翻新中古露營車的照明

我和太太去年買了一台中古露營車。中古車的內部照明通常都不怎麼先進，這台也不例外。這台車已經出廠 29 年了，內裝技術也同樣老舊。

圖 1：我們新買的中古露營車。(圖片來源：Michael Marwell)

舊燈發出昏暗而不失溫馨的光線，在車裡來頓浪漫的晚餐是很有情調，但要閱讀或玩桌遊只能說勉強夠用。若要打開全部照明，則需要大量的能源才能照亮整台露營車。

如果我們把車開到有電源線路的營地，供電方面倒不是什麼大問題。但今年，我們打算把車開到羅馬尼亞，享受廣闊的野外和大自然環境一晚或幾晚。在此情況下，燈泡就得靠電池供電，因此我想盡可能用最少的功耗獲得最佳的照明效果。我的解決之策是把照明換成 LED。

最簡單的辦法是裝上一條 12 V 的 LED 燈條，一切就大功告成。

但是，如果要長時間使用 LED 提供可靠的照明，就沒那麼簡單了。LED 在使用期間通常會散發很高的熱量，因此 LED 不能直接黏在木頭上，而應黏在金屬體才能確保充分散熱。

以前，我總是搞不定 LED 燈條，因為高溫讓黏膠鬆脫，而且燈條還遠離地面。

這就是為什麼我更喜歡以固體 (比如電路板) 為載體的 LED 模組。DigiKey 提供多種 LED 模組現貨 (LED 照明 - COB、引擎、模組)。

考慮到色溫、電壓、功率和其他參數，我選擇了 Samsung Semiconductor, Inc. 的 SI-B8T06128CWW LED 模組。光線的色溫為 4000K，對我來說不會太冷，對我太太來說又不會太暖。

雖然板載電壓是 12 V，但實際電壓通常超過 12 V。充電器和交流發電機的饋送量最高可達到 14.7 V，視使用的電池技術及設定的充電曲線而定。如果我透過電燈開關將 LED 模組直接連接到板載電源，模組可能會因為電壓過高而無法可靠運作，並因為溫度升高而最終故障。

因此，我需要合適的 LED 驅動器。我非常喜歡可調式光源，所以 LED 驅動器還要具備調光能力。

雖然我對 LED 調光略知一二，但需要考量的層面一定超乎我的想像。技術文章《如何進行 LED 調光又無損光線品質》正是我需要的資源，能幫助我更瞭解 LED 調光。

不過，我還是決定不要自行建構電路，而是使用現成的解決方案。

DigiKey 提供好幾種 LED 驅動器，既有 PCB 安裝式，也有外接式。

我根據以下幾個重要的標準選擇了 RECOM Power 的 RBD-12-0.50/W，包括可調光性、合適的電流限制、輸入電壓範圍，以及節省印刷電路板空間。這款產品還提供纜線，可連接到 LED 模組和現有纜線。

這款 LED 驅動器能讓我透過簡易的電位器或是 PWM 控制來調整亮度。而且，升降壓驅動器不會限制電池的電壓。

我快速將各個元件連接到實驗室的電源供應器，並進行了多種測試。

第一次測試時，我將 LED 模組與電源供應器直接相連。結果顯示，將電壓從 10 V 提高到 15.5 V 時，電流量大幅增加，而且 LED 變得更亮。由於這些模組並未指定以 15.5 V 操作，所以我只是簡單測試一下，想確認我的假設。強烈建議各位不要做這個測試，因為 LED 模組在短時間內就變得很熱。

第二次，我將 LED 驅動器和 LED 模組相連、將 LED 驅動器未使用的纜線端進行絕緣，然後再次用電源供應器的 10 V 至 15.5 V 電壓進行測試。結果完全符合我的預期。從我主觀的角度來看，LED 在整個輸入電壓範圍內都維持固定的亮度。

圖 2：快速測試設定。(圖片來源：DigiKey)

儘管輸入電壓不同，但在 LED 模組所測量到的電壓很穩定，都是 12 V。我沒有測量 LED 驅動器的輸出電流，但輸入電流從大約 600 mA (10 V 下) 降低到 400 mA (15 V 下) 左右，並未超出預期範圍。

但是，亮度控制僅在電位器的部分轉動範圍內起作用。在電位器轉動範圍的大約一半處，LED 處於全亮度。

原因可以從規格書中很快找到。類比輸入在 1.5 V 時，輸出電流就已調節到 100%。由於參考電壓輸出提供 5 V 電壓，電位器也會將電壓從 0 V 調節到 5 V。我的解決辦法是，在電位器和參考電壓輸出之間放置電阻，如此一來我就可以使用電位器的整個範圍進行亮度控制。為了避免參考電壓輸出發生過載，我使用 27 kΩ 電阻和 10 kΩ 電位器。

由於類比調光已經能滿足我的需求，所以我當時並沒有使用 PWM 輸入。或許未來我可以讓我的露營車更智慧一些，透過 PWM 電路來調節燈光。至少目前來說，我未來可能會這麼做，而且不需要重新設計。