樓梯流水燈:逐階點亮的效果如何實現,以及該怎麼安裝

樓梯流水燈在你上樓時把踏步一階接一階點亮,在你走在樓梯上時保持常亮,等你離開之後再從身後逐階熄滅。 樓梯兩端各有一個感測器,告訴控制器你往哪個方向走。效果的一半來自硬體,另一半來自批土之前埋在牆裡的東西。

核心要點

  • 每階踏步占控制器一路,再留兩路備用:14 階樓梯用 16 路控制器,20 階則裝不下。
  • 電源供應器功率 = 階數 × 每階發光寬度 × 每公尺瓦數,再加 20%:14 階、每階 0.9 公尺、8W/m,要買 150W。
  • 主線制每階一條線,必須在批土前埋好;單匯流排定址是唯一能保住流水效果的補裝方案。
  • 感測器裝在第一階和最後一階的側牆,高出踏步 30–50 公分,朝向樓梯橫向,不裝在平台上。
  • 起始參數:每階 0.3–0.5 秒,延遲 20–40 秒,色溫 3000K,亮度調到夜間低亮度。
傍晚客廳裡的一段木樓梯,最下面兩階踏步前緣下方透出暖白光,上面幾階仍是暗的,流水效果正走到樓梯一半。
效果進行到一半:下面幾階已經亮起,上面幾階還是暗的,燈光在上樓的人前方一兩階處沿著樓梯往上走。 示意渲染圖。

踏上樓梯的那一刻發生了什麼

整個流程很短,控制器上的每一項設定都對應其中一步。

  1. 觸發。你走過樓梯底部的感測器。它向控制器回報,而因為觸發的是底部感測器而不是頂部那個, 控制器由此知道了行進方向。
  2. 逐階點亮。控制器先打開第一階,等待一個設定的間隔,再打開第二階,如此直到頂部。 多數控制器的間隔可以在每階約十分之一秒到一秒之間調整。
  3. 保持。整段樓梯在延遲時間內保持常亮,計時從控制器收到的最後一次觸發開始。 走過頂部的感測器也算一次觸發,會重新計時。
  4. 逐階熄滅。延遲時間到了之後,踏步依序熄滅,通常沿著你行走的方向,看起來像燈光跟著你離開。

下樓時順序反過來。如果裝了光敏感測器,房間夠亮、不需要燈的時候,整個系統保持關閉。

套件裡每個零件各管什麼

主控制器

控制器是唯一的智慧零件。它接收兩個感測器的輸入,驅動每一階踏步上的燈帶,並保存所有設定: 順序、速度、亮度、延遲時間和光敏門檻。樓梯控制器按路數販售——16、20、24 和 32 路都很常見—— 每階踏步至少需要一路,如果休息平台也要亮,還得給它留一路。14 階樓梯用 16 路控制器還剩兩路備用; 20 階樓梯用同一台則根本做不到。按你實際的樓梯階數再加兩三路備用來買,不要往下取最接近的規格。

感測器

共兩個,樓梯兩端各一個,裝在側牆上、高出踏步約 30 到 50 公分。人體紅外線(PIR)感測器回應的是橫越其視野的人體熱量, 需要沒有遮蔽的視線。微波雷達感測器回應的是移動,能穿透薄蓋板甚至輕隔間牆,因此可以藏在面板後面, 但也可能被牆另一側的人觸發。兩種都能用,只是安裝規則不同。

LED 燈帶

現在幾乎所有套件都用 24V COB 燈帶:LED 晶片埋在一層連續的螢光粉下面,踏步前緣下方看到的是一條不間斷的光線, 即使不加擴散罩也看不到顆粒。用 24V 而不是 12V,同樣功率下電流減半,代表線可以更細, 到頂部那階踏步的長距離壓降也更小,頂部那階不會比底部暗。燈帶在標記的裁切點按每階踏步的寬度裁切, 固定在踏步前緣下方或踢腳板側面,嵌在開好的槽裡或鋁合金型材內。

電源供應器

定電壓電源供應器把市電轉換成 24V 直流,供給控制器和燈帶。它按燈帶總長度來選,而且是最常被選小的一個零件。

俯視的樓梯燈套件平鋪在素色檯面上:一台帶兩排接線端子的扁平多路控制器、一台帶散熱孔的 24V 電源供應器、兩個黑色小型人體感測器和一捲白色 COB LED 燈帶。
典型套件裡的東西:多路控制器、扁平的 24V 電源供應器、兩個感測器和 COB 燈帶。 通到每一階踏步的線不在盒子裡。示意渲染圖。

電源供應器功率怎麼算

  1. 先算發光總長。階數乘以每階踏步的發光寬度。14 階、每階 0.9 公尺,就是 12.6 公尺。
  2. 乘以燈帶的額定每公尺功率。按 8W/m 算,約 101W。
  3. 加 20% 餘量。滿載運作的電源供應器會發熱、老化快,也沒有餘量應付所有踏步同時點亮的那一刻。 101W 變成 121W。
  4. 往上取一級標準規格。這裡是 150W。100W 的不夠,即使包裝上的數字看起來很接近。

電源供應器還應該有短路保護。樓梯安裝的裁切端和接頭比幾乎任何其他燈帶安裝都多——每階一段燈帶, 就代表每階踏步都有一處接線——而某個接頭短路時會發生什麼,由電源供應器決定,而不是燈帶。 判斷你的電源供應器會切斷輸出還是把接頭燒焦的桌面測試,寫在 樓梯照明安裝位置指南裡。 如果做完這些頂部那階仍然比底部暗,原因是線太長,處理方法在 燈帶電源選型與遠端變暗裡。

電源供應器和控制器要裝在一起、放在能打開的地方:樓梯下的櫃子、檢修口、玄關櫃的背後。 絕對不要封進樓梯內部的空腔。在整個使用壽命裡,電源供應器是最有可能被更換的零件。

兩種配線方式:每階一條線,或者一條匯流排

這個選擇決定了系統日後還能不能補裝,所以要在買任何東西之前先定下來。

上圖:主線制配線,電源供應器給控制器供電,七階樓梯的每一階都有一條獨立的線接回控制器上編了號的輸出口,底部踏步和頂部踏步各有一個感測器。下圖:單匯流排配線,一條線從控制器接到第一階,再逐階串到上一階,每段燈帶帶一顆小驅動晶片,資料沿樓梯單向往上傳輸。
上圖:每階踏步各有一對線接回控制器,一處故障只影響一階。 下圖:一條線逐階串聯,用線最少,但一處斷開後面的全都不亮。

主線制配線

每階踏步都有自己的一對線,接回控制器上一個編了號的輸出口。控制器依序切換這些輸出來產生流水順序, 每階踏步上的燈帶就是普通的單色 COB 燈帶,本身不帶任何電子元件。這是更穩固的方案—— 一段燈帶壞了或者一條線受損,只會影響那一階,不會影響整段樓梯——也是幾乎所有專用樓梯控制器預設的方式。 代價是那一捆線:14 階樓梯代表 14 條線匯到同一個點,而且必須在封牆之前就埋進去。

單匯流排配線

一條線從控制器接到第一階,然後逐階串到樓梯頂。每階踏步的燈帶上有一顆小驅動晶片,給它分配一個位址, 控制器把整個流水序列從這一條線送下去。用線少得多,也是唯一能在不開牆的前提下補裝到已完工樓梯上的方案。 代價是這條鏈有方向——資料從控制器那一端進入,之後無法反向——而且某一階斷開,後面的全部熄滅。

主線制單匯流排
到各階的線每階一對,全部接回控制器一條線,逐階串聯
每階的燈帶普通單色 COB,不帶電子元件可定址燈帶,每段一顆驅動晶片
一處故障影響只有那一階那一階及其後所有階
流水方向在控制器上設定固定從控制器那端開始
已完工樓梯能否補裝不開牆做不到能,明裝在細型材裡
彩色每階占三路不占額外路數

為什麼一般 RGB 燈帶自己做不到這一點。一般 RGB 燈帶上所有 LED 共用三條連接線, 控制器送出的任何訊號都會同時到達每一處。燈帶在物理上沒辦法點亮一階而讓下一階保持暗。 要做到逐階控制,要麼每階各占一路,要麼用帶獨立驅動晶片的可定址分段。任何 App 設定都改變不了這一點。

施工中的白色批土樓梯,下面幾階踏步前緣下方亮著暖白色 LED 燈帶,上面幾階還是暗的,紅黑兩色的線從樓梯敞開的一側垂下來,每階一對。
水電階段的主線制配線:每階一對線,在梯樑封閉之前從樓梯敞開的一側放下來。 下面幾階已經在通電測試。
桌面上通電的一捲可定址 LED 燈帶,近到能看清每顆白色 LED,以及軟板上夾在它們之間的小驅動晶片。
捲上的可定址燈帶。每兩顆 LED 之間的黑色小晶片,就是讓一條匯流排能逐階定址的原因。 在錯誤的焊墊之間剪斷,鏈條就到此為止。

批土之前必須埋進牆裡的東西

幾乎每個失敗的樓梯燈專案都是在這裡失敗的:水電階段,離買燈還有好幾個月。按順序:

  1. 控制器所在位置的市電插座。樓梯頂部或底部,放在樓梯下的櫃子、檢修口或者能打開的櫃體裡。 電源供應器和控制器就裝在它旁邊,低壓部分從這裡出發。
  2. 通到每一階的線管。主線制的話,從控制器位置到每一階踏步各走一條管;單匯流排的話, 一條管到第一階,再在各階之間走短管。用 16 或 20 公釐的線管並預留拉線,這樣線是在裝修完成後穿進去的, 而不是被埋在批土裡。這是唯一無法事後補做的一項。
  3. 兩端的感測器預埋盒。在第一階和最後一階的側牆上各裝一個小預埋盒,高出踏步 30 到 50 公分, 各自走一條管回到控制器。讓它們朝向樓梯橫向而不是沿著樓梯方向,並避開任何門口。
  4. 燈槽。在每階踏步前緣下方開一條 10 到 15 公釐深的槽,或者為帶乳白擴散罩的鋁合金型材留出凹位。 深到從下往上看時看不見燈帶,淺到不削弱承受最大荷重的踏步邊緣。石材和磁磚踏步在鋪貼之前就切好,而不是之後。
  5. 標籤。每條線在穿進去的時候就在控制器一端標上編號。14 條一模一樣的灰色線, 在水電階段標記毫不費力,事後則無從分辨。

如果你讀到這裡時牆已經完工了,直接跳到補救方案那一節。這張清單上的任何一項,不重新開牆都做不到。

讓感測器只看見樓梯,別的都看不見

完工後最常見的抱怨——有人穿過玄關,整段樓梯全亮了——是涵蓋範圍問題,不是故障。 裝在頂部踏步的感測器如果偵測角很寬,看到的就不只是這一階,還有整個平台,因為偵測錐不會在樓梯邊緣停下。

詳細的排查方法,包括遮住鏡頭的一部分和把感測器往下移,寫在 樓梯照明安裝位置指南裡。

讓效果顯得自然的設定

設定起始值原因
每階間隔 每階 0.3 到 0.5 秒 配合步行節奏,讓燈光始終領先腳步一兩階。再快,整段樓梯只是直接亮起;再慢,人會走到燈前面去, 這比沒有燈更糟
延遲時間 從最後一次觸發起 20 到 40 秒 按走得最慢、手裡還拿著東西的那個人來設,而不是按測試時走得最快的那個
亮度 低,夜間水準 它的任務是標出階梯邊緣,不是照亮房間。很多控制器還在第一階和最後一階加一個微弱的待機亮度, 讓人在黑暗中找得到樓梯
色溫 3000K 居家用暖白,木踏步在這個色溫下最好看。4000K 適合白色極簡風格的室內或工作場所。夜裡 6000K 的冷白看起來就是眩光, 還會拖慢眼睛重新適應黑暗的速度
光敏門檻 在黃昏仍能點亮的前提下盡量調低 光敏探頭要避開燈帶自己的光,否則第一階一亮系統就把自己關掉

下面兩個完工案例處在審美光譜的兩端:居家樓梯上每階一種顏色,以及開放式玄關裡踏步下方和踢腳板沿線的單一紫色光暈。 控制器的邏輯完全相同,不同的只是燈帶,以及控制器在每階踏步上花掉幾路。

從底部看一段直通的居家樓梯,每階踏步前緣下方透出不同顏色的光,從底部的青色和紫色,經過橙色和紅色,到頂部的藍色。
每階一種顏色,每階三路。拍照很出色,而在大多數家裡,一個月內就會切回單一的暖白。示意渲染圖。
開放式玄關裡一段帶深色欄杆的現代樓梯,每階踏步下方和靠牆一側的踢腳板沿線都透出連續的紫色光,前景是木地板。
單一顏色,每階一路,再加一段沿踢腳板的連續燈帶照亮平台。示意渲染圖。

想做彩色的話

彩色要花路數。RGB COB 燈帶配 RGB 樓梯控制器,每階占三路,路數變三倍,32 路的控制器只夠十階。 可定址單匯流排原生支援彩色,不占額外路數。大多數裝了彩色的人,最後都停在了暖白上。

沒有預埋時的補救方案

方案配線流水效果看得見什麼日常維護
單匯流排定址套件 一條線,明裝在梯樑或踢腳板下方的細型材裡 有,真正逐階點亮 型材;顏色按牆面或梯樑選,不按燈帶
無線感應燈,每階一個 不配線;磁吸底座,各自帶 PIR 感測器 無;每個看見你時只亮自己 14 個小燈 14 顆電池輪流充
沿牆一整條燈帶,一個感測器 一條線,一處接線 無;整段同時亮 踢腳高度的一條連續光線

第一種是在已完工的樓梯上獲得真正逐階效果的唯一辦法。第三種放棄了流水效果,卻往往仍是正確的選擇: 對於以安全為目的的直通樓梯,它標出了每階階梯的邊緣,而且完全不需要開牆。

關於我們自己的樓梯控制器

我們設計的樓梯控制器是支援 App 連線的那一類。它們在 Lotus Lantern 裡配對,每階間隔、延遲時間、亮度, 以及第一階和最後一階的待機亮度,都在 App 裡設定,而不是靠旋鈕。實際的差別是:設定可以在天黑後站在平台上、 看著問題調,而不是拿著手電筒蹲在放控制器的櫃子前面調。安裝位置指南裡提到的常亮模式也是同一項設定: 它讓每一階都停在待機亮度而不跑流水,適合感測器涵蓋不好的樓梯。

配對步驟和我們其他藍牙燈一樣,見首次配對; 包裝盒上沒寫用哪個 App 的話,看各品類的對應關係。 旋鈕調整的機型根本沒有 App,也不需要。

裝好之後不對勁怎麼查

現象可能原因處理
整段樓梯同時亮起 間隔調到了最短,或控制器處於全亮模式 把間隔拉長到能看見流水為止,再縮短到與步行節奏一致
流水方向反了 兩個感測器接反了輸入口,或踏步接到輸出口的順序反了 先換感測器的兩條線:那是兩條線,不是十四條
有一階不亮,其餘正常 主線制:這一階的線、接頭或燈帶 只查這一階,其他階不受影響
一階不亮,它上面的也全不亮 單匯流排:鏈條在這一階斷了 重做這一階的接頭,或換掉這一段燈帶
白天也亮,或者根本不亮 光敏門檻,或光敏探頭的位置 讓探頭避開燈帶的光;躲在暗角裡的探頭以為永遠是夜裡
有人穿過玄關就全亮 感測器偵測錐涵蓋到了平台 把感測器裝低、朝向樓梯橫向,或遮住鏡頭的一部分

如果牆還沒封,給每一階走線管、裝好兩端的感測器預埋盒、在控制器一端給每條線標上編號,那是建議最省錢的時刻。 如果牆已經完工,在單匯流排套件和沿牆一整條燈帶之間選一個。無論哪種,下單之前先按 20% 餘量算好電源供應器功率。 對我們某一款樓梯控制器有具體問題,聯絡我們