這個(gè)電路出自一款在某電商平臺(tái)賣爆了的LED臺(tái)燈,價(jià)格便宜,功能簡(jiǎn)單實(shí)用。
所謂三色調(diào)光,是指支持三種燈光顏色,同時(shí)支持光的亮度調(diào)節(jié)。下面用三張gif動(dòng)圖感受一下是怎么操作的。
1、開(kāi)燈關(guān)燈:(動(dòng)圖較大,請(qǐng)稍微等待)
2、支持白光、暖光、自然光三種顏色,可自由切換:
3、亮度調(diào)節(jié),每次短按調(diào)節(jié)10%亮度,長(zhǎng)按則無(wú)極調(diào)節(jié)亮度:
一、實(shí)物分析
LED臺(tái)燈采用USB供電,在USB插頭和LED燈之間是控制板,紅色的PCBA看起來(lái)短小精悍。
控制板正面是4個(gè)按鍵,以及一顆小的LED指示燈。這顆小的LED指示燈,可以讓人在黑暗中找到控制板來(lái)開(kāi)燈。
按鍵從左到右的功能依次是:降低亮度、開(kāi)燈關(guān)燈、切換光色、提高亮度。
控制板的背面,8個(gè)腳的芯片是個(gè)單片機(jī),表面的型號(hào)被抹掉了。
上圖右側(cè)的三根線:紅色線是暖光LED的供電線,白色線是白光LED的供電線,黑色線是GND。
所以只要控制紅色線和白色線的電源通斷,就可以實(shí)現(xiàn)“三色調(diào)光”!
二、電路原理分析
1、電源輸入濾波電容。
電路中用了2顆MLCC貼片陶瓷電容,對(duì)使用USB供電的5V電源來(lái)說(shuō),一般用1顆10uF + 1顆0.1uF來(lái)濾波即可。
對(duì)應(yīng)的實(shí)物圖:
2、MCU單片機(jī)。
為節(jié)約成本,作為主控的MCU單片機(jī)短小精悍:
①使用內(nèi)部晶振,無(wú)需外掛晶振;
②只有8個(gè)管腳,IO口全部用光,不浪費(fèi)一點(diǎn)資源。
對(duì)應(yīng)的實(shí)物圖如下,單片機(jī)表面的絲印被打磨,型號(hào)不詳:
3、按鍵。
用單片機(jī)的3個(gè)GPIO,加上兩個(gè)二極管,巧妙地實(shí)現(xiàn)了4個(gè)按鍵。
單片機(jī)程序配置如下:
①3個(gè)GPIO均配置為輸入口,使能內(nèi)部上拉電阻;
②當(dāng)只有GPIO1檢測(cè)到低電平時(shí),說(shuō)明按鍵K1被按下;
③當(dāng)只有GPIO2檢測(cè)到低電平時(shí),說(shuō)明按鍵K5被按下;
④當(dāng)只有GPIO3檢測(cè)到低電平時(shí),說(shuō)明按鍵K4被按下;
⑤當(dāng)GPIO2、GPIO3同時(shí)檢測(cè)到低電平時(shí),說(shuō)明按鍵K2被按下。
4個(gè)按鍵的對(duì)應(yīng)實(shí)物:
兩個(gè)二極管的對(duì)應(yīng)實(shí)物:
4、LED指示燈。
用單片機(jī)的1個(gè)GPIO控制指示燈:
①在臺(tái)燈關(guān)閉的情況下,GPIO4輸出高電平,點(diǎn)亮D4,讓人可以在黑暗中找到電源開(kāi)關(guān)按鍵;
②在臺(tái)燈打開(kāi)的情況下,GPIO輸出低電平,熄滅D4。
對(duì)應(yīng)的實(shí)物圖如下:
5、控制臺(tái)燈“三色調(diào)光”的MOS管電源開(kāi)關(guān)電路。
原理圖:
對(duì)應(yīng)的電路板實(shí)物圖如下:
原理圖中紅色虛線框的部分:
單片機(jī)的PWM1、PWM2分別控制兩個(gè)“MOS管電源開(kāi)關(guān)電路”。
當(dāng)單片機(jī)的PWM2:
①輸出高電平時(shí),MOS管Q2關(guān)閉,白光LED燈WHITE-LED熄滅;
②輸出低電平時(shí),MOS管Q2打開(kāi),白光LED燈WHITE-LED亮起。
當(dāng)單片機(jī)的PWM1:
①輸出高電平時(shí),MOS管Q1關(guān)閉,暖光LED燈WARM-LED熄滅;
②輸出低電平時(shí),MOS管Q1打開(kāi),暖光LED燈WARM-LED亮起。
具體“MOS管電源開(kāi)關(guān)電路”的原理,可以閱讀文章《帶軟開(kāi)啟功能的MOS管電源開(kāi)關(guān)電路》。
臺(tái)燈支持3種光色:
①當(dāng)只有白光LED燈WHITE-LED亮起時(shí),燈光顏色為白光;
②當(dāng)只有暖光LED燈WARM-LED亮起時(shí),燈光顏色為暖光;
③當(dāng)白光LED燈和暖光LED燈同時(shí)亮起時(shí),燈光顏色為自然光。
燈的亮度調(diào)節(jié):
通過(guò)PWM(脈沖寬度調(diào)制)來(lái)調(diào)節(jié)燈的亮度。
①當(dāng)PWM為0% duty cycle時(shí),亮度為100%,即全亮;
②當(dāng)PWM為10% duty cycle時(shí),亮度為90%;
③當(dāng)PWM為25% duty cycle時(shí),亮度為75%;
④當(dāng)PWM為50% duty cycle時(shí),亮度為50%;
⑤當(dāng)PWM為80% duty cycle時(shí),亮度為20%;
⑥當(dāng)PWM為100% duty cycle時(shí),亮度為0%,即熄滅。
三、寫在最后
這款燈因?yàn)閮r(jià)格便宜,功能簡(jiǎn)單實(shí)用,在某電商平臺(tái)賣爆了!這篇文章通過(guò)詳細(xì)分析它的電子電路工作原理,讓大家感受有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品是怎樣設(shè)計(jì)的。
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最后,關(guān)于電路的學(xué)習(xí),希望大家,enjoy!