项目说明

制作本项目的想法来自于实际生活需要，因为家庭成员患有白癜风，需要长期进行光疗，也就是308紫外线照射，医院照射一次的费用大概150元左右（一次只有几秒钟），网上也有卖的308紫外线治疗仪，价格从1000到10000元不等。研究了一下，感觉治疗仪的最主要硬件就是能够发射308nm的紫外线的灯珠和LED驱动电路 ，只要能够买到308nm的LED，然后再加上驱动电路和相关控制电路，自制一个“308紫外线治疗仪”也是可行的。

PS:该项目仅仅用于实验，不能作为治疗仪器。

开源协议

GPL-3.0

 

项目相关功能

（1）主控使用芯源半导体有限公司推出的CW32低功耗系列MCU，用来输出LED升压驱动所需的PWM信号、检测电池电压、驱动0.91OLED等；

（2）4颗紫外线灯珠串联作为灯光源，发出308nm紫外线光；

（3）恒流LED驱动芯片型号SY7200AABC，输入电压2.8到 30V，能够驱动最高30V的LED灯串，具有开路保护功能，效率高达96%；

（4）使用0.91 OLED屏幕，能够显示电池电压、LED电流、当前PWM占空比控制参数；

（5）两节18650锂电池供电，可充电，2个LED指示灯用来显示充电状态；

（6）屏幕旁两个按键，用来调节自动调节PWM占空比控制参数，从而控制紫外线灯珠输出功率；

（7）采用INA199B1DCKR电流感应放大器，能够实时采集LED电流；

（8）采用电阻式分压电路，实现电池电压的实时监测；

（9）采用一键开关机电路，使用起来更加方便；

（10）两个LED指示灯，一个用来指示紫外线灯开启状态，一个用来指示电池是否低电压；

（11）采用铝基板作为LED灯板，散热更加高效；

（12）超时自动关机（程序待完善）；

（13）电池电量报警以及电池电量低自动关机（程序待完善）；

（14）使用市面成品手电筒外壳，成本低，改装空间大。

 

器件信息

最终成品主要由： 外壳+屏幕底板+充电板+LED控制板+LED灯板+电池组+螺丝螺柱组成

（1）成品外壳尺寸：54*145mm ，具体样式如下

（2）屏幕底板：双层板 1.2板厚，上面包含1块0.91OLED和2个5.2*5.2*2.5mm立贴轻触开关，通过排线与LED控制板连接。

（3）充电板：双层板 1.0板厚，上面包含TP4056锂电池充电电路、电池/USB电源供电切换电路、1个立式的Micro-B母座、1个3*6*3.5侧按轻触开关、4个LED指示灯，通过排线与LED控制板连接（供电部分的电线选用加粗的）。

（4）LED控制板：双层板 1.6板厚，上面包含CW32L031C8U6主控芯片、SY7200AABC恒流LED驱动电路、INA199B1DCKR电流采集电路、RT9013-33GB稳压电路、电压采样电路和各种接口。

（4）LED灯板：单层铝基板 1.6板厚，上面包含4颗紫外线灯珠串（308nm、电压5-7V、电流100MA、功率10-15mW、型号3535、发射角度60度），灯光电源通过粗导线与LED控制板连接。 4根M2*10双通铜柱 和 8颗M2*3螺丝把LED灯板和LED控制板固定在一起。

（5）电池组使用两节18650并联，使用PH2.0线对板连接器（公头）

 

项目属性

本项目为首次公开，为本人原创项目。项目未曾在别的比赛中获奖。

 

项目进度

一、项目前期准备

（1）2023.07.24   外壳选型以及采购、308nm紫外线灯采购

（2）2023.07.26   外壳内部尺寸测量、CAD绘制各功能电路板轮廓图

 

二、项目启动

（1）2023.07.27   主控芯片、LED驱动芯片以及电流采集芯片选型

（2）2023.07.28   原理图及PCB设计

 

三、电路板焊接与测试

（1）2023.08.04   共计3块PCB和1块铝基板（包含：屏幕底板、充电板、LED控制板、LED灯板）

（2）2023.08.04   检测焊接好的电路板是否存在短路和虚焊等情况

 

四、程序编写和调试

（1）2023.08.06   开始编写程序

（2）2023.08.13    程序各功能联合调试

 

五、各部件组装

（1）2023.08.16   制作2并18650电池组

（2）2023.08.16    将屏幕底板、充电板、LED控制板、LED灯板分别安装到外壳中指定位置，同时将电池组固定好

 

六、烧录程序、上电测试

（1）2023.08.16   将前期写好的程序烧录到MCU中

（2）2023.08.16    打开电源，测试紫外线灯能否点亮以及各功能是否正常

 

七、继续优化程序

2023.08.16-2023.09.30

 

设计原理

1.主控使用CW32L031C8U6，使用内部时钟

 

2.LED横流驱动电路，这里采用SY7200AABC。LED灯为4串模式，单个灯珠的工作电压为6V，升压后的总电压为24V。R7采用1.3欧姆2512电阻，限制电路最大输出电流不超过150mA（灯珠的工作电流为100mA-150mA）。

 

3.屏幕底板，包含一个0.91OLED以及2个按键

 

4.充电板。采用TP4056芯片，另外增加了电池/USB供电切换电路

 

5.一键开关机电路。

一键开机原理：电源按键按下后，Q1管导通，单片机开始工作，程序运行后，PA2检测到低电平，然后将PA5拉高，Q2导通，松开电源按键后，因为Q2仍然导通，Q1还是持续导通状态，一键开机完成。

一键关机原理：电源按键按下后，PA2检测到低电平，持续6秒以上，主控将将PA5拉低，Q2关断，松开电源按键后，Q1的栅极被R3拉高，Q1也被关断，一键关机完成。

 

 

软件说明

程序采用KEIL5软件开发，里面的库文件部分是从网上一些大佬的开源程序中移植过来的。因本人水平有限，暂时只实现了基本功能，还有一些未知的BUG以及待完善的功能，后续会慢慢改进。

1.主函数初始化部分

 

2.主函数部分

 

3.电压电流计算部分函数

 

实物展示

 

1.LED控制板

 

2.屏幕底板

 

3.充电板

 

4.LED灯板

 

5.组装图

（1）焊接各个板子之间的连线

 

（2）将各功能板装在对应位置

 

（3）引出烧录口，烧录程序

 

（4）去掉烧录线，通过四个M2螺柱将灯板固定在LED控制板上

 

（5）把原来的电池拆下，换上18650电池组

 

（6）测试没问题后，合上外壳，装上固定螺丝

 

（7）装上灯头保护罩

 

大功告成！

 

 

（8）测试

视频地址： https://www.bilibili.com/video/BV1zm4y1u7a6/?share_source=copy_web&vd_source=9ba8a1a42740c64300efbea6bc94c293

 

注意事项

（1）眼睛不可以直视紫外线灯光源，否则眼睛会到受到严重伤害。

（2）单次使用时长不可超过10秒，否则会对皮肤造成伤害。

（3）不可将该紫外线灯给儿童使用。

（4）该项目仅仅用于实验，不能作为治疗仪器。

 

其他

关于该项目最终的效果，目前还在测试中。

因为不好把控照射的强度以及时间，初次测试时照射功率有点大，皮肤有一定的灼伤，建议使用时采用小功率，短时间照射。

 

程序在下面附件中，请使用KELI5打开