單片機幻彩耳墜燈制作,縮減元器件版本送女朋友的看過來

ID:338171 · 發(fā)表于 2022-9-11 22:32

先說一下來源思路，最初刷抖音看到一個外面的朋友做的ws2812b燈珠做的 RGB耳墜燈，帶一組升壓電路，紐扣電池不可充電，并帶上一個大的電池座。重量可能不適合帶在耳朵上。
個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給心愛的妹子，開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SOP8或者SOT23-6的OTP單片機來實現(xiàn)，接著就是單片機選型，然后畫原理圖，畫PCB。說道畫PCB，通過確認PCB尺寸和電池尺寸后，燈珠選型，開始想選用3030封裝，但后考慮這個封裝焊盤是在下面的，意味著燈珠只能貼在板子正面或者反面。那效果可能就沒那么美觀了。然后經(jīng)過查看不同燈珠，最后選擇一款4020側(cè)面焊盤的燈珠。因整個板子是圓形，當時考慮的是在圓弧上面做焊盤，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

燈珠計算下來能擺16顆。但16顆燈珠工作起來最少也有個50ma左右，小的紐扣電池，一般電池容量在40ma以內(nèi)，這也就意味著只能工作不到1小時。然后經(jīng)過電池選型，才確認使用2032，3.7V-70mah這款可充電電池。基本充滿電能工作一個小時左右是有的。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的厚度裝進去板子之后，基本算是比較平整的，不會突出太多影響美觀。

接著就是升壓IC選型，因為PCB布線空間原因，選擇一款YX2118升壓5V-SOT23封裝升壓IC，使用的是0805貼片電感，自認為應(yīng)該能驅(qū)動，也沒去實際驗證是否可行，就先把板子畫好打下去了。第一個版本的板子打的是1.6mm厚度，板子回來就開始焊板，才發(fā)現(xiàn)燈珠巨難焊，原因是，焊盤雖然我已經(jīng)畫到板子最邊緣，但PCB廠家打板時，焊盤會往里面進去一點點，實際焊盤跟最邊緣還是有個一點點距離的，所以燈珠本身焊盤就比較小，4個小焊盤又挨的比較近，焊接起來要么焊錫會到2個焊盤，要么就是中間有縫隙焊不上。2個耳墜燈，最后焊了1小時才焊完。

接著全部電路焊完后，開始測試升壓電路，發(fā)現(xiàn)升壓后小電流帶個單片機沒啥問題。帶燈珠就完全不行了，可能是因為0805貼片電感的原因，帶不動。接著就直接去掉了升壓電路，直接通過單片機控制MOS管來驅(qū)動燈珠。

下面是第二版去掉升壓IC PCB截圖

充電座子：因2032-3.7V電池充滿電壓能到4.2V，采用一個40574057充電管理IC處理充電。充電亮紅燈，充滿亮綠燈。  暫時使用一個單片機來設(shè)置充電RGB燈呼吸，充滿亮綠燈，感覺有點多余，就取消單片機控制了。

軟件部分心路歷程：
之前沒寫過ws2812b燈珠的軟件。開始都是從網(wǎng)上搜了很多前輩分享的例子，一邊看燈珠的規(guī)格書再結(jié)合例子然后通過多次的驗證，開始其實也不太理解怎么去控制燈珠，只是知道通過單片機一個IO口給數(shù)據(jù)可以控制很多個燈珠。
后面慢慢驗證才發(fā)現(xiàn)如此強大，燈珠每個像素點的三基色顏色可實現(xiàn)256級亮度顯示，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，再通過單片機發(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)。通過這個數(shù)據(jù)來決定亮那個顏色，和亮度的控制每個顏色亮度最大是255-oxff。
然后我理解的級聯(lián)方式，比如我發(fā)送2個24bit的數(shù)據(jù)，那么第1顆燈珠只接受一個24bit數(shù)據(jù)，多出來的就發(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始試我想要的效果了，從先點亮第1顆燈珠，到單色顯示，第二顆到16顆燈珠。再讓這些燈珠通過不同配色流水跑起來。

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

充電座子：4057充電管理IC，充電亮紅燈，充滿亮綠燈

軟件部分通過一個IO口驅(qū)動4020燈珠，一個IO口驅(qū)動MOS管，一個按鍵控制開關(guān)機。

最后附上耳墜燈+充電底座實物圖+視頻效果+部分資料

ID:338171 · 發(fā)表于 2022-9-11 23:02

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