單片機(jī)幻彩耳墜燈制作,縮減元器件版本送女朋友的看過(guò)來(lái)

ID:338171 · 發(fā)表于 2022-9-11 22:32

先說(shuō)一下來(lái)源思路，最初刷抖音看到一個(gè)外面的朋友做的ws2812b燈珠做的 RGB耳墜燈，帶一組升壓電路，紐扣電池不可充電，并帶上一個(gè)大的電池座。重量可能不適合帶在耳朵上。
個(gè)人硬件部分做的感受跟心路歷程分享：
耳墜燈板：
初步想法是自己做一個(gè)給心愛(ài)的妹子，開(kāi)始做的思路也是帶一組升壓電路升壓到5V，后面發(fā)現(xiàn)升壓電路一般要帶一CD54的小電感。外加一個(gè)SOP8或者SOT23-6的OTP單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，接著就是單片機(jī)選型，然后畫(huà)原理圖，畫(huà)PCB。說(shuō)道畫(huà)PCB，通過(guò)確認(rèn)PCB尺寸和電池尺寸后，燈珠選型，開(kāi)始想選用3030封裝，但后考慮這個(gè)封裝焊盤(pán)是在下面的，意味著燈珠只能貼在板子正面或者反面。那效果可能就沒(méi)那么美觀了。然后經(jīng)過(guò)查看不同燈珠，最后選擇一款4020側(cè)面焊盤(pán)的燈珠。因整個(gè)板子是圓形，當(dāng)時(shí)考慮的是在圓弧上面做焊盤(pán)，燈珠直接焊在圓弧上
下面是第一版帶升壓IC燈板原理圖和PCB截圖

燈珠計(jì)算下來(lái)能擺16顆。但16顆燈珠工作起來(lái)最少也有個(gè)50ma左右，小的紐扣電池，一般電池容量在40ma以?xún)?nèi)，這也就意味著只能工作不到1小時(shí)。然后經(jīng)過(guò)電池選型，才確認(rèn)使用2032，3.7V-70mah這款可充電電池�；境錆M(mǎn)電能工作一個(gè)小時(shí)左右是有的。選擇這款電池還有一層意思，就是他的厚度只有3.2mm，因1.6厚度的板子電池的圓形是掏空的，電池直接裝在板子中間，所以3.2mm的厚度裝進(jìn)去板子之后，基本算是比較平整的，不會(huì)突出太多影響美觀。

接著就是升壓IC選型，因?yàn)镻CB布線(xiàn)空間原因，選擇一款YX2118升壓5V-SOT23封裝升壓IC，使用的是0805貼片電感，自認(rèn)為應(yīng)該能驅(qū)動(dòng)，也沒(méi)去實(shí)際驗(yàn)證是否可行，就先把板子畫(huà)好打下去了。第一個(gè)版本的板子打的是1.6mm厚度，板子回來(lái)就開(kāi)始焊板，才發(fā)現(xiàn)燈珠巨難焊，原因是，焊盤(pán)雖然我已經(jīng)畫(huà)到板子最邊緣，但PCB廠家打板時(shí)，焊盤(pán)會(huì)往里面進(jìn)去一點(diǎn)點(diǎn)，實(shí)際焊盤(pán)跟最邊緣還是有個(gè)一點(diǎn)點(diǎn)距離的，所以燈珠本身焊盤(pán)就比較小，4個(gè)小焊盤(pán)又挨的比較近，焊接起來(lái)要么焊錫會(huì)到2個(gè)焊盤(pán)，要么就是中間有縫隙焊不上。2個(gè)耳墜燈，最后焊了1小時(shí)才焊完。

接著全部電路焊完后，開(kāi)始測(cè)試升壓電路，發(fā)現(xiàn)升壓后小電流帶個(gè)單片機(jī)沒(méi)啥問(wèn)題。帶燈珠就完全不行了，可能是因?yàn)?805貼片電感的原因，帶不動(dòng)。接著就直接去掉了升壓電路，直接通過(guò)單片機(jī)控制MOS管來(lái)驅(qū)動(dòng)燈珠。

下面是第二版去掉升壓IC PCB截圖

充電座子：因2032-3.7V電池充滿(mǎn)電壓能到4.2V，采用一個(gè)40574057充電管理IC處理充電。充電亮紅燈，充滿(mǎn)亮綠燈。  暫時(shí)使用一個(gè)單片機(jī)來(lái)設(shè)置充電RGB燈呼吸，充滿(mǎn)亮綠燈，感覺(jué)有點(diǎn)多余，就取消單片機(jī)控制了。

軟件部分心路歷程：
之前沒(méi)寫(xiě)過(guò)ws2812b燈珠的軟件。開(kāi)始都是從網(wǎng)上搜了很多前輩分享的例子，一邊看燈珠的規(guī)格書(shū)再結(jié)合例子然后通過(guò)多次的驗(yàn)證，開(kāi)始其實(shí)也不太理解怎么去控制燈珠，只是知道通過(guò)單片機(jī)一個(gè)IO口給數(shù)據(jù)可以控制很多個(gè)燈珠。
后面慢慢驗(yàn)證才發(fā)現(xiàn)如此強(qiáng)大，燈珠每個(gè)像素點(diǎn)的三基色顏色可實(shí)現(xiàn)256級(jí)亮度顯示，完成16777216種顏色的全真色彩顯示，掃描頻率不低于400Hz/s。然后再去調(diào)試怎么去發(fā)送數(shù)據(jù)給燈珠，再通過(guò)單片機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)
每顆燈珠需要24bit數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)G7-G6-G5-G4-G3-G2-G1-G0-R7-R6-R5-R4-R3-R2-R1-R0-B7-B6-B5-B4-B3-B2-B1-B0,
意思是先發(fā)送G的數(shù)據(jù)再發(fā)送R的數(shù)據(jù)，最好發(fā)送B的數(shù)據(jù)。通過(guò)這個(gè)數(shù)據(jù)來(lái)決定亮那個(gè)顏色，和亮度的控制每個(gè)顏色亮度最大是255-oxff。
然后我理解的級(jí)聯(lián)方式，比如我發(fā)送2個(gè)24bit的數(shù)據(jù)，那么第1顆燈珠只接受一個(gè)24bit數(shù)據(jù)，多出來(lái)的就發(fā)送到第2顆燈珠，再多的就往下后面發(fā)送。
懂了這些原理之后就是開(kāi)始試我想要的效果了，從先點(diǎn)亮第1顆燈珠，到單色顯示，第二顆到16顆燈珠。再讓這些燈珠通過(guò)不同配色流水跑起來(lái)。

總結(jié)：
硬件部分一個(gè)SOP8單片機(jī)  4020側(cè)邊幻彩燈珠輕觸按鍵一個(gè)MOS管2302  一個(gè)1206電阻 2032-3.7V-70mah可充電電池，一個(gè)充電的插座頭。

充電座子：4057充電管理IC，充電亮紅燈，充滿(mǎn)亮綠燈

軟件部分通過(guò)一個(gè)IO口驅(qū)動(dòng)4020燈珠，一個(gè)IO口驅(qū)動(dòng)MOS管，一個(gè)按鍵控制開(kāi)關(guān)機(jī)。

最后附上耳墜燈+充電底座實(shí)物圖+視頻效果+部分資料

ID:338171 · 發(fā)表于 2022-9-11 23:02

https://v.youku.com/v_show/id_XNTkwMDk3MTIzNg==.html?spm=a2hcb.playlsit.page.1

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