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简介:多功能感应led照明灯,有三种工作模式,自动/手动/远程控制,能够根据周围环境光和人体的靠近程度自动点亮或者熄灭,能够无极调亮度。

开源协议: Public Domain

(未经作者授权,禁止转载)

创建时间: 2022-07-25 19:11:02
更新时间: 2023-05-10 14:46:35
描述

项目名称:多功能感应照明灯

 

             

视频链接

https://www.bilibili.com/video/BV1F14y1p7Ay/?pop_share=1&vd_source=819d577906bf4bbe607cef6a5467b4ce

 

项目整体介绍

1.1 本工程包含三个pcb子项目

1.主控板项目

主控板分为电源部分、mcu部分、外设部分,电源部分为整个工程项目供电,mcu部分实现整个工程项目的逻辑功能控制,外设部分是功能实现载体。

2.触摸板项目

触摸板属于外设的输入部分,也是人机交互的接口,方便使用者通过触摸按键对设备进行控制,设置照明灯的工作模式。

3.灯板项目

灯板属于外设的输出部分,照明功能实现的载体。

1.2 整个工程项目要实现的功能及参数介绍

1.自动照明功能

能够自动感应外界明暗和人体进行亮度调节,主要用到光敏和红外传感器。

2.手动功能

普通照明灯功能,能够进行无极调光。

3.临时照明功能

照明灯内配置有锂电池,可以满足户外及各种黑暗环境需要临时照明的用户使用,还可以做小夜灯。

4.远程控制功能

配有射频接收模块,可以照明灯安装在不方便触摸到的位置,使用遥控器进行控制。

产品设计制作加工

2.1 硬件设计

2.1.1 整体功能框图及流程图

  

2.1.2 主要器件选型及功能电路讲解

  主芯片采用国产中科芯的CKS32F103CBT6,实测南京中纳的NS32F103CBT6也可以用,这两个芯片都是软硬件完全兼容STM32;

  led驱动芯片选用华润矽威的PT4115B89E,最高工作电压30V,电流1.2A,恒流驱动IC,对于一些小型的照明灯设计完全够用;

  4输入通道的触摸ic,SC04B,只用了其中的三路,单独设计了一块三输入触摸板;

  主板还设计了光控调节电路,光敏电阻加比较器实现环境光暗阈值调节检测;

  红外传感器选用森霸的SB612,这款传感器模块体积小巧,价格适中,功能比较齐全,可以设置输出延时(2s~70min),电位器调节,只能进行粗略调节,所以没用这个功能,延时功能采用软件定时器来做,这样比较精确,延时长短可调;

还能调节光控,由于我的主板做了光控调节,所以这一部分也没使用,只用到了其中的红外检测功能;

  射频解码模块在某宝找的,RXC68,有8路输出,所以可以识别八路遥控按键,这款模块采用的是每一路单独输出,引脚比较多,如果要识别的遥控按键比较多的话可以采用编码模式的模块,只需要4个引脚即可实现16路输出;输出模式采用点动模式,还有自锁和互锁模式;

  灯珠选用1W/3V白光LED,两路灯板,每路4颗灯珠,为了更好的给灯珠散热,增加其使用寿命,采用了铝基板,实际测试下来发现灯板发热不是特别严重,使用普通pcb做好散热设计应该问题不大,后期可以尝试一下,节省成本;

  主板采用两路供电,12v / 3.7v锂电池,两路电源输入接口,一路DC12V输入接口,一路锂电池充电TYPE-C接口,当接入DC12v主电源的时候自动切断锂电池供电,拔掉主电源则恢复锂电池供电;

  主面板上设有开关,无极调光旋钮,还有两个指示灯,一个充电指示灯(电池充满电绿灯常亮),一个按键状态指示灯(RGB三色)。 

    两路灯板驱动电路,控制芯片DIM脚电压(0~2.5v)可以调节输出电流,达到调光的目的。

 

 

     光控调节电路,在主板上R16为蓝色可调电阻,调整R16阻值来设置暗阈值,将R16处电压设置到2.5v左右,然后通过比较器输出给cpu,可以实现只在晚上进行自动控制。

2.2 机械设计

   2.2.1 设计心得 

    第一次做这种整体产品的3D外形设计,也花费了大量时间对产品的整体进行构思,小光1号整体采用人形设计,灯板部分构成其手臂,手臂可以360°旋转+180°翻转,周围环境无死角照明还可以摆出各种姿势进行调节,主体和灯板连接都采用小房子构型,给人以家的温暖,加上底脚,方便安装使用,好啦摆几个姿势看看吧

 

                

    2.2.2 所用物料统计

用途 规格 型号 数量
整体、灯板固定 螺钉(铁黑大扁头) M3*5 37
灯板外壳连接固定 螺钉(304十字圆头) M4*50 2
红外传感器固定 自攻钉(铁_十字圆头 黑) PA1.5*5 头2.8 2
装饰 304盖型螺母 M4 2
触摸板固定 白色 尼龙六角螺母 M3 4
灯板外壳锁紧 黑色 尼龙蝶形螺母 M4 2
三色灯 导光柱 VDT4.0-25.6 1
灯板外壳加预紧力 弹簧 0.5*6*15 4
灯支座外壳加预紧力 弹簧 1.4*27*16 2

  

   2.2.3 3D模型及数量参考附件

2.3 软件设计

    软件使用stm32HAL库+cube实现代码快速移植,功能比较简单,主要分为三部分,1.触摸、遥控解码输出、红外和光控等输入IO检测,无极调光模拟输入检测;2.led驱动输出控制,三色灯状态输出控制;3.定时器部分,实现小光1号在自动状态下输出延时设计和状态指示灯输出延时,功能比较简单,大家可以自行参考代码。

                  

 

   

 

2.4 面板设计

    为了增加产品的美观度和在使用过程中的体验感,设计了一块面板,使用了一些今年非常流行的元素(冰墩墩 雪容融),集功能展示和乐趣为一体,不多说了,直接上图吧

产品调试

3.1 三块电路板

   

3.2 焊接好的主板

     

    

3.3按照BOM表焊接好主板,灯板,触摸板,连接好所需线缆,进行上电前检测,没问题之后上电,烧录代码,最后还需做如下三项设置

  1.红外模块上三个橘黄色电位器旋钮顺时针拧到底,具体说明可以查看模块手册;
  2.RXC68射频解码模块对码,上电之后按下模块上的白色按键(对码键),绿灯点亮,10秒内按下遥控器上的2号键(点动模式),此时模块上的绿色指示灯闪3次代表对码成功;
  3.环境光检测暗阈值设置,调节主板上的蓝色电位器,顺时针旋转增大暗阈值,逆时针旋转调低暗阈值,可以根据需求进行设置(2.5v),逆时针拧到底即暗阈值最低,白天黑夜只要有人即点亮。

至此,所有功能均已实现,小光1号制作完成!!!动手玩起来吧!!!

 

     白鹤亮相    灯塔    大鹏展翅          守护      

视频链接

https://www.bilibili.com/video/BV1484y1C7n8/?vd_source=819d577906bf4bbe607cef6a5467b4ce

 

 

 

设计图
原理图
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