Lego Smart Brick — фундамент системы Lego Smart Play, в которой датчики, источники звука и света добавляют в игру интерактивность. Систему Smart Play анонсировали на CES 2026; для меня она стала одним из самых интересных моментов выставки. Мне удалось немного поиграть с «Красной пятёркой» X-Wing Люка Скайуокера, и меня впечатлил набор возможностей блока, учитывая его малые размеры и размеры аккумулятора. Эти блоки позволили мне вернуться в детство, когда я часами собирал новые наборы Lego и играл с ними. Если бы я был ребёнком, то испытал бы настоящий восторг!

На CES компания Lego анонсировала три набора с функциями Smart Play, которые поступили в продажу 1 марта 2026 года. Как только я узнал об этом, то подписался на предзаказ, заранее понимая, что буду разбирать и анализировать устройства. В конце концов, Lego Group хорошо известна своими выдающимися способностями к разработке и производству. Я ожидал, что эти блоки разработаны с тем же вниманием к деталям, и мне не терпелось покопаться у них внутри.

Краткое описание системы Smart Play

Система Smart Play стоит из умных блоков (Smart Brick, рисунок 1), умных меток (Smart Tag, 2) и умных минифигурок (Smart Minifigure, 3). Метки и минифигурки — это пассивные устройства, которые при сближении с блоком вызывают в нём интерактивные реакции. Блоки — это мозги системы, они включают в себя крошечные печатные платы с питанием от литий-ионных аккумуляторов. Зарядка блоков выполняется без проводов при помощи Smart Charger (рисунок 4). Lego утверждает, что после трёхчасовой зарядки блоки обеспечивают до 45 минут игры.

Smart Brick, Tag и Minifigure имеют полную обратную совместимость со всеми старыми наборами Lego. На момент написания статьи Lego не продаёт напрямую платформу Smart Play — для получения меток, блоков и минифигурок необходимо приобрести один из наборов «всё в одном» Smart Play. После покупки аксессуаров Smart Play можно сочетать их с наборами, совместимыми с Smart Play, чтобы воспользоваться всеми функциями.

Я купил по одному из наборов: «всё в одном» Throne Room Duel and A-Wing и совместимый набор Luke’s Landspeeder. Пока я собрал показанный ниже A-Wing и работаю над сборкой Throne Room.

Краткое описание Smart Brick

Для понимания контекста я пометил каждую грань буквами от A до F: верхняя, левая, передняя, нижняя, правая и задняя. Грань A состоит из прозрачного пластика с матовой поверхностью, который защёлкивается на непрозрачном чёрном корпусе. В дополнительном прозрачном окошке (5) на грани B находятся светодиод и фотодиод. Через прозрачный пластик видно несколько отверстий (6) в корпусе, которые не доходят до верхнего слоя.

При внимательном изучении грани A становится понятно, что место, которое я изначально обозначил как отверстие (6) на самом деле сплошной пластик, а сами отверстия находятся по обеим сторонам от него (7). Пока предназначение этих отверстий непонятно, но, возможно, свет на них прольёт разборка. Наличие этих отверстий может означать, что изделие не герметично.

Smart Brick имеют тот же знакомый нам форм-фактор с выступами 2x4, однако по высоте выше на 66%. В Smart Play часто используются беспроводные соединения. Для обнаружения в непосредственной близости меток или минифигурок блоки используют электромагнитную связь ближнего поля. LEGO заявляет, что расстояние обнаружения составляет до 1 см, однако при тестировании я обнаружил, что радиус сильно зависит от того, какая грань находится ближе к метке.

Кроме того, Lego разработала собственный mesh-протокол на основе BLE под названием BrickNet, позволяющий общаться друг с другом большому количеству блоков.

Минифигурки и метки системы Smart Play

Минифигурки — базовая часть экосистемы Lego и, наверно, одни из самых известных игрушек в мире. В системе Smart Play компания Lego добавила каждой минифигурке уникальную эстетику и характер. Smart Minifigure можно отличить по круглому рисунку на спине со значками света и звука внутри круга (8). Во всём остальном внешний вид минифигурок остался прежним.

Основное различие между обычной минифигуркой (9) и Smart Minifigure (10) обнаруживается в поперечном сечении. В Smart Minifigure содержится две гибкие катушки (спереди и сзади). Эти катушки кодируют световые и звуковые данные конкретной минифигурки. Как только Smart Brick оказывается поблизости от минифигурки, он обнаруживает катушку и понимает, какие звуковые и световые паттерны должен сгенерировать.

Smart Tag функционально идентичны минифигуркам, внутри них тоже находится гибкая катушка. Внешняя наклейка (11) обозначает набор, игрушку или сцену, к которым относится метка. Я решил взглянуть на гибкую катушку метки Luke’s Landspeeder. Гравёром со шлифовальной головкой я несколько раз горизонтально прошёлся по грани метки.

Через несколько минут шлифовки я увидел под пластиком катушку. Вероятно, прямоугольные (11 и 13) и круговые опоры (12 and 14) используются для правильного размещения устройства в процессе отливания детали. Также я заметил дополнительный квадрат (15), но не смог разобраться, для чего он нужен. Я посветил фонариком снизу, чтобы проверить, подключён или он к цепи или это часть конструкции, но больше ничего не увидел. Фонариком удалось просветить всю катушку.

Забираемся внутрь Smart Brick

Внешний корпус блока надёжно крепится к прозрачной крышке защёлками. Мне не удалось найти надёжного способа снять крышку, не поломав нижний корпус, поэтому при помощи плоскогубцев добрался до внутренностей через грань C нижнего корпуса, повредив при этом часть грани E.

Оставшаяся целой часть корпуса справа содержит защёлки (16) для прозрачного окошка на грани B. Широкая средняя линия, заканчивающаяся в грани C, способствует течению пластика при литье. Справа мы видим след литникового отверстия (17). Любопытно, почему оно смещено вправо. Возможно, так произошло из-за подъёмника защёлки (16).

Сняв нижнюю часть корпуса, изучим внутренности. Верхняя крышка соединяется защёлками с среднему прозрачному пластиковому корпусу (20). Весь средний корпус обёрнут несколькими непересекающимися катушками из медного провода (18). Сочувствую инженеру, которому пришлось вручную создавать proof-of-concept этой конструкции.

Вскрывая внешний корпус, я случайно поломал одну из этих катушек (19). На грани B виден светодиод (22), смонтированный на верхней части печатной платы, и фотодиод (23) на нижней части.

Медные катушки прикреплены к позолоченным краям платы при помощи термоультразвукового сжатия; этот процесс называется wire bonding (21). Медные катушки блока образуют индуктивный контур на каждой грани. Эти контуры способны распознавать изменения в локальном магнитном поле, возникающие в случае приближения метки (или минифигурки) к блоку. Грань с наибольшим изменением магнитного поля всегда находится ближе остальных к метке. Величина изменений магнитного поля также зависит от ориентации катушек друг относительно друга.

Иными словами, инженеры Lego нашли очень хитрый способ использования магнитного поля в качестве локальной системы позиционирования! Кроме того, они использовали физику распознавания локального движения для управления светом и звуком блока. Этот эффект можно увидеть в первом видео этой статьи, на 6–11 секундах.

Если потянуть джойстик назад, то поднимаются плечи по обеим сторонам блока. Наверно, в них встроены куски металла, вызывающие изменения магнитного поля; они распознаются блоком, который издаёт звуки «пиу-пиу».

Сэндвич

Аккуратно отсоединив защёлки (20) от внутреннего корпуса, мы видим сэндвич, наверху которого находится печатная плата. Плата удерживается на месте краями внутреннего корпуса с небольшими, еле видимыми выступами.

Изучая плату, я первым делом обратил внимание на маленький электретный микрофон (26). Отверстие в верхней крышке, окружённое акустическим пористым материалом (30), направляет звук на микрофон. Я заволновался о записи аудио, но нашёл отчёты о том, что, по заявлению Lego, микрофон используется только в качестве датчика, а запись отключена.

Однако основное звуковое устройство — это микродинамик на 0,7 Вт (31). Он получает аналоговые сигналы по двум подпружиненным контактам (24), которые при закрывании сэндвича прижимаются к соответствующим контактным площадкам (25). На северной части платы чётко виден боковой светодиод (22). На северной (28) и южной (29) частях платы есть дополнительные RGB-светодиоды, светящие наверх.

На плате содержится 27 тестовых точек, не считая площадок по краям для катушек индуктивности. Проектировщик платы предусмотрительно распределил по ней сквозные контактные отверстия (34) для вспомогательного тестирования. Сетка тестовых площадок имеет шаг 1,5 мм между центрами площадок, поэтому для подключения к ним нужны мелкие подпружиненные контакты с острыми концами. В южной части платы я обнаружил два отверстия для направляющих штифтов (33). Они необходимы для точного размещения печатной платы на автоматизированном тестере.

Далее идёт небольшая деталь из листа металла, точечной сваркой прикреплённая к площадке (27) на юго-западной части платы. Этот кусок металла идёт к выходящей наружу стороне верхней крышки; должно быть, это антенна BLE. Потом моё внимание привлёк небольшой массив точек, напечатанный в юго-западном углу платы (32). Это data matrix, в ней закодированы серийный номер и другие производственные данные, позволяющие отследить деталь в процессе изготовления и сборки. Благодаря малому размеру и надёжной корректировке ошибок data matrix широко применяются на производствах.

Редко удаётся увидеть такое количество технологий соединений (поверхностный монтаж, wire bonding, подпружиненные контакты, точечная сварка) на одной плате. В целом верхняя часть кажется продуманной, она обеспечивает широкие возможности тестирования.

Аккумуляторный блок

Перевернув сэндвич, можно увидеть литий-ионную ячейку на 45 мА·ч (36), питающую Smart Brick. Контакты аккумулятора приварены к металлическим опорам (35), выведенным с нижней стороны платы через большие прямоугольные отверстия (37) в корпусе. Любопытно, нельзя ли было припаять точечной сваркой контакты аккумулятора напрямую к печатной плате?

Аккумулятор приклеен к платформе на внутреннем корпусе при помощи двусторонней клейкой ленты (38). На нижней части аккумулятора есть маркировка, сообщающая, что аккумулятор произведён известным китайским производителем VDL. Также мы видим на корпусе литую призму, направляющую свет снаружи на фотодиод с нижнего слоя платы.

К этому моменту я уже отсоединил левую половину сэндвича, поломав при этом пару катушек. Однако фундамент системы, в том числе печатная плата, светодиоды и фотодиод остались целыми. Мне стало любопытно, будет ли блок по-прежнему работать.

И он заработал! Катушка верхней грани была в полном порядке и сразу распознала метку Landspeeder, когда я разбудил систему, постучав по столу. Светодиоды зажглись обычным образом (см. видео ниже), хоть им и не хватало обаяния, которое добавлял динамик. Похоже, что прошивка может изолировать ошибки каждого датчика или, по крайней мере, не позволяет этим ошибкам мешать пользователю.

«Мозги» блока

Нижняя часть платы достаточно плотно заполнена компонентами. С левого края мы видим фотодиод (23), рядом с которым находится россыпь пассивных компонентов. Двигаясь вправо, мы находим секретный ингредиент Smart Brick — специализированную ASIC (42), спроектированную Lego; она управляет индуктивными считыванием и беспроводной зарядкой. Этот чип с маркировкой DA000001-04 меньше диаметра выступа на детали Lego изготовлен в корпусе flip chip.

Второй большой чип — это EM9305 (37): микроконтроллер BLE со сверхнизким энергопотреблением, производимый швейцарской компанией EM Microelectronic. На фотографии я выделил питающую линию антенны (43), исходящую из контакта 1 чипа. Эта линия подключена к площадке на грани платы с припаянным точечной сваркой металлическим выступом (ранее обозначенным, как 27).

Между ASIC и EM9305 расположены кристалл (41), акселерометр (40), и чип флэш-памяти (39). Справа мы видим два вывода, к которым точечной сваркой крепятся два контакта аккумулятора.

Антенна

Антенна печатной платы завершается площадкой на грани платы, прикреплённой точечной сваркой к цельнометаллическому выводу (27). Этот вывод представляет собой часть цельнометаллической детали в виде одноконтактной меандровой антенны (44), удерживаемой крошечными опорами, исходящими из белой внутренней платформы верхней крышки (47). Через антенную решётку видна верхняя часть MEMS-динамика.

Антенна зажата между верхней гранью с выступами (48) и белой внутренней платформой. Чёрная пластиковая вставка (45) находится ровно над поверхностью антенны, скрывая её от внешнего мира. Вставка крепится к нижней части грани с выступами четырьмя цилиндрическими опорами (46).

Антенна имеет толщину 0,1 мм; похоже, её изготавливают из одной полосы нержавеющей стали при помощи прогрессивной штамповки. Мне не удалось обнаружить на грани никаких заусенцев, которые бы повлияли на паттерн излучения и могли сместить среднюю частоту. При изучении элемента 27 под увеличением я увидел крошечные вертикальные ступеньки рядом с изгибом на 180 градусов; вероятно, они нужны для надёжного обёртывания антенны вокруг вертикальных опор. Массовое производство деталей подобного размера с сохранением радиочастотных характеристик — невероятно впечатляющее достижение!

В заключение

Система Smart Play — доказательство инженерного и производственного мастерства команды Lego, а Smart Brick — настоящее произведение искусства! Больше всего мне понравились проводные катушки. Раньше я никогда не видел такого процесса в массовом производстве, если не считать изготовления обмоток электродвигателей. Нужно отдать должное инженеру, решившему воссоздать их в Smart Brick!