趁儿子不注意，偷偷拆解了他的宝贝jojo点读笔

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我一直很好奇，这个笔是如何识别这么多不同的内容的，识别的原理是什么呢？

我有猜想过是在不同的图片下面放置NFC芯片和线圈，但是这样的话，一本书会有几百个图案，也就需要几百个NFC芯片和线圈，成本会很高，而且生产会比较麻烦，所以这个思路一出现在脑海里就被否决了。

那么，是通过颜色传感器识别吗？显然不是，图案的颜色各种各样，甚至有些图案颜色是一样的，但是可以识别出不同的内容，而且对于同一个图案，可能也是由很多不同的颜色组成的，所以单一的颜色传感器也做不到这个。

既然这个点读笔不能识别我们普通的书，而只能识别配套的书，那么书上面的图案一定是有玄机的，而这个识别头一定是要和对应的书配套才能使用。我也买过其他品牌的点读笔，在跨品牌进行识别时会提示没有此内容之类的。于是我仔细观察了一下书上的图案，果然还是有一定玄机的，先看看下面的图：

是不是发现图上有按照一定规律排布的小点？为了防止图片被压缩，我再截取一张更清晰的：

我猜测玄机就在这些有规律排布的小点中。如果每个图案上的这种小点排布不一样，那它就可以当做一个索引来使用，把不同图案对应的语音内容存储在系统中，点读之后，读取到这个索引，然后进而加载对应的语音内容并播放，就可以实现点读的功能。

既然要识别这些小点的排布，那么大概率会用到图像识别传感器，也就是摄像头。在识别的过程中，摄像头怼在书上，没有光线进入摄像头可不行，所以要有发光器件，但是在识别的时候没有看到有发光的现象，所以可能是红外光。

于是我再仔细看了看书上的图案，发现确实是每个图案上的小点排布都不一样，下图的箭头处有一个很明显的边界，边界外和边界内的排布完全不同：

猜测到这儿，我觉得这个原理已经差不多八九不离十了，于是上网大概搜了一下，果然是这样的，这上面的的每个点都是一个码，里面包含着丰富的数据内容，这个码叫做OID码（Optical Identification）。所以笔头上的识别设备也叫做OID光学识别器。

生成这个码的过程叫做铺码，使用的软件是QidProducer，根据分辨率，输出格式，码点大小等做好设置之后，就可以导入需要铺码的文件到软件里进行铺码，完成铺码之后就可以导出铺码文件了。看到这儿，其实你就会发现，自己diy一个点读笔没啥问题了。

虽然原理搞懂了，但是，既然已经趁儿子不注意把点读笔拿来了，那不拆白不拆是吧，所以接下来开搞。

可以看到整个产品设计比较简单，属于最常规的电子产品。两片外壳合二为一，把PCB夹在中间，边上四个螺丝一固定就完了。这个产品，从外壳设计上是学不到东西了。

接下来重点看看电路板：

接下来简单看看上面的元器件都有哪些。

一 MCU

首先映入眼帘的就是这颗LQFP-80封装的器件，型号是SN95303FG,这是松翰科技的具有SONIX OID3解码器的16位 DSP处理器。运行主频为48MHz，外部晶振为3225封装的4脚晶振，频率为12MHz。不过看布局和走线，这个晶振的起振电容摆放得不是很好，晶振走线还打孔到背面然后走了一段又绕到正面进入MCU管脚。回到MCU本身，这个MCU内置64KW ROM、16KW RAM、16KW Working RAM。可以支持运行外部SPI Flash或者SD/MMC内的代码。为啥这个单位不是KB而是KW，应该是因为这是16位处理器，所以W是Word的意思。

这里面的这个OID外设就是前面提到的这个印刷在书上的OID码。看到这些东西，就会发现这个芯片还真挺适合做点读笔这种需要音频解码，数据解压缩，音频驱动等功能的项目的。我个人几乎没做过音频相关的产品，所以对这种芯片很不熟悉，但是估计做音频相关消费产品的，估计多多少少都应该知道这类处理器。

二 EEPROM

在MCU旁边的SOP-8封装的器件是24C02C，看名字就知道这是EEPROM，但是我确实没找到这个是哪个公司的产品，这个EEPROM的容量是2Kb，某宝上找到的价格大概是0.13元左右。

三 存储

大容量存储是一颗东芝的4G容量的SD卡，简单粗暴。

四 协处理器

板子的另一端还有一个SOP-8封装的MCU，型号是NY8A051H，这是九齐科技的一款8位 EPROM-Based 6 I/O单片机。1Kx14 bit EPROM、48bytes SRAM。这个MCU应用比较多的场景是遥控器、风扇、灯光控制、游戏机周边等等。这个MCU内部有可选择频率的红外载波发射口，这也是它可以作为遥控器的关键特征。这款MCU还有SOT23-6的封装，适合做一些简单的小玩意。

我大概看了一下走线，发现这个MCU只用了两个引脚，PB0和PB1，而且 连接到了主MCU的两个引脚上。所以其实没太搞明白这个芯片存在的意义是什么。

五 Flash

板子上有一颗SOP-8封装的NOR Flash，型号是MX25L8006E，这是旺宏电子的产品，我以前做无人机飞控的时候经常用它家的Flash产品。

六 音频功放

驱动8Ω0.5W喇叭的功放芯片是松翰的SNAP01ASG，这是一个AB类音频功放。2.4V-5.5V供电。封装形式为SOP-8。

七 锂电池充电

锂电池充电芯片的封装是SOT23-5，上面的丝印是65b130，但是我根据这个型号并没有找到对应的厂家和准确的型号，只是根据电路推断出来这是锂电池充电芯片，然后我找到了一个完全兼容的型号：棱晶半导体的LGS4084H，之所以用他家的来说明，并不是因为他给我广告费，单纯是我找了一圈，就他家的手册做的比较好。引脚图和原理示意图如下：

点读笔上的这个1脚并未直接接一个LED指示灯，而是通过一个外部电路之后接入到MCU引脚了。这样做的目的是，在充电的时候，由于有外部供电的存在，所以此时MCU可以工作在运行状态，这样就可以通过这个引脚监控充电状态，在充电过程中控制jojo头顶的彩灯闪烁红色，来指示充电中，然后充满电了可以控制这个RGB灯绿色常亮。如果充电芯片的CHRG引脚直接接LED，那只能显示一种颜色，也就只能通过闪烁或者常亮或者常灭来指示状态，不够直观。这个芯片可以通过5脚PROG的电阻大小来设置恒流充电的电流大小。其电流由下面的公式决定：

这个手册还有详细的布局示意图，算是国产芯片手册里做得最好的手册了，看起来比较舒服。有时候遇到一些手册写的东西不明不白，又不得不用的时候，是真的难受。不过大概看了一下价格，此类芯片价格大概在几分钱到八毛钱都有，而这家的大概在五毛左右，做消费品的话，价格不算便宜了，不知道拿大货的价格是多少。

八 电源稳压LDO

使用的LDO是SOT23-5封装的，输出实际测量是3.3V，给MCU和其他芯片供电（喇叭功放是通过vbat经过mos之后直接供电，未降压）。具体型号根据F31O这个丝印没有查找到。

找一个引脚完全兼容的看一下原理图：

九 OID识别传感器

这个就是IOD识别传感器，通过排针和排母与电路板连接，我尝试着拆了一下发现不能无损打开，所以就扼杀了自己的求知欲。

以上就是整个板子上的关键器件。原理图网上其实都可以找到，关键词（松翰方案点读笔原理图）。整个板子的框图我从知乎上找了一个，作者静静妈，她的文章里也写了不少关于点读笔的内幕，我后面的文章有部分参考。

接下来简单说说点读笔这个市场。

点读笔应该是目前比较火的一类早教产品，有孩子的人基本上都知道这个东西。确实是很不错的一个产品，小孩可以通过它学习故事、儿歌、诗词等等。目前主要做点读笔的品牌有：毛毛虫、小天才、步步高、科大讯飞、有道、阿尔法蛋、宝宝巴士（宝贝jojo这个就是这个品牌的）。

有松翰、凌阳、KB、格莱、美哲、硕呈等点读笔方案商，比如松翰做芯片，也提供完整的方案，我这次拆的这个宝贝jojo点读笔就是松翰的方案，所以我们可以看到上面除了主控还有一颗音频功放也是松翰的。

大多数品牌只需要把自己的产品外观设计好，然后把方案包装进去，完成测试和质检等各种产品生产的流程之后就可以销售了，当然，其实做技术研发多年下来的感受就是，做消费类产品，技术本身不值什么钱，值钱的是如何把产品卖出去，那么要把一个点读笔卖出去需要什么呢？除了有一个点读笔，还需要有内容，内容，内容，重要的事情说三遍，我之所以给孩子买宝贝jojo点读笔，不是因为笔好看或者好用，单纯就是因为孩子整天看宝贝jojo的动画（我不推荐该品牌，具体关于点读笔的测评和选择，可以自己去搜相关内容）。他们有动画内容，那么出的书，大概率也是有好的内容给孩子的。内容做成一个体系，加上点读笔这就成一个生态了，当买家购买了书，或者笔，也就大概率会在这个生态里继续购买。所以阿里巴巴上的电路板批发价只有三五十，但是一个笔卖三五百，这里面除了有些是代理模式要层层赚钱之外，还有一些成本是内容制作的成本，当然，最大的部分肯定是利润。