单片机幻彩耳坠灯制作,缩减元器件版本送女朋友的看过来 -

标题: 单片机幻彩耳坠灯制作,缩减元器件版本送女朋友的看过来 [打印本页]

作者: jkangk123 时间: 2022-9-11 22:32
标题: 单片机幻彩耳坠灯制作,缩减元器件版本送女朋友的看过来
先说一下来源思路，最初刷抖音看到一个外面的朋友做的ws2812b灯珠做的 RGB耳坠灯，带一组升压电路，纽扣电池不可充电，并带上一个大的电池座。重量可能不适合带在耳朵上。
个人硬件部分做的感受跟心路历程分享：
耳坠灯板：
初步想法是自己做一个给心爱的妹子，开始做的思路也是带一组升压电路升压到5V，后面发现升压电路一般要带一CD54的小电感。外加一个SOP8或者SOT23-6的OTP单片机来实现，接着就是单片机选型，然后画原理图，画PCB。说道画PCB，通过确认PCB尺寸和电池尺寸后，灯珠选型，开始想选用3030封装，但后考虑这个封装焊盘是在下面的，意味着灯珠只能贴在板子正面或者反面。那效果可能就没那么美观了。然后经过查看不同灯珠，最后选择一款4020侧面焊盘的灯珠。因整个板子是圆形，当时考虑的是在圆弧上面做焊盘，灯珠直接焊在圆弧上
下面是第一版带升压IC灯板原理图和PCB截图

灯珠计算下来能摆16颗。但16颗灯珠工作起来最少也有个50ma左右，小的纽扣电池，一般电池容量在40ma以内，这也就意味着只能工作不到1小时。然后经过电池选型，才确认使用2032，3.7V-70mah这款可充电电池。基本充满电能工作一个小时左右是有的。选择这款电池还有一层意思，就是他的厚度只有3.2mm，因1.6厚度的板子电池的圆形是掏空的，电池直接装在板子中间，所以3.2mm的厚度装进去板子之后，基本算是比较平整的，不会突出太多影响美观。

接着就是升压IC选型，因为PCB布线空间原因，选择一款YX2118升压5V-SOT23封装升压IC，使用的是0805贴片电感，自认为应该能驱动，也没去实际验证是否可行，就先把板子画好打下去了。第一个版本的板子打的是1.6mm厚度，板子回来就开始焊板，才发现灯珠巨难焊，原因是，焊盘虽然我已经画到板子最边缘，但PCB厂家打板时，焊盘会往里面进去一点点，实际焊盘跟最边缘还是有个一点点距离的，所以灯珠本身焊盘就比较小，4个小焊盘又挨的比较近，焊接起来要么焊锡会到2个焊盘，要么就是中间有缝隙焊不上。2个耳坠灯，最后焊了1小时才焊完。

接着全部电路焊完后，开始测试升压电路，发现升压后小电流带个单片机没啥问题。带灯珠就完全不行了，可能是因为0805贴片电感的原因，带不动。接着就直接去掉了升压电路，直接通过单片机控制MOS管来驱动灯珠。

下面是第二版去掉升压IC PCB截图

充电座子：因2032-3.7V电池充满电压能到4.2V，采用一个40574057充电管理IC处理充电。充电亮红灯，充满亮绿灯。  暂时使用一个单片机来设置充电RGB灯呼吸，充满亮绿灯，感觉有点多余，就取消单片机控制了。

软件部分心路历程：
之前没写过ws2812b灯珠的软件。开始都是从网上搜了很多前辈分享的例子，一边看灯珠的规格书再结合例子然后通过多次的验证，开始其实也不太理解怎么去控制灯珠，只是知道通过单片机一个IO口给数据可以控制很多个灯珠。
后面慢慢验证才发现如此强大，灯珠每个像素点的三基色颜色可实现256级亮度显示，完成16777216种颜色的全真色彩显示，扫描频率不低于400Hz/s。然后再去调试怎么去发送数据给灯珠，再通过单片机发送数据
每颗灯珠需要24bit数据结构G7-G6-G5-G4-G3-G2-G1-G0-R7-R6-R5-R4-R3-R2-R1-R0-B7-B6-B5-B4-B3-B2-B1-B0,
意思是先发送G的数据再发送R的数据，最好发送B的数据。通过这个数据来决定亮那个颜色，和亮度的控制每个颜色亮度最大是255-oxff。
然后我理解的级联方式，比如我发送2个24bit的数据，那么第1颗灯珠只接受一个24bit数据，多出来的就发送到第2颗灯珠，再多的就往下后面发送。
懂了这些原理之后就是开始试我想要的效果了，从先点亮第1颗灯珠，到单色显示，第二颗到16颗灯珠。再让这些灯珠通过不同配色流水跑起来。

总结：
硬件部分一个SOP8单片机  4020侧边幻彩灯珠轻触按键一个MOS管2302  一个1206电阻 2032-3.7V-70mah可充电电池，一个充电的插座头。

充电座子：4057充电管理IC，充电亮红灯，充满亮绿灯

软件部分通过一个IO口驱动4020灯珠，一个IO口驱动MOS管，一个按键控制开关机。

最后附上耳坠灯+充电底座实物图+视频效果+部分资料

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充电底座PCB.png (298.75 KB, 下载次数: 149)

耳坠PCB 1.png (337.94 KB, 下载次数: 173)

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作者: jkangk123 时间: 2022-9-11 23:02
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