Y16:幻彩像素,單一控制器最多一千點
Y16 是為燈效必須動起來的燈而設的方案——跟隨畫面的電視背景燈、把漸層推上牆面的牆角燈、尾跡一道接一道落下的煙火燈。它驅動的燈帶和燈串上每顆燈珠都有自己的位址,而它只用一顆小晶片就能讓一千顆燈珠保持同步。
一段話講清「可定址」
固定色燈帶上,控制器驅動三根顏色匯流排,全長每顆燈珠顯示同樣的混合色。幻彩燈帶上,每顆燈珠——或每一小組燈珠——背後都有一顆自己的微型驅動晶片,在鏈條裡有自己的位置。控制器沿一根資料線發送一串資料;每顆驅動晶片取走它收到的第一個顏色值,保存下來,把其餘的向後傳。資料流到達末端時,每顆像素都拿到了自己的值。再發一串,畫面就變了。發得夠快,畫面就動了。
這根單獨的資料線,就是幻彩產品被叫作「RGBIC」的原因,也是它們需要專門控制器的原因。Y16 就是那個控制器。
我們能站得住腳的數字
| 項目 | Y16 |
|---|---|
| 設計 | 單晶片,SOP16 封裝——大腳距接腳,易貼片、易重工 |
| 每控制器點數 | 最多 1000 點,由一顆晶片穩定驅動 |
| 輸出 | 驅動兩條燈帶或一條長燈帶,無需外加緩衝驅動晶片 |
| 動態模式 | 兩百種以上 |
| 律動模式 | 八種——能量兩種、節奏兩種、頻譜兩種、捲動兩種 |
| 設定 | 點數與線序可設定;燈帶或燈串 |
| 控制 | 藍牙 App、2.4 GHz 或紅外線遙控器、板載按鍵 |
| App | 幻彩寶蓮燈 |
為什麼一千點是有用的上限
這個數字不是行銷上的整數,而是從資料線的運作方式裡算出來的。常見的單線像素協定速率約為每秒 800 千位元,每顆像素需要 24 位元——紅、綠、藍各八位元。一千點因此是每幀 24,000 位元,發送大約需要 30 毫秒,再加一小段重置間隔。這把一千點燈帶的更新率限制在每秒三十幀左右——恰好是運動看起來仍是運動、而不是一格一格跳的速度。
超過這個數,總要犧牲點什麼。一路輸出上掛兩千點,幀率減半到十五幀左右,原本流暢的追逐就會明顯發澀。這才是方案標定為一千點的真正原因:這是單根資料線仍能流暢動畫的長度。如果專案需要更多,答案是更多控制器,不是更長的燈帶——兩路輸出的設計正是朝這個方向邁出的第一步,因為兩條各五百點的燈帶更新速度是一條一千點燈帶的兩倍。
兩路輸出,無需緩衝
幻彩燈帶上的資料訊號是高速邏輯波形,晶片輸出接腳能直接驅動的導線長度有限,超過之後波形邊緣變鈍,第一顆像素就開始誤讀數值。通常的解法是在控制器和燈帶之間加一顆緩衝晶片。Y16 直接用晶片驅動兩條燈帶——或一條長燈帶——省掉了一個元件、一個故障點和幾公釐板面。這是它能裝進牆角燈底座或煙火燈集線器、而不需要單獨盒子的原因之一。
兩路輸出對佈局也有意義。電視背景燈天然是兩段——左加上、右加下——在頂邊中央會合。牆角燈常常是兩根立柱。能用一個控制器同步餵兩段、不用第二塊板,正是這些產品做起來簡單的原因。
可設定的點數與線序
有兩個設定決定了一個控制器是開箱即用還是要打客服電話,Y16 把這兩個都開放了出來。
點數告訴控制器燈帶有多長。設得太少,燈帶末端一直是黑的;設得太多,燈效會跑過末端進入並不存在的像素,追逐看起來像在重新開始前停頓了一下。它在製造時為產品設定,開放了這一項的產品可以在 App 裡調整。
線序是像素期望接收三個顏色位元組的順序。多數像素晶片要綠色在前,有些要紅色在前,少數要藍色在前。弄錯了,每種顏色都會錯位——你要紅得到綠,要綠得到藍。因為順序是可設定而不是固定的,產品可以用當時能買到的任何像素燈帶而不用改韌體,換過燈帶的使用者也可以在 App 裡自己修正。顏色顯示錯誤就是這個修法的指南。
模式,以及八種律動模式
「兩百多種動態模式」聽起來像型錄上的數字,直到你想到幻彩燈帶能做而固定色燈帶做不到的事:一種模式不是一種顏色,而是隨時間和位置變化的圖案——漸層方向、追逐寬度、淡出速度、各段是同向還是反向運動。這個數量反映的是這些組合。實際使用中多數人固定用幾種;重要的是他們想要的那幾種確實有,而且在他們的燈帶長度上過渡是流暢的。
八種律動模式分為四對,各自回應控制器內建麥克風拾取聲音的不同屬性:
- 能量——整體響度驅動亮度或亮起的長度。
- 節奏——節拍觸發離散事件,閃一下或換一次顏色。
- 頻譜——低、中、高頻分別對應到不同顏色或燈帶上的不同位置。
- 捲動——聲音驅動一個沿燈帶行進的圖案,而不是原地閃爍。
因為麥克風在控制器上,這些模式在手機收起來之後依然運作——音樂同步:三種模式解釋了這個差別。
不需要接收窗的遙控器
Y16 支援 2.4 GHz 無線電遙控器,也支援紅外線。無線電方案對產品設計有一個容易被忽略的影響:沒有接收模組,外殼上不用開窗,所以控制器可以完全藏起來——電視後面、燈座裡面——外殼也可以密封。成本與紅外線接收頭相當,低於 433 MHz。對於藏在視線之外的燈具,這是正確的選擇。遙控器本身用 2.4G 發射晶片或 BLE SoC 實作,支援短按、長按與休眠,面貼和 PCB 可以用公版也可以客製。
基於 Y16 的產品可以客製什麼
寫給客製燈具的人:模式集、紅外線或 2.4 GHz 遙控碼值、板載按鍵功能、開機動畫、律動模式、點數與線序、燈帶或燈串輸出,都在製造時設定。硬體方面,板框外形、遙控介面、按鍵數量和外麥電路是變數;App 可以貼牌。方案的邊界——一千點、兩路輸出——不會變。
我們最常見到的錯誤
只有第一顆像素亮,或者前幾顆閃爍
幾乎總是資料線的問題:控制器到燈帶之間的引線太長且無遮蔽、第一顆像素處接頭不良,或者燈帶的第一顆驅動晶片已損壞、不再向後傳資料。先換一根短引線試試;如果燈帶靠近控制器能用、離遠了不能用,問題就在線上。
圖案沒跑到末端,或者像是停頓了一下
點數設定和實際不符。對照實際連接的像素數檢查設定,注意剪過再接的燈帶比整卷少。
每顆像素的顏色都一致地錯了
線序。如果到處都是要紅得到綠,壞的不是燈帶——改線序設定。
遠端偏暗且發紅
供電匯流排上的壓降,在幻彩燈帶上表現為遠端像素先變暖再變暗。幻彩燈帶比固定色燈帶對此更敏感,因為它的驅動晶片需要一個最低電壓才能運作。在遠端補電;燈帶長度與供電有具體數字。
常見問題
Y16 能驅動普通 RGB 燈帶嗎?
不能。普通 RGB 燈帶有顏色匯流排、沒有資料線,它需要 Y96 方案。兩者是不同種類的燈帶,不是同一種燈帶的不同長度。
兩條幻彩燈帶能接成一條更長的嗎?
可以,一路輸出不超過一千點的上限,而且兩條燈帶要用同一種像素晶片。一根資料線上混用不同像素類型是不行的,它們可能期望不同的時序或不同的線序。
用哪個 App?
幻彩寶蓮燈。完整對應表在這裡。
如果你正在基於這個方案製作燈具、需要這裡沒有的細節,請聯絡我們。