LED RGB灯带和几个控制器
前段时间,一位朋友请我给他的商品写篇评测。没错,别惊讶,这种事也会发生 :)
我终于抽出时间来看看这件商品了。遗憾的是,有些商品链接已经失效,不过我想这篇评测还是能帮大家弄清楚“这都是些什么”。
这段关于控制器和灯带的故事,其实早在夏天就开始了。当时碰巧这位朋友以为其中一个控制器可以通过WiFi工作。至少据我理解,卖家是这么宣传的。顺便,他还给了我其他几款控制器,让我做个对比评测,我最后决定就这么办。
碰巧有一个控制器没拍进照片,不过评测里会介绍它。
“智能”控制器我会在评测快结束时再说,现在先来聊聊灯带。
我买的是RGB灯带,也就是说,它包含红、绿、蓝三种颜色的LED。
更准确地说,它采用的是5050尺寸的三色LED。每颗LED内部都有三颗发出相应颜色光的芯片。
我前面特意说了是三种颜色的LED,因为还有另一类灯带,通常LED尺寸更小,但数量多出3-4倍。
灯带的种类非常多,我试着按以下几项分类:
1. 每米LED数量——30——60——120——240
2. 供电电压——5——12——24——220
3. 颜色——红色——绿色——蓝色——白色(暖白、冷白、中性白)——RGB——RGBWW。
4. 防护方式——普通——防水(覆有硅胶)。
5. 结构——单排——双排
6. LED的安装方向——正面发光——侧面发光。
7. LED类型——直插式——SMD
8. SMD LED封装——3014——3528——3825——5630——5730——5050。
严格来说,这甚至算不上类型划分,而是所用元件和结构形式的不同。本文评测的灯带已用粗体标出。
此外,现在还有采用“智能”LED的灯带,可以单独控制每颗LED,但需要配套的控制器。这类灯带的应用还受到低供电电压的限制,因此电流会非常大。
白色灯带常用于局部照明。顺便给个小建议:如果打算做照明,最好选LED密度较高的灯带,比如120颗/米,并配合扩散罩使用。比如厨房里常见的挂杆,如果使用低密度灯带又不加扩散罩,LED的反光会呈现为一个个明亮的光点,看起来会很刺眼。
例如,有些单排灯带每米有240颗LED。


另外,使用覆有硅胶的灯带也不总是好事,因为硅胶会随着时间推移而变黄,而且不太好清洗。
所以我建议使用带扩散罩的铝制散热槽,虽然价格更高,但更方便,也更美观。
灯带由一个个小单元组成,每个单元上有三颗LED和三个电阻。同色LED串联,电流由电阻限流。
这里用的是一个330 Ω电阻和两个150 Ω电阻。阻值不同,是因为不同颜色的LED压降不同。
先来测一下功率。这里我顺便想展示一下,LED灯带的耗电电流会随电压变化,呈现非线性特征。
比如我以前见过有人问:灯带接9 V能不能用?
能用,只是功率会大幅下降。
那么,我们在两种模式下测试灯带:电压分别为12 V和10 V,看看功耗如何变化。
还可以注意到,不同颜色的LED,功率变化幅度也不一样。
1. 绿色:13.8 W和6.75 W,相差2倍。
2. 红色:15.3 W和接近9 W,相差约1.7倍。
1. 蓝色:12.2 W和5 W,相差近2.5倍。
2. 三种颜色同时点亮:35.8 W和18.6 W,相差约2倍。
实验表明,蓝色LED对电压下降更敏感,因为它们的正向电压最高;红色LED则相反,受影响最小。对于红色LED,限流电阻上的压降更大,因此还有一些电压余量。
电压下降会带来什么问题?
1. 如果你想把这种灯带当作白光光源使用(这从根本上就是不对的),那么到了灯带末端,发光光谱会发生变化,因为那里的电压更低,红光会更亮,蓝光则更暗。
2. 灯带末端的整体亮度会直接下降。
第一点我觉得没必要验证,不过第二点可以给大家看看。其实我以前在评测里做过类似测试,不过当时用的是普通白光灯带。
照片上看得不太清楚,但还是能看出下方的LED比上方的亮。我想不难猜到,上方的LED位于灯带末端。
这是另一张照片。灯带亮得刺眼,拍照都受影响。
如果想确保灯带全长亮度均匀,解决办法很简单:采用对角线接法。
这种接法下,灯带的整体亮度基本不变,但亮度不均的问题就没有了。
可能有人会说,灯带上能有多大压降?其实压降相当大。
我在灯带一端接入12 V,然后测量另一端的电压。
1. 绿色:压降3.1 V。
2. 红色:2.5 V。
3. 蓝色:2.5 V。
4. 四种颜色并联,在另一端测量;灯带处于白光模式时,压降为2.7 V。
可以看到,即使是我把电压降到10 V的实验,也没能反映全部情况。当时功率下降了约1.7~2.5倍,而这里的电压还要低,因此可以按2~3倍来估算。
有些照片里可以看到,尽管电源电压稳定,灯带的总功耗有时还是会变化。这是LED升温造成的。温度越高,它们的压降越小,灯带的耗电电流就越大。
测试时我没有让灯带长时间点亮,因为测试时它还卷在卷盘上,这种情况下升温非常明显。
热成像图显示了1分钟内温度的上升。
顺便说一句,网上经常有人写,卷在卷盘上的电缆会因为电感而发热。下面这个例子直观地说明,发热只是因为大量热量集中在很小的空间里。延长线上的电缆如果在负载电流较大时不展开,也会出现同样的情况。

不过实际上,大功率灯带即使完全展开也可能过热,因此需要使用专用散热器。
此外,这类散热器通常还可以配备扩散罩、安装配件和端盖。所以,如果想让灯带用得更久,就给它配个散热器,至少也要把它粘在金属表面上。粘好后,我建议用万用表检查灯带触点与散热器之间是否短路。

接下来看看控制器。实践表明,测试的4款控制器中,只有两款的工作表现相同,所以我决定对它们做些测试。
先从最简单的控制器说起。
厂家标称供电电压为12–24 V,电流为18 A;不过它有3个通道,所以每个通道的电流就是6 A。
大多数情况下,这个电流完全够用,因为即使供电电压只有12 V,功率也超过200 W。
这是一个三通道控制器,装在一个小巧整洁的盒子里。
包装内含:
1. 控制器
2. 遥控器
3. 双面胶带
4. 说明书。
说明书是英文的,不过其实基本用不上。根据说明书,这款控制器有20种工作模式。
我特意展示这页说明书,只是因为上面有接线图。
这里很简单,灯带的4个触点分别接到控制器的4个触点上即可。
第一次看到这款控制器时,我的第一反应是:这玩意儿简直像个玩具 :)
看起来确实非常小。
我就不贴评测中这些控制器的购买链接了,因为链接早就失效了,而且我觉得这些控制器和其他同类产品应该没什么区别。
导线通过螺丝接线端子连接,供电既可以接到端子上,也可以使用带标准插头的电源适配器。
不过我很怀疑这个接线端子能否承受18 A,更不用说那个插座了。我觉得实际使用时,接线端子最多能承受6–8 A,插座则是4–5 A。
既然外面没什么值得看的,我就接着拆开看看。这是我第一次接触到LED灯带控制器,以前从没碰过这类东西,不过凡事总有第一次。
电路板做工相当整洁,接线端子质量也不错,所以或许承受10 A也不会有问题。
不过,板上的电解电容看着就让人发愁。我甚至想起了自己第一次接触低压PWM功率调节器的经历,当时才知道电容真的会发热。
从电路板背面可以看到,部分走线加了镀锡层,以增加导线截面积。
还能看到板子两面之间有不少过孔,不过作用不大,因为它们主要把热量从晶体管的两个引脚导走,而不是从晶体管封装本身导走。
功率部分由三只场效应晶体管NTD4963N构成。
这些晶体管的导通电阻为9.6 mΩ。在6 A电流、接近静态的工作状态下,耗散功率约为0.35 W。不过我没测它们的栅极电压(很可能是4.5~5 V),所以也按最差情况算一下,也就是供电电压为5 V。按这个条件,数据手册给出的导通电阻为16 mΩ,6 A连续电流下的耗散功率接近0.6 W。
对于这种封装和这块电路板来说,这个余量很充足。我觉得电流提高到8 A应该也没问题,虽然没什么特别的意义,但晶体管确实留有余量。
驱动器采用了CD4050BM芯片,右下方是24C02 EEPROM。
整个装置由一颗型号标记已被擦掉的微处理器控制。
遥控功能则由另一颗芯片负责,型号标记同样被擦掉了。我实在不明白这种“加密”有什么意义。
遥控器工作在2.4 GHz频段,由两节AA电池供电。外形看起来像一小块肥皂:)
遥控器完全采用触控操作,也就是说,根本没有任何机械按键。在我看来,这非常不方便。
问题在于,不管怎么拿,都可能不小心碰到另一个触控区,切换到别的模式。也许需要习惯一下,但我不太喜欢。
上方是一个彩色环形触控区,用手指滑动可以比较平滑地改变灯带的发光颜色。
下方有六个控制触控区:亮度、切换速度和效果选择。
我检查了所有控制器是否存在纹波。准确地说,应该这么讲:所有控制器都有纹波,因为它们通过PWM调节亮度。因此我检查了两项:
1. 工作频率,也就是纹波频率。
2. 亮度为100%时是否没有纹波。
第一项不合格,PWM调光频率只有125 Hz,太低了,实在太低。电磁镇流器驱动的荧光灯闪烁频率也差不多就是这个水平。不过灯管有荧光粉余辉,而这里没有,所以我只建议偶尔使用这种控制器。

关于这款控制器的一段小视频。仔细看就会发现,颜色之间的过渡调节不太平滑,也就是说,可供混色的方案不多。
第二款控制器和第一款很像,外壳也差不多,只是颜色更鲜艳。
不过这款标称有四个通道,总电流为24 A。
配件和上一款控制器完全一样:控制器、遥控器、说明书和双面胶。
说明书也几乎相同,不过效果略有不同。
设备本身也几乎一模一样。区别在于多了一个通道,可以单独控制白色灯珠,程序也有所改动。
第一款在切换到照明模式(白光)时,三个通道会全部开启;而这款会关闭三个彩色通道,只点亮白色LED。
连接方式和结构与上一款控制器相同。
不过,电路板上的改动可不止是多加了一只晶体管。
比如,输入电容已经选用了低阻抗型号。
不过,底面的走线并没有加宽,尽管标称电流比前一个版本更大。
总的来说,这块电路板做工相当整齐。
使用了四只09N03晶体管。根据找到的数据手册,它们的最高耐压为25 V(所以我不建议像标称那样用24 V给这种控制器供电),导通电阻则为9或12 mΩ,具体取决于栅极驱动电压。
发热情况与前一个控制器大致相同,可能稍好一点,但差别不大。因此,每路输出6 A完全可行。
“驱动器”用的还是同一款芯片。
和上次一样,微控制器上的型号标记被磨掉了,另外还有一颗EEPROM芯片和一颗无线接收芯片。
遥控器几乎完全相同,但两者不能互换,推测是编码不同,而且互相不会干扰。
从示波图上可以看到,同样有125 Hz的纹波,而在100%亮度模式下同样没有纹波。这让人有理由推测两款控制器是相同的,当然,白光通道的控制程序稍有改动除外。

从这段视频可以看到,切换到照明模式时灯带会熄灭,这是正常的,因为灯带是RGB的,而控制器是RGBW的。
这款控制器没出现在合照里,而且说起来,我一开始甚至把它给忘了。
它显然和前面几款不同,至少外观上是这样。
外壳是金属的,标称参数与第一款相同:总电流18 A,每路最高6 A,共三路。
我觉得这种设计稍好一些,外壳可以拧到某个物体上,而且用的是更方便、质量更好的接线端子,不过也保留了普通电源接口。
/灯带和电源的连接端子都引到了接线端子上。
如图所示,接线端子分为两部分:先把导线接到其中一部分,再将这部分插到控制器上。这样接线更方便,尤其是在狭窄的凹槽里。
如果你以为金属外壳是用来散热的,那可要让你失望了:晶体管不仅没有与外壳形成热接触,甚至还在电路板的另一面。不过从前面几款来看,它们也确实不需要散热。
电路板做工整齐。由于外壳是金属的,而无线电波怎么也不愿意穿过金属,所以天线被放在了接口旁边。实际使用表明,这对通信距离影响不大。准确地说,还是有影响的,但在家用环境下,这种设计的通信距离已经足够。
和往常一样,连接器是在电路板组装完成后才焊上的,所以能看到助焊剂残留,走线也没有加宽。
关键开关管与第一款控制器相同。电路板上还能看到一颗不明微控制器、EEPROM和无线接收部分的芯片,不过这次有标记。
但这里没有用于驱动MOSFET的“驱动器”,不过工作频率较低,这几乎没什么影响。
遥控器倒是完全不一样。而且这款遥控器的照片我全都得重拍,因为它正确的摆放方向是按键朝上。我直到发现灯带亮度调节方向反了,才意识到这一点:)
厂商这次算是好坏都做到了。
1. 好的一面:按键不是触摸式的,实际用起来比触摸按键方便,因为按下或碰到之前就能通过触感辨认出来。
2. 不好的一面:颜色调节圆盘在底部,按按键时很容易碰到它。这时控制器通常会退出上次选定的模式,切换到颜色调节模式。不过它并非每次都会触发,看来取决于当前的工作模式。
遥控器由3节AAA电池供电,或许因此它的遥控距离能与塑料外壳的控制器相当。工作频率未知,从天线来看,我猜不是像前几款那样的2.4 GHz,而是大约433 MHz。
论闪烁表现,这款控制器是最差的:它不仅纹波频率低,而且在100%亮度模式下也无法持续供电,所以右侧的示波图上能看到一些小幅下陷(示波图已反相)。

三款控制器遥控器的对比照片。
我之前特意展示遥控器不是没有原因的,虽然我手头还剩下一款控制器。
因为接下来这款没有配遥控器。
买这款控制器时出了点岔子。朋友看到它的工作频率是2.4 GHz,又标称可以用智能手机控制,就以为它支持Wi-Fi。严格来说,这种误会完全有可能发生,不过我觉得如果它支持Wi-Fi,厂商肯定会把这几个字母用大字印在最显眼的地方。
不过,参数里倒是写了它带麦克风、支持定时开关,还有其他一些实用功能。
套装很简单,只有控制器和天线,不过控制器的尺寸明显比前几款大。
开始研究后很快就明白了:这款控制器是通过蓝牙工作的,因为软件一上来就问:“您的蓝牙已关闭,要不要打开?” :)
遥控距离出乎意料地远,至少在我家里各处都能正常工作。
连接灯带和电源时,用的也是和上一款相同的插拔式接线端子。
另一侧有电源和天线接口,还有一颗LED指示灯(未连接时闪烁,连接后常亮)。
组装后的样子。
不过我更感兴趣的是它的内部结构,这也是我决定写这篇评测的原因。
电路板装在外壳里的方向是固定的,只能朝一个方向取出来。
可以看到,电路板是单面板,上面有麦克风和几个电容。输入电容甚至比第一款控制器上的还小。电路板基材是纸质酚醛板。
大电流走线覆了不少焊锡,以增加导电截面积。
整体做工只能算勉强及格。
我们仔细看看内部。
1. 晶体管如果我没认错,型号是ISL9N306AD3ST,参数如下:30 V、50 A、6 mΩ。看起来相当不错,可惜……外壳顶部标着电流30 A*3,也就是说,按字面理解是三个通道各30 A。显然这完全是胡扯,应该写成30 A/3,也就是三个通道各10 A。但即便总电流达到30 A,现有的接线端子也根本承受不了,更别说电源接口了。
这些晶体管本身承受10 A电流毫无问题,不需要额外散热,此时每只晶体管的耗散功率最高约为0.6 W。
装配和焊接质量令人失望,晶体管焊得马马虎虎,其他部分看起来也不怎么样。
2. 控制晶体管的是ULN2003芯片,但它并不太适合这种用途:虽然能给栅极提供完整电压,开通速度却很慢。
3. 麦克风放大器。我测试过,能正常工作,但灵敏度不算高。不过,只要控制器离声源不远,就能用。它会从声音信号中提取低频成分,于是LED就会跟着音乐节奏切换。总的来说,我觉得表现一般。
4. 蓝牙模块。一开始我甚至没注意到,这款控制器里其实没有负责控制工作模式的微控制器。准备评测时我才弄明白:手机不只是用来控制,实际上所有工作都由手机完成。说白了,就是拿一颗蓝牙芯片,把三个LED通道和麦克风信号接到空闲的输入/输出端口上,剩下的全交给程序处理。这用起来不太方便。
另外我还注意到,设备输出端有较大的晶体管开关谐振干扰,部分原因是输出端没有用于吸收这些尖峰的二极管——又省了一笔。
尽管缺点不少,它也有优点:
1. 这里的纹波频率高了1000倍,约为125 kHz。
2. 亮度调到最高时没有纹波。
3. 可以把亮度调得非常低,其他控制器做不到这一点。
高频同时也是缺点:在这样的频率下切换晶体管要困难得多,开关损耗会增加,干扰也会变强。更合适的频率应该是1–10 kHz。

软件非常简单。我一开始试着从应用商店下载,但根本装不上。最后我去了制造商的网站下载,之后就一切正常了。
主菜单可以进入照明设置、音乐选择(只需在手机上播放音乐,控制器不会接收音乐数据)、定时器设置和连接菜单。
控制器开机后,就可以连接它。
定时器我实在没太弄明白;如果要一直让手机保持连接才能使用,这个设计就很别扭。
灯光控制菜单可以开启白光(3个通道全部开启),还可以模拟普通控制器上的色盘。
此外,还可以调节效果模式下的亮度和LED切换频率。
效果模式说不上多炫,严格来说总共只有4种,有些还会随声音变化,不过我不太喜欢。
Lighting设置我倒是没完全弄明白:调节到一半时,它会让灯带亮度在0到100%之间变化,继续调高则会把灯光调暗。
这些控制器总体来说怎么样?
就我个人而言,我不太喜欢它们粗糙的颜色过渡调节,这一点在视频里也看得出来。
简单款控制器的工作频率较低,但完全独立运行;蓝牙版则不同,工作时需要手机。
这4款控制器都能承受标称电流,不过我很怀疑电源接口能不能承受这么大的电流。
总的来说,在我看来,这类东西更适合用于商店、招牌等地方的装饰照明。不过我家邻居也装了这种灯光,我实在不太明白这么做有什么意义。倒是可以作为节日装饰灯光,便宜又好看。
这款灯带完全不适合照明,因为白光实际上是由3颗单色LED混合形成的;再加上它的频闪频率低,而且在亮度低于100%的模式下,调光占空比也是100%,那就更糟了。
几点小建议:
1.如果不只是想装饰房间,还要用来照明,就选RGBWW灯带。
2.用于局部照明时,选LED密度较高的灯带。
3.如果灯带功率较大(大约超过8-9 W/m),就要使用散热器,尤其是现在散热器的形状选择非常多……
4.加上扩散罩后,光线会更均匀,也不容易看出单颗LED。
5.想让亮度均匀,可以采用对角线接线方式。
6.并非所有控制器都好用,最好选PWM工作频率较高的。最简单的检查方法是“铅笔测试”:用两根手指夹住铅笔,快速移动。如果看到清晰的铅笔轮廓,那就不太理想。
7.实践证明,我测试过的所有控制器,其输出功率都受电源接口限制,而不是受晶体管或其发热限制。把电源线直接焊到电路板上,就能轻松提高功率。
8.灯带较长时,最好选24 V灯带,这样就不用费那么大劲应对电压降。
9.标注2.4 GHz不一定代表WiFi或Bluetooth,有时它只是无线电链路的工作频率,注意辨别。
我就说到这里。
祝大家新年快乐。
祝大家今年都能买到更多称心又实用的东西,遇到需要求助或退货的情况越少越好。也祝大家只在电影《沙漠白日》中听到“海关”这个词,永远不用和海关打交道。
当然,也祝作者们读者越来越多,读者们作者越来越多,管理员两边的人都越来越多 :)
我终于抽出时间来看看这件商品了。遗憾的是,有些商品链接已经失效,不过我想这篇评测还是能帮大家弄清楚“这都是些什么”。
这段关于控制器和灯带的故事,其实早在夏天就开始了。当时碰巧这位朋友以为其中一个控制器可以通过WiFi工作。至少据我理解,卖家是这么宣传的。顺便,他还给了我其他几款控制器,让我做个对比评测,我最后决定就这么办。
碰巧有一个控制器没拍进照片,不过评测里会介绍它。
“智能”控制器我会在评测快结束时再说,现在先来聊聊灯带。
我买的是RGB灯带,也就是说,它包含红、绿、蓝三种颜色的LED。
更准确地说,它采用的是5050尺寸的三色LED。每颗LED内部都有三颗发出相应颜色光的芯片。
我前面特意说了是三种颜色的LED,因为还有另一类灯带,通常LED尺寸更小,但数量多出3-4倍。
灯带的种类非常多,我试着按以下几项分类:
1. 每米LED数量——30——60——120——240
2. 供电电压——5——12——24——220
3. 颜色——红色——绿色——蓝色——白色(暖白、冷白、中性白)——RGB——RGBWW。
4. 防护方式——普通——防水(覆有硅胶)。
5. 结构——单排——双排
6. LED的安装方向——正面发光——侧面发光。
7. LED类型——直插式——SMD
8. SMD LED封装——3014——3528——3825——5630——5730——5050。
严格来说,这甚至算不上类型划分,而是所用元件和结构形式的不同。本文评测的灯带已用粗体标出。
此外,现在还有采用“智能”LED的灯带,可以单独控制每颗LED,但需要配套的控制器。这类灯带的应用还受到低供电电压的限制,因此电流会非常大。
白色灯带常用于局部照明。顺便给个小建议:如果打算做照明,最好选LED密度较高的灯带,比如120颗/米,并配合扩散罩使用。比如厨房里常见的挂杆,如果使用低密度灯带又不加扩散罩,LED的反光会呈现为一个个明亮的光点,看起来会很刺眼。
例如,有些单排灯带每米有240颗LED。


另外,使用覆有硅胶的灯带也不总是好事,因为硅胶会随着时间推移而变黄,而且不太好清洗。
所以我建议使用带扩散罩的铝制散热槽,虽然价格更高,但更方便,也更美观。
灯带由一个个小单元组成,每个单元上有三颗LED和三个电阻。同色LED串联,电流由电阻限流。
这里用的是一个330 Ω电阻和两个150 Ω电阻。阻值不同,是因为不同颜色的LED压降不同。
先来测一下功率。这里我顺便想展示一下,LED灯带的耗电电流会随电压变化,呈现非线性特征。
比如我以前见过有人问:灯带接9 V能不能用?
能用,只是功率会大幅下降。
那么,我们在两种模式下测试灯带:电压分别为12 V和10 V,看看功耗如何变化。
还可以注意到,不同颜色的LED,功率变化幅度也不一样。
1. 绿色:13.8 W和6.75 W,相差2倍。
2. 红色:15.3 W和接近9 W,相差约1.7倍。
1. 蓝色:12.2 W和5 W,相差近2.5倍。
2. 三种颜色同时点亮:35.8 W和18.6 W,相差约2倍。
实验表明,蓝色LED对电压下降更敏感,因为它们的正向电压最高;红色LED则相反,受影响最小。对于红色LED,限流电阻上的压降更大,因此还有一些电压余量。
电压下降会带来什么问题?
1. 如果你想把这种灯带当作白光光源使用(这从根本上就是不对的),那么到了灯带末端,发光光谱会发生变化,因为那里的电压更低,红光会更亮,蓝光则更暗。
2. 灯带末端的整体亮度会直接下降。
第一点我觉得没必要验证,不过第二点可以给大家看看。其实我以前在评测里做过类似测试,不过当时用的是普通白光灯带。
照片上看得不太清楚,但还是能看出下方的LED比上方的亮。我想不难猜到,上方的LED位于灯带末端。
这是另一张照片。灯带亮得刺眼,拍照都受影响。
如果想确保灯带全长亮度均匀,解决办法很简单:采用对角线接法。
这种接法下,灯带的整体亮度基本不变,但亮度不均的问题就没有了。
可能有人会说,灯带上能有多大压降?其实压降相当大。
我在灯带一端接入12 V,然后测量另一端的电压。
1. 绿色:压降3.1 V。
2. 红色:2.5 V。
3. 蓝色:2.5 V。
4. 四种颜色并联,在另一端测量;灯带处于白光模式时,压降为2.7 V。
可以看到,即使是我把电压降到10 V的实验,也没能反映全部情况。当时功率下降了约1.7~2.5倍,而这里的电压还要低,因此可以按2~3倍来估算。
有些照片里可以看到,尽管电源电压稳定,灯带的总功耗有时还是会变化。这是LED升温造成的。温度越高,它们的压降越小,灯带的耗电电流就越大。
测试时我没有让灯带长时间点亮,因为测试时它还卷在卷盘上,这种情况下升温非常明显。
热成像图显示了1分钟内温度的上升。
顺便说一句,网上经常有人写,卷在卷盘上的电缆会因为电感而发热。下面这个例子直观地说明,发热只是因为大量热量集中在很小的空间里。延长线上的电缆如果在负载电流较大时不展开,也会出现同样的情况。

不过实际上,大功率灯带即使完全展开也可能过热,因此需要使用专用散热器。
此外,这类散热器通常还可以配备扩散罩、安装配件和端盖。所以,如果想让灯带用得更久,就给它配个散热器,至少也要把它粘在金属表面上。粘好后,我建议用万用表检查灯带触点与散热器之间是否短路。

接下来看看控制器。实践表明,测试的4款控制器中,只有两款的工作表现相同,所以我决定对它们做些测试。
先从最简单的控制器说起。
厂家标称供电电压为12–24 V,电流为18 A;不过它有3个通道,所以每个通道的电流就是6 A。
大多数情况下,这个电流完全够用,因为即使供电电压只有12 V,功率也超过200 W。
这是一个三通道控制器,装在一个小巧整洁的盒子里。
包装内含:
1. 控制器
2. 遥控器
3. 双面胶带
4. 说明书。
说明书是英文的,不过其实基本用不上。根据说明书,这款控制器有20种工作模式。
我特意展示这页说明书,只是因为上面有接线图。
这里很简单,灯带的4个触点分别接到控制器的4个触点上即可。
第一次看到这款控制器时,我的第一反应是:这玩意儿简直像个玩具 :)
看起来确实非常小。
我就不贴评测中这些控制器的购买链接了,因为链接早就失效了,而且我觉得这些控制器和其他同类产品应该没什么区别。
导线通过螺丝接线端子连接,供电既可以接到端子上,也可以使用带标准插头的电源适配器。
不过我很怀疑这个接线端子能否承受18 A,更不用说那个插座了。我觉得实际使用时,接线端子最多能承受6–8 A,插座则是4–5 A。
既然外面没什么值得看的,我就接着拆开看看。这是我第一次接触到LED灯带控制器,以前从没碰过这类东西,不过凡事总有第一次。
电路板做工相当整洁,接线端子质量也不错,所以或许承受10 A也不会有问题。
不过,板上的电解电容看着就让人发愁。我甚至想起了自己第一次接触低压PWM功率调节器的经历,当时才知道电容真的会发热。
从电路板背面可以看到,部分走线加了镀锡层,以增加导线截面积。
还能看到板子两面之间有不少过孔,不过作用不大,因为它们主要把热量从晶体管的两个引脚导走,而不是从晶体管封装本身导走。
功率部分由三只场效应晶体管NTD4963N构成。
这些晶体管的导通电阻为9.6 mΩ。在6 A电流、接近静态的工作状态下,耗散功率约为0.35 W。不过我没测它们的栅极电压(很可能是4.5~5 V),所以也按最差情况算一下,也就是供电电压为5 V。按这个条件,数据手册给出的导通电阻为16 mΩ,6 A连续电流下的耗散功率接近0.6 W。
对于这种封装和这块电路板来说,这个余量很充足。我觉得电流提高到8 A应该也没问题,虽然没什么特别的意义,但晶体管确实留有余量。
驱动器采用了CD4050BM芯片,右下方是24C02 EEPROM。
整个装置由一颗型号标记已被擦掉的微处理器控制。
遥控功能则由另一颗芯片负责,型号标记同样被擦掉了。我实在不明白这种“加密”有什么意义。
遥控器工作在2.4 GHz频段,由两节AA电池供电。外形看起来像一小块肥皂:)
遥控器完全采用触控操作,也就是说,根本没有任何机械按键。在我看来,这非常不方便。
问题在于,不管怎么拿,都可能不小心碰到另一个触控区,切换到别的模式。也许需要习惯一下,但我不太喜欢。
上方是一个彩色环形触控区,用手指滑动可以比较平滑地改变灯带的发光颜色。
下方有六个控制触控区:亮度、切换速度和效果选择。
我检查了所有控制器是否存在纹波。准确地说,应该这么讲:所有控制器都有纹波,因为它们通过PWM调节亮度。因此我检查了两项:
1. 工作频率,也就是纹波频率。
2. 亮度为100%时是否没有纹波。
第一项不合格,PWM调光频率只有125 Hz,太低了,实在太低。电磁镇流器驱动的荧光灯闪烁频率也差不多就是这个水平。不过灯管有荧光粉余辉,而这里没有,所以我只建议偶尔使用这种控制器。

关于这款控制器的一段小视频。仔细看就会发现,颜色之间的过渡调节不太平滑,也就是说,可供混色的方案不多。
第二款控制器和第一款很像,外壳也差不多,只是颜色更鲜艳。
不过这款标称有四个通道,总电流为24 A。
配件和上一款控制器完全一样:控制器、遥控器、说明书和双面胶。
说明书也几乎相同,不过效果略有不同。
设备本身也几乎一模一样。区别在于多了一个通道,可以单独控制白色灯珠,程序也有所改动。
第一款在切换到照明模式(白光)时,三个通道会全部开启;而这款会关闭三个彩色通道,只点亮白色LED。
连接方式和结构与上一款控制器相同。
不过,电路板上的改动可不止是多加了一只晶体管。
比如,输入电容已经选用了低阻抗型号。
不过,底面的走线并没有加宽,尽管标称电流比前一个版本更大。
总的来说,这块电路板做工相当整齐。
使用了四只09N03晶体管。根据找到的数据手册,它们的最高耐压为25 V(所以我不建议像标称那样用24 V给这种控制器供电),导通电阻则为9或12 mΩ,具体取决于栅极驱动电压。
发热情况与前一个控制器大致相同,可能稍好一点,但差别不大。因此,每路输出6 A完全可行。
“驱动器”用的还是同一款芯片。
和上次一样,微控制器上的型号标记被磨掉了,另外还有一颗EEPROM芯片和一颗无线接收芯片。
遥控器几乎完全相同,但两者不能互换,推测是编码不同,而且互相不会干扰。
从示波图上可以看到,同样有125 Hz的纹波,而在100%亮度模式下同样没有纹波。这让人有理由推测两款控制器是相同的,当然,白光通道的控制程序稍有改动除外。

从这段视频可以看到,切换到照明模式时灯带会熄灭,这是正常的,因为灯带是RGB的,而控制器是RGBW的。
这款控制器没出现在合照里,而且说起来,我一开始甚至把它给忘了。
它显然和前面几款不同,至少外观上是这样。
外壳是金属的,标称参数与第一款相同:总电流18 A,每路最高6 A,共三路。
我觉得这种设计稍好一些,外壳可以拧到某个物体上,而且用的是更方便、质量更好的接线端子,不过也保留了普通电源接口。
/灯带和电源的连接端子都引到了接线端子上。
如图所示,接线端子分为两部分:先把导线接到其中一部分,再将这部分插到控制器上。这样接线更方便,尤其是在狭窄的凹槽里。
如果你以为金属外壳是用来散热的,那可要让你失望了:晶体管不仅没有与外壳形成热接触,甚至还在电路板的另一面。不过从前面几款来看,它们也确实不需要散热。
电路板做工整齐。由于外壳是金属的,而无线电波怎么也不愿意穿过金属,所以天线被放在了接口旁边。实际使用表明,这对通信距离影响不大。准确地说,还是有影响的,但在家用环境下,这种设计的通信距离已经足够。
和往常一样,连接器是在电路板组装完成后才焊上的,所以能看到助焊剂残留,走线也没有加宽。
关键开关管与第一款控制器相同。电路板上还能看到一颗不明微控制器、EEPROM和无线接收部分的芯片,不过这次有标记。
但这里没有用于驱动MOSFET的“驱动器”,不过工作频率较低,这几乎没什么影响。
遥控器倒是完全不一样。而且这款遥控器的照片我全都得重拍,因为它正确的摆放方向是按键朝上。我直到发现灯带亮度调节方向反了,才意识到这一点:)
厂商这次算是好坏都做到了。
1. 好的一面:按键不是触摸式的,实际用起来比触摸按键方便,因为按下或碰到之前就能通过触感辨认出来。
2. 不好的一面:颜色调节圆盘在底部,按按键时很容易碰到它。这时控制器通常会退出上次选定的模式,切换到颜色调节模式。不过它并非每次都会触发,看来取决于当前的工作模式。
遥控器由3节AAA电池供电,或许因此它的遥控距离能与塑料外壳的控制器相当。工作频率未知,从天线来看,我猜不是像前几款那样的2.4 GHz,而是大约433 MHz。
论闪烁表现,这款控制器是最差的:它不仅纹波频率低,而且在100%亮度模式下也无法持续供电,所以右侧的示波图上能看到一些小幅下陷(示波图已反相)。

三款控制器遥控器的对比照片。
我之前特意展示遥控器不是没有原因的,虽然我手头还剩下一款控制器。
因为接下来这款没有配遥控器。
买这款控制器时出了点岔子。朋友看到它的工作频率是2.4 GHz,又标称可以用智能手机控制,就以为它支持Wi-Fi。严格来说,这种误会完全有可能发生,不过我觉得如果它支持Wi-Fi,厂商肯定会把这几个字母用大字印在最显眼的地方。
不过,参数里倒是写了它带麦克风、支持定时开关,还有其他一些实用功能。
套装很简单,只有控制器和天线,不过控制器的尺寸明显比前几款大。
开始研究后很快就明白了:这款控制器是通过蓝牙工作的,因为软件一上来就问:“您的蓝牙已关闭,要不要打开?” :)
遥控距离出乎意料地远,至少在我家里各处都能正常工作。
连接灯带和电源时,用的也是和上一款相同的插拔式接线端子。
另一侧有电源和天线接口,还有一颗LED指示灯(未连接时闪烁,连接后常亮)。
组装后的样子。
不过我更感兴趣的是它的内部结构,这也是我决定写这篇评测的原因。
电路板装在外壳里的方向是固定的,只能朝一个方向取出来。
可以看到,电路板是单面板,上面有麦克风和几个电容。输入电容甚至比第一款控制器上的还小。电路板基材是纸质酚醛板。
大电流走线覆了不少焊锡,以增加导电截面积。
整体做工只能算勉强及格。
我们仔细看看内部。
1. 晶体管如果我没认错,型号是ISL9N306AD3ST,参数如下:30 V、50 A、6 mΩ。看起来相当不错,可惜……外壳顶部标着电流30 A*3,也就是说,按字面理解是三个通道各30 A。显然这完全是胡扯,应该写成30 A/3,也就是三个通道各10 A。但即便总电流达到30 A,现有的接线端子也根本承受不了,更别说电源接口了。
这些晶体管本身承受10 A电流毫无问题,不需要额外散热,此时每只晶体管的耗散功率最高约为0.6 W。
装配和焊接质量令人失望,晶体管焊得马马虎虎,其他部分看起来也不怎么样。
2. 控制晶体管的是ULN2003芯片,但它并不太适合这种用途:虽然能给栅极提供完整电压,开通速度却很慢。
3. 麦克风放大器。我测试过,能正常工作,但灵敏度不算高。不过,只要控制器离声源不远,就能用。它会从声音信号中提取低频成分,于是LED就会跟着音乐节奏切换。总的来说,我觉得表现一般。
4. 蓝牙模块。一开始我甚至没注意到,这款控制器里其实没有负责控制工作模式的微控制器。准备评测时我才弄明白:手机不只是用来控制,实际上所有工作都由手机完成。说白了,就是拿一颗蓝牙芯片,把三个LED通道和麦克风信号接到空闲的输入/输出端口上,剩下的全交给程序处理。这用起来不太方便。
另外我还注意到,设备输出端有较大的晶体管开关谐振干扰,部分原因是输出端没有用于吸收这些尖峰的二极管——又省了一笔。
尽管缺点不少,它也有优点:
1. 这里的纹波频率高了1000倍,约为125 kHz。
2. 亮度调到最高时没有纹波。
3. 可以把亮度调得非常低,其他控制器做不到这一点。
高频同时也是缺点:在这样的频率下切换晶体管要困难得多,开关损耗会增加,干扰也会变强。更合适的频率应该是1–10 kHz。

软件非常简单。我一开始试着从应用商店下载,但根本装不上。最后我去了制造商的网站下载,之后就一切正常了。
主菜单可以进入照明设置、音乐选择(只需在手机上播放音乐,控制器不会接收音乐数据)、定时器设置和连接菜单。
控制器开机后,就可以连接它。
定时器我实在没太弄明白;如果要一直让手机保持连接才能使用,这个设计就很别扭。
灯光控制菜单可以开启白光(3个通道全部开启),还可以模拟普通控制器上的色盘。
此外,还可以调节效果模式下的亮度和LED切换频率。
效果模式说不上多炫,严格来说总共只有4种,有些还会随声音变化,不过我不太喜欢。
Lighting设置我倒是没完全弄明白:调节到一半时,它会让灯带亮度在0到100%之间变化,继续调高则会把灯光调暗。
这些控制器总体来说怎么样?
就我个人而言,我不太喜欢它们粗糙的颜色过渡调节,这一点在视频里也看得出来。
简单款控制器的工作频率较低,但完全独立运行;蓝牙版则不同,工作时需要手机。
这4款控制器都能承受标称电流,不过我很怀疑电源接口能不能承受这么大的电流。
总的来说,在我看来,这类东西更适合用于商店、招牌等地方的装饰照明。不过我家邻居也装了这种灯光,我实在不太明白这么做有什么意义。倒是可以作为节日装饰灯光,便宜又好看。
这款灯带完全不适合照明,因为白光实际上是由3颗单色LED混合形成的;再加上它的频闪频率低,而且在亮度低于100%的模式下,调光占空比也是100%,那就更糟了。
几点小建议:
1.如果不只是想装饰房间,还要用来照明,就选RGBWW灯带。
2.用于局部照明时,选LED密度较高的灯带。
3.如果灯带功率较大(大约超过8-9 W/m),就要使用散热器,尤其是现在散热器的形状选择非常多……
4.加上扩散罩后,光线会更均匀,也不容易看出单颗LED。
5.想让亮度均匀,可以采用对角线接线方式。
6.并非所有控制器都好用,最好选PWM工作频率较高的。最简单的检查方法是“铅笔测试”:用两根手指夹住铅笔,快速移动。如果看到清晰的铅笔轮廓,那就不太理想。
7.实践证明,我测试过的所有控制器,其输出功率都受电源接口限制,而不是受晶体管或其发热限制。把电源线直接焊到电路板上,就能轻松提高功率。
8.灯带较长时,最好选24 V灯带,这样就不用费那么大劲应对电压降。
9.标注2.4 GHz不一定代表WiFi或Bluetooth,有时它只是无线电链路的工作频率,注意辨别。
我就说到这里。
祝大家新年快乐。
祝大家今年都能买到更多称心又实用的东西,遇到需要求助或退货的情况越少越好。也祝大家只在电影《沙漠白日》中听到“海关”这个词,永远不用和海关打交道。
当然,也祝作者们读者越来越多,读者们作者越来越多,管理员两边的人都越来越多 :)
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常见问题
5050 RGB灯带从12 V降到10 V时,功率如何变化?
绿色为13.8 W和6.75 W,红色为15.3 W和接近9 W,蓝色为12.2 W和5 W。三色全亮时,功率从35.8 W降至18.6 W。
RGB灯带为什么亮度不均,如何改善?
电压下降会使灯带末端变暗;作者测得不同颜色的末端电压下降2.5–3.1 V。他建议采用对角接线,让亮度更均匀。
如何选择RGB灯带控制器?2.4 GHz代表什么?
作者建议选择PWM频率较高的控制器,并用“铅笔测试”检查闪烁。标注2.4 GHz不一定表示支持Wi-Fi或蓝牙,也可能只是无线电频道的工作频率。
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