我家現在大部份照明都是採用LED燈具,包括各種形狀和尺寸的白熾燈替代品,不過有少數幾盞燈是使用純LED設計—特別是白色和RGB燈條;那些燈條需要電源供應器及可選的控制器。以下我將舉幾個直接從中國通路商購買的燈具做為例子。


案例1:我們的新餐廳牆上有5盞壁燈,它們乍看之下都沒問題,但實際上有點…蹩腳。我很想用更好的燈換掉它們,但實在找不到合適的;另外也沒有合理的方式為控制電路增加一個全域電燈開關,因此每個燈需要自己的開關,這確實也縮小了選擇的範圍。


我決定試著打造某種具未來感的東西:一片白色的壓克力玻璃板,背面有LED燈條,並能透過觸控面板控制亮度;我原本的計畫是從無到有做一個以微控制器為基礎的觸控控制器,但在發現市場上的LED觸控開關出貨價格還不到20美元後,我忍不住走了捷徑。


當我第一次構思我的設計時,想像的是交替顯示冷光和暖光、並能在冷暖光之間淡出淡入的白色LED燈條;但我很快否決了使用冷光燈條(誰會想在餐廳中用冷白光?)。我在各種類型的單通道和RGB型號中搜尋觸控調光器時,果然看到一個能在冷白光和暖白光之間淡出淡入調整的產品。


圖1就是我買的…以備不時之需。它的成本不超過一個單通道產品;我還沒有試用,但我敢肯定它在(冷白光/暖白光)兩個範圍內不會有重疊。如果我真的做了一個雙通道的設計,我就想要能夠讓兩種白光完全同時點亮。


![20160411 LED TA 01FIG1](//images.contentful.com/644o4pfp4ld4/Pxk8epO7uuWMYUiE8oUwE/f253d6c9f3c8ef14b694f05b26600e99/20160411_LED_TA_01FIG1.jpg)
圖1 能調整LED燈具亮度的觸控面板。



圖2是該觸控面板PCB的背面;那顆IC我無法辨認,也沒找到「W1C801SPI」這個型號 —如果那些印在封裝上的字樣就是型號的話。


![20160411 LED TA 01FIG2](//images.contentful.com/644o4pfp4ld4/4t7q3Yr7L2gkQ8ucWuSwGU/40059d7dd5792e91bf33b6db146f944b/20160411_LED_TA_01FIG2.jpg)
圖2 LED燈具調光面板的背面。



調光器主機板(圖3)微控制器或ASIC上的字樣已經模糊,也許追蹤一下就可以揭露它的基本身份(或許是一個PIC)。


![20160411 LED TA 01FIG3](//images.contentful.com/644o4pfp4ld4/2eCtkgRiBWwgmWu8kSi2I2/d8592940f853cf68abc0154d5fb4f10f/20160411_LED_TA_01FIG3.jpg)
圖3 調光器主機板。



我對U4這個5V1A的轉換開關感到非常驚訝;可以肯定的是,一顆7805就能充分滿足目前的需求!不然,沒有意外地,如果蜂鳴器太煩人,我會拿著我的烙鐵回來。


為了讓我瘋狂的壓克力玻璃設計能夠正常運作,我還需要一個電源。圖4是我花4美元換來的東西:12V、1.5A電源;原本是有塑膠外殼的。


![20160411 LED TA 01FIG4](//images.contentful.com/644o4pfp4ld4/6gWtbdxH8sQgC2UwGSScCk/15a505a6df50c636cc27d3a41a29817d/20160411_LED_TA_01FIG4.jpg)
圖4 移除塑膠外殼的12V、1.5A電源供應器。



離線式電源供應器(Off-line PSU)專家覺得如何?對我來說沒有什麼突出優點也沒那麼糟糕,雖然輸入電容只有400V—對於240V輸入來說減額(derating)不多。我認為450V元件更常用(12V輸出電容最適合25V電源使用)。


![20160411 LED TA 01FIG5](//images.contentful.com/644o4pfp4ld4/3G8w1RdAYUMUI4C6QUkkSS/27affba850522ece6a3a81d7a967b9cd/20160411_LED_TA_01FIG5.jpg)
圖5 電源供應器的焊接面。



根據一些電路追蹤分析,我猜這是一款簡單的返馳式(flyback)設計;實際上並沒有明顯的控制晶片,除非它偽裝成電晶體或光耦合器。功率電晶體Q1的閘極連接到Q2和IC1。


案例2:我決定我的浴缸也需要照明,最好是RGB照明。為什麼?我不知道,我猜是因為我能做到。圖6是我買的第一款遙控器,採用紅外線。


![20160411 LED TA 01FIG6](//images.contentful.com/644o4pfp4ld4/4VIpdJYBrysCGIq8ogOmyq/2c2257d7a97b134d8078f4e6715c216f/20160411_LED_TA_01FIG6.jpg)
圖6 浴缸照明調光用的紅外線遙控器。



這類遙控器產品價格在5美元至10美元之間,取決於其功能複雜程度。而讓我無法抗拒的,是圖7那種價要價22美元、外觀更的時髦的射頻(433.92MHz)觸控控制器:


![20160411 LED TA 01FIG7](//images.contentful.com/644o4pfp4ld4/3rNDscOj5m8a2IqEOOweQk/df68c6b8d5e0915c41a1cf0787f6ac7c/20160411_LED_TA_01FIG7.jpg)
圖7 由上至下的控制功能依序是:亮度、色調、飽和度,開/關/模式(靜態或動態)。



經過測量發現三節AAA電池有 175微安培靜態電流,因此如果幸運的話,一組電池可以用一年。


圖8是RF遙控器的主機板,上面的U1是Cypress的CapSense控制器,U2是不知名微控制器,U3是射頻發射器,Q1和Q2可能是穩壓元件。


![20160411 LED TA 01FIG8](//images.contentful.com/644o4pfp4ld4/2M5ClXM3XGw8UGCSgKWcsa/104f6c55e31aa748f2a1a4322c8172a4/20160411_LED_TA_01FIG8.jpg)
圖8 RF觸控控制器器主機板。



在圖9右邊的控制器接收器與LED外殼上寫的規格是216W,這意味著每個通道72W,或在12V時6A的電流。令人驚奇的是,MOSFET有這個處理能力;不過在這種情況下你可能想透過重新佈線處理最大18A的總電流…


![20160411 LED TA 01FIG9](//images.contentful.com/644o4pfp4ld4/3pF6vU5tF6YOq4I0IuMO4o/83c0496c69e635cca1c5eb76eaa01b03/20160411_LED_TA_01FIG9.jpg)
圖9 接收器和LED驅動模組。



至於U2是意法半導體(ST)的微控制器;圖10是一張更清晰的射頻接收器照片─你能認出是哪家IC製造商嗎?


![20160411 LED TA 01FIG10](//images.contentful.com/644o4pfp4ld4/6bvrWS6EnY6iKe2uGoYIqg/38ea4678136e8a961fa8037316dddae8/20160411_LED_TA_01FIG10.jpg)
圖10 射頻接收器特寫。



我簡單測試過這個RGB控制器,並使用內建的LED監視輸出;它運作起來有點奇怪,在選擇顏色時最多只會點亮兩顆LED;有鑑於這個遙控器具備我所說的飽和度控制功能,這點倒是可以理解,三顆LED指示燈都亮,意味著目前有一定量的白光,即小於100%的飽和度。但基於某些理由,飽和度控制似乎僅在一顆LED點亮時才作出回應;另外,當我改變顏色時,輸出恢復為100%的飽和度。


好吧…這也許夠好了,但我還想嘗試那個紅外線遙控器─要是紅外線能提供更好的顏色控制呢?請繼續關注我安裝之後的報告!