ ก็เป็นเรื่องขำอยู่
ถ้าโครงการระดับนี้คิดเงินลูกค้า ก็น่าจะต้องคิดหลายพันดอลลาร์
แต่จะไปว่าคนมีงานอดิเรกก็ไม่ได้
เห็นชัดว่าเป็นงานที่ปรับให้ได้ความสนุกและ nerd cred สูงสุด ไม่ใช่ต้นทุนต่ำสุด
ไม่รู้ค่าประกอบเท่าไร แต่ถ้าทั้งหมดเกิน 20 ดอลลาร์ก็คงแปลกใจ