触控可调灯光设计(Arduino) - 嘉立创EDA开源硬件平台

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标准版 触控可调灯光设计(Arduino)

简介:立创第十三届常熟理工学院电子设计竞赛

开源协议:

(未经作者授权,禁止转载)

创建时间: 2020-12-15 12:49:36
更新时间: 2021-06-23 15:59:05
描述

题目:触控可调灯光设计 队伍信息:殷逸鹏、吴忌 获奖信息:三等奖

 

赛题:触控可调灯光设计 通过触摸传感器切换模式。当检测到一次轻触时,仅在常亮、跑马、流水、炫酷四种样式中轮流切换;当检测到一次长按(大于1s)时,进行触摸延时熄灭演出(亮度逐渐增强,并在3s后熄灭)。当A1模拟口读取大于600的数值时(由光敏电阻和串联电阻性质决定),前四种模式的动画速率变快(帧间隔由200ms变为80ms)。

 

 

 

演示视频:https://www.bilibili.com/video/BV1of4y1v7tZ

 

 

 

 

赛题B

一、赛题要求和设计方案

1.1 赛题要求

B 题.触控可调灯光设计

1)使用立创 EDA 设计一个带触控功能的流水灯(5~7个灯);

2)触控开关用于切换流水灯的效果:常亮模式、流水灯模式、延迟灭灯模式;

3)触控功能可以通过触控模块实现;也可以使用光敏电阻、灰度传感器等实现。若无法实现触控,使用按键替代此功能;

4)提高要求:可以通过外界光线、声音、温度等参数,产生不同的灯光指示效果。

5)其他发挥

其他说明:本题推荐使用控制器设计,控制器自备,电路设计中给控制器提供必要的接口,在实物调试时进行连接。

1.2 总体方案设计

我组设计的触控可调节灯光项目由两个系统组成。第一部分为流水灯系统,即灯光显示主体。流水灯由6LED小灯泡构成,其拥有多种动画模式(包含常亮、跑马、流水、炫酷、长按延时五种模式),同时环境光照可以改变流水灯动画播放速度。

第二部分为触控系统,通过触摸传感器控制信号输入,再经过算法决定LED动画模式、延时计时。 是模式切换的关键所在。

1.3 模式转换设计

如将第iLED依次编号为1-6号,用数组a1 a2 a3 a4 a5 a6来表示它们的明灭情况(0为灭,1为亮),则:

(1)   常亮:111111

(2)   跑马:000000,100000,010000,001000,000100,000010,000001

(3)   流水:000000,100000,110000,111000,111100,111110,111111,111110,111100,111000,110000,100000,

(4)   炫酷:101010, 010101

(5)   长按延时。

通过触摸传感器切换模式。当检测到一次轻触时,仅在常亮、跑马、流水、炫酷四种样式中轮流切换;当检测到一次长按(大于1s)时,进行触摸延时熄灭演出(亮度逐渐增强,并在3s后熄灭)。当A1模拟口读取大于600的数值时(由光敏电阻和串联电阻性质决定),前四种模式的动画速率变快(帧间隔由200ms变为80ms)

二、电路原理说明

2.1 总体说明

Arduino单片机简化了外部电路设计,提供了众多可能性。因此,电路上的设计并没有多么复杂。

我们为流水灯系统设计了一块PCB板,集成了LED驱动模块、光敏控制模块。触控系统中我们则是采用了基于TTP223单键触摸芯片的G23单路触摸传感器(点动型)。

2.2 模块介绍

2.2.1 LED驱动模块

Arduino板默认引脚输出电压为5V。但为防止LED灯泡过亮、无法正常工作,我们还是为每个LED灯泡串联了220Ω电阻。

2.2.2 光敏控制模块

通过光敏电阻和1K电阻串联,用串联分压的方式获取模拟输入值。

2.2.3 触控模块

采用触摸传感器,会使输入的高低电平比轻触开关更加稳定,因此外部电路无需接拉电阻。

该模块是一个基于触摸检测IC (TTP223B) 的电容式点动型触摸开关模块。常态下,模块输出低电平,模式为低功耗模式;当用手指触摸相应位置时,模块会输出高电平,模式切换为快速模式;当持续12秒。没有触摸时,模式又切换为低功耗模式。可以将模块安装在非金属材料如塑料上。

 

2.2.4

 

 

 

 

设计图
原理图
1 /
PCB
1 /
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ID Name Designator Quantity
1 TJ-L5FYTGCTCGLFLC6B-A5 LED6,LED1,LED2,LED3,LED4,LED5,LED8,LED9,LED10,LED11,LED12,LED7 12
2 Touch Sensor U2,U3 2
3 1K R7,R16 2
4 GL5516 R8,R15 2
5 D3 J1 1
6 D6 J4 1
7 D9 J6 1
8 GND J14 1
9 D10 J7 1
10 D11 J8 1
11 A1 J2 1
12 3.3V J5 1
13 D5 J3 1
14 220 R5,R4,R3,R2,R1,R6,R11,R12,R13,R14,R9,R10 12
15 Arduino_UNO_R3 U1 1

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