【训练营】RGBCW吸顶灯(涂鸦方案)

8个月前

简介:基于涂鸦IOT的RGBCW吸顶灯

开源协议: GPL 3.0

  • 3.3k
  • 26
  • 31

描述

RGBCW吸顶灯(涂鸦方案)

高压 & 高温危险!!!

采用220v交流供电,且有大量的310V DC 走线,使用前请一定注意安全,谨防触电

灯板照明时发热较大,不要作死去摸灯板


演示视频


写在前面的话

首先,非常感谢立创和涂鸦,在还未完成的情况下还能荣幸拿到二等奖,这个项目会持续更下去

当然,作为一名高二党,可能没太多的时间折腾,但我会尽量修复已知的bug


已知的bug -- 补充

  • 在将此项目用于第二个灯的改造时发现一个问题
  • 由于dcdc芯片质量问题或者其他玄学因素,3.3v供电纹波较大
  • 具体表现为:模块上电后一直重启
  • 解决方案:使劲加电容 或者 将降压部分电路拆下,换降压模块
    • -

〇、更新说明

灯板

v1.02 - 修改了部分走线,将RGB改为5730封装

v1.03 - 修改了部分走线,将CW灯珠增加了一倍,并增强灯板散热

v1.04 - 修复了上个版本中螺丝拧的太紧导致短路的问题

2021/5/16 - 添加v1.04灯板的接线方法,暂未完成

主控板

2021/5/6 - 将led驱动部分的电流检测电阻全部替换为0.56欧姆,经半年的实际使用,普通的白色阻焊FR-4板完全可以撑住这个亮度

一、想法

这个项目的idea源于两个月前——一个用了五六年的日光灯灯管终于寿终正寝,便想到了自己做个物联网灯板

然后一直咕咕咕到了现在

二、硬件

本项目最初的设想为

  • 灯板使用四块100mm × 100mm × 20mm × 90度拼成一整块200mm × 200mm的灯板
  • 整块灯板使用
    • 28颗 5730 3000K 0.5w 暖光
    • 26颗 5730 5000K 0.5w 冷光
    • 24颗 WS2812 RGB
  • 主控板使用220V AC输入,主控为ESP12S,使用两颗AL9910作为LED驱动,采用PWM线性调光

鉴于本次训练营基于涂鸦IOT平台,现修改如下

  • 灯板使用四块100mm × 100mm × 20mm × 90度拼成一整块200mm × 200mm的灯板
  • 整块灯板使用
    • 8 * 4颗 5730 3000K 0.5w 暖光
    • 8 * 4颗 5730 5000K 0.5w 冷光
    • 14 * 4颗 5050 RGB //由于涂鸦貌似仅自定义SDK开发支持其他的RGB驱动方式,于是将WS2812换成PWM驱动的普通RGB灯
  • 主控板
    • 使用220V AC输入
    • 主控为基于BK7231T的WB3S
    • 使用五颗AL9910分别驱动RGBCW,采用PWM调光
    • 可扩展人体释热电传感器
    • 可扩展低功率LED灯模块(小夜灯)

补充:

* 在实际测试中,由于要手焊大量的5050 RGB灯珠会有概率出现短路
* 而使用铁板烧和手动涂锡膏会加剧这种情况的发生
* 因此v1.03的灯板将所有灯珠都改为5730封装,不仅更功率可以做的更高,用铁板烧也更好焊了( ´∀`)σ)Д`)
~~就是成本比之前高了亿点点~~

三、软件部分

软件部分没什么好说的,感谢涂鸦智能平台采用的开发方式,像这种灯可以直接使用免开发方案,这玩意是真的香~

补充 -- 免开发方案详细配置

  • 模组选用 WB3S WiFi&BLE 双协议模组 深度截图_选择区域_20210127160238.png
  • 功能点如下图所示 深度截图_选择区域_20210127155113.png
  • 固件的详细配置

深度截图_选择区域_20210127155222.png

深度截图_选择区域_20210127155202.png

深度截图_选择区域_20210127155155.png

由于使用ic来控制亮度,因此彩光的最小值可以改为1%

注意,涂鸦方案选用的固件并没用使用到夜灯和红外热释电传感器


四、元件选型

1、主控板

  • 主控供电采用sop8封装的SM7035,支持220VAC输入,输出电路200MA,配置为输出10V,即2W的输出功率,以确保主控供电充足
  • 主控采用WB3S,与ESP12S可以p2p替换
  • LED驱动使用HV9910,淘宝上非常便宜,0.6一颗包邮
  • LED驱动的高压mos可以选用400V 1A以上的任意NMOS

2.灯板

  • 将灯板分为四块,将长宽压缩在100mm × 100mm以内,方便白嫖,不然PCB费老贵了
  • 冷暖光LED在淘宝都有卖,100颗3元包邮
  • 灯板连接出采用半孔设计,如需白嫖可以在jlc备注不需要半孔,用常规工艺做出来

3.外壳

外壳用的是某宝嫖来的灯拆出来的壳,3元包邮+农场3元红包=白嫖

没错,我就是白嫖怪


五、改造计划

这一部分是记录把这个灯装上去的步骤毕竟我真的缺个灯

准备把灯装到床的正上方


IMG_20201126_222129.jpg

打孔工具是自制的小钻头

IMG_20201205_131719.jpg

打孔的过程中发现顶上貌似是金属,怕钻到管道,就浅浅的打了一个孔,再用大量的热熔胶固定

IMG_20201205_125826.jpg

把灯的底座放上去

IMG_20201205_130128.jpg

把线塞进去

IMG_20201205_130421.jpg

把两块板子装好磁铁吸上去,再接好线

IMG_20201205_130622.jpg

完工

IMG_20201205_130839.jpg

六、原理图绘制

1.电源输入

深度截图_选择区域_20201123230910.png

  • 220V交流输入,经保险丝和压敏电阻后接整流桥,100uf电龙主要为的是led驱动

DCDC

深度截图_选择区域_20201123231236.png

  • 这部分看Datasheet就可以,输出电压由两颗电阻分压来确定

LED驱动

看IC的Datasheet可以看到这颗LED驱动的DCDC降压的典型应用

深度截图_选择区域_20201128222510.png


从图中,可以看到需要确定几个电阻和电感的取值,继续往下翻,可以看到计算Rsense的公式

深度截图_选择区域_20201128222523.png

接下来,可以翻到最小电感的公式,在此之前,要确定IC的频率,考虑到后面的电感取值,Rosc这里选用470k

深度截图_选择区域_20201128222608.png

深度截图_选择区域_20201128222615.png

深度截图_选择区域_20201128224343.png

最后,得到大电龙的取值

深度截图_选择区域_20201128224440.png

不过,这部分在画的时候还真没考虑过,直接给了100UF,基本是够的

七、PCB绘制

220V AC输入

深度截图_选择区域_20201128104339.png

LDO降压

深度截图_选择区域_20201128104317.png

补充:

关于led灯的颜色顺序如下,图为最低亮度(PWM为1)

IMG_20210101_131942.jpg

关于四块板的连接顺序如图,可以多连一些焊盘加固

IMG_20210109_224402.jpgIMG_20210109_223955.jpg

文档

主控板(涂鸦方案)

在编辑器中打开

灯板-v1.04-拼接方法

在编辑器中打开

BOM

ID Name Designator Footprint Quantity
1 100nF C1,C3 C0805 2
2 220uF C2 CAP-SMD_BD6.3-L6.6-W6.6-FD 1
3 10uF C4 C0603 1
4 10uF C5 C0603 1
5 10uF C6 C0603 1
6 10uF C7,C8,C9,C10,C11 C0603 5
7 XH-6AW_C8876 CN1 CONN-TH_XH-6AW 1
8 X8821WR-02S-N0SN CN2 CONN-TH_X8821WR-02S-N0SN 1
9 MB6F_C114016 D1 MBF_L4.8-W3.9-P2.50-LS6.7-TL 1
10 RS1M_C115427 D2 SMA_L4.4-W2.8-LS5.4-RD 1
11 ES1JG_C412438 D3 SMA_L4.4-W2.8-LS5.4-RD 1
12 RS1K D4,D5,D6,D7,D8 SMA_L4.4-W2.8-LS5.4-RD 5
13 5x20 BLX-Atype Fuse holder XC-7 F1 FUSE-TH_L22.6-W9.0 1
14 470uH L1,L3,L5,L6 IND-SMD_L5.8-W5.2_SLF05XX 4
15 1788uH L2,L4 IND-SMD_L12.5-W12.5 2
16 HC-SR501 P1 XH2.54_3P 1
17 WFD2N65L Q1,Q2,Q3,Q4,Q5 TO-252-3_L6.5-W5.8-P4.58-BL 5
18 YJD60N04A Q6 TO-252-2(2) 1
19 7D471K R1 RES-TH_L9.0-W6.0-P5.00-D0.7-S6.00 1
20 42.2K R2 R0603 1
21 10K R3 R0603 1
22 1K R4 R0805 1
23 470K R5,R6,R9,R10,R13 R0603 5
24 0.56 R7,R8,R11,R12,R15 R0805 5
25 10K RN1,RN2 RES-ARRAY-SMD_0603-8P-L3.2-W1.6-BL 2
26 DBT10-7.62-2P U1 CONN-TH_2P-P7.62_DBT10-7.62-2P 1
27 100uf 450v 横放 U2 100UF 450V 15*35 横放 1
28 SM7035 U3 SOIC-8_L5.0-W4.0-P1.27-LS6.0-BL 1
29 模块-WB3S U5 模块-WB3S 1
30 ME6209A33PG U6 SOT-89-3_L4.5-W2.5-P1.50-LS4.2-BR 1
31 AL9910-5S-13 U7,U8,U9,U10,U11 SO-8_L4.9-W3.9-P1.27-LS5.9-BL 5

展开

工程成员

服务时间

周一至周五 9:00~18:00
  • 153 6159 2675

服务时间

周一至周五 9:00~18:00
  • 立创EDA微信号

    easyeda

  • QQ交流群

    664186054

  • 立创EDA公众号

    lceda-cn