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美国工程师拆解多色LED球泡灯:与单色LED相比设计有何不同?

2021-08-30 Brian Dipert 阅读:
在过去几年里,我对许多不同种类的LED灯泡进行了拆解,但它们都有一个共性,就是它们只能输出“白”光——虽然色温不同,但仍然是一种非常“单色”的技术方法。这次我决定改变一下,把拆解对象改成多色LED灯泡。

在过去几年里,我对许多不同种类的LED灯泡进行了拆解:标准版(详见“Teardown: What killed this LED bulb?”)、Zigbee控制版(详见“Teardown: Zigbee-controlled LED light bulb”)、Wi-Fi增强版(详见《美国工程师拆解16美元的智能LED灯泡》)和蓝牙增强版(详见《外国工程师拆解无线智能LED灯泡:两个“奇特的引脚”》)。我甚至最近拆解了另一种非白炽灯产品:紧凑型荧光灯(CFL)灯泡(详见:“拆解两个“罢工”的紧凑型荧光(CFL) 灯泡:电路/电容器等组件完好,故障出在哪?)!7xmednc

上述灯泡都有一个共性,就是它们只输出“白”光——请注意,虽然色温不同,但仍然是一种非常“单色”的技术方法。这次我觉得我应该改变一下,把拆解对象换成多色的LED灯泡,也就是说,它不仅可以通过外部app控制进行调光,而且可以表现出多种颜色。下面来认识一下Sengled的智能LED灯泡7xmednc

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我最近挑选了一些多色灯泡,它们与各种亚马逊“智能”设备进行捆绑销售。下面这个例子是我最近通过2021年Prime会员日的促销活动找到的;我以24.99美元的价格买到了最新一代的Echo Dot——这款球形设备的前任我在几个月前刚拆掉它(详见《音质更好了!拆解:第三代亚马逊Echo Dot》)——以及这次拆解的对象。考虑到正常的独立价格为49.99美元(Echo Dot)和14.99美元(Sengled LED球泡灯),总计64.98美元(当然,加上税费和运费),这笔交易相当划算!7xmednc

请注意,正如包装上所突出显示的那样,这些球泡灯只能由Amazon Echo生态系统(语音控制设备以及智能手机和平板电脑app)进行控制:7xmednc

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请注意,与Zigbee前任一样,把这些灯泡组合起来,就可以协同创建一个扩展范围的蓝牙网状网络:7xmednc

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除了灯泡本身,盒子里的东西非常的少,只提供了一个简短的快速入门指南:7xmednc

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当然,明星是我们的A19型待宰羔羊,像往常一样,我们先用一个0.75”(19.1mm)直径的美分硬币来与它进行一下尺寸比较:7xmednc

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然后来看下底部和侧面部分标记的特写:7xmednc

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我不知道你怎么样,但每当我看到灯泡上的MAC地址标签时,我都会多看一眼!其他值得注意的规格(恕我直言)还包括9W(根据亚马逊网站上的产品页面;准确地说是8.7W)和声称的60W/800流明白炽灯等效,并且灯泡不仅会输出一系列用户可配置的颜色,而且还具有从2000K到6500K的可调“白色”色温范围。7xmednc

是时候进入拆解环节了。和往常一样,根据过去的经验,我拿起我的钢锯,将球罩的粘合剂松开,然后就可以利用平头(还有别的名称)螺丝刀像杠杆一样把它撬开:7xmednc

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虽然球罩内部(见上图)不出所料空空如也,但另一方面,照亮它的部分却要有趣得多:7xmednc

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周边有16个标准的“白色”LED,这是我们之前在其他灯泡中所见过的类型。在这个外部照明环内部是(不出所料)另一个照明环,其所包含的全RGB LED结构数量较少,只有八个。这张图上所剩下的就是无源元件和两组连接器(大概是通过引脚连接到基座深处的电源和控制电路)了。而且,对了,谈到连接到“深处”电路的东西,就不能错过穿过金属板而伸出上方的蓝牙天线,对吗?7xmednc

从过去的经验看,取下那个板子去查看里面的东西有时会很困难。实际上,这一次还不错。我刮掉了最初将球罩固定在基座上的剩余粘合剂,然后使用较小的平头螺丝刀将板子撬开:7xmednc

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这是板子独立的样子:7xmednc

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不出所料,它由金属制成,与金属基座一起保护环境(包括蓝牙天线)免受基座内模拟和电源电路的射频辐射:7xmednc

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为了更进一步了解内部情况,再次根据过去的经验,我需要先用钳子拧下灯头:7xmednc

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现在就使PCB的尖端暴露在外了(从现在灯头仍然连有红色通孔线的空置焊点,你大概可以看出其最初所在的位置了):7xmednc

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推动尖端就可以克服将PCB固定在基座中的膏体:7xmednc

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如果现在查看基座内部,就可以看到最初将PCB固定起来的支架:7xmednc

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然后,在去除剩余的粘胶后,并在一些异丙醇的帮助下,我们就第一次看到了LED灯泡电路的“内脏”:7xmednc

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PCB底部照片右侧的两个IC(位于上图顶部)有点神秘。其中一个标记为“BP1638”的(我认为)是来自一家名为Bright Power Semiconductor的公司的LED开/关/调光开关。我在任何地方都找不到另一个标记为“BP5711”的器件的参考资料。我的最佳估计是它来自同一家供应商,并且它们被共同用于控制前面所示的两个同心LED环。如果有人有更灵通的看法,欢迎在评论框中提出!7xmednc

这两个特定IC的位置与顶部的水平金属板相匹配。最初(现在回想起来不太明智)我怀疑它可能是个法拉第笼。虽然我试图撬开它的顶部没有成功(我认为它实际上是个牢固连接的散热器),但我确实发现了一个意想不到的惊喜:该组件的这一特殊部分位于一个独特的微型PCB上:7xmednc

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然而,我的猜测也并非完全错误。设计中确实有一个法拉第笼,被连接到天线板的一侧(查看之前的PCB概览照片,就可以看到它):7xmednc

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我意识到,上面的照片拍得并不完美,所以你必须相信我的话,下面那块主IC是泰凌微电子的TLSR8253,这是一款支持蓝牙低功耗(BLE)和BLE Mesh拓扑以及2.4GHz专有协议的蓝牙v5控制器。正如我所怀疑的,硬件实现非常传统;取而代之的是,该智能LED球泡灯的亚马逊生态系统“锁定”通过灯泡端和系统端的软件得到了加强。7xmednc

到现在为止,写的字数恰到好处,也就是时候结束这个特定项目了。与往常一样,欢迎各位在评论框中提出自己的想法!7xmednc

(原文发表于ASPENCORE旗下EDN美国版,参考链接“Teardown: Cutting into a multicolor LED light bulb,由赵明灿编译)7xmednc

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Brian Dipert
EDN资深博客作者。Brian Dipert是前EDN杂志的高级技术编辑。 他是BDTi的高级分析师,嵌入式视觉联盟的主编,以及AnandTech、EDN杂志和《低功耗设计》的特约编辑。 他也是Sierra Media的创始人。
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