在某電商平臺閑逛,發現有這樣一款LED燈,通過感應手勢進行控制。
控制過程見以下三張gif動圖。
1、亮燈狀態下,快速掃過即滅燈。
2、滅燈狀態下,快速掃過即亮燈。3、開關鍵(識別感應區)下停頓2秒,切換一次光色。支持白光、暖光、自然光共三種光色。
靠什么感應的?答案是紅外線。
開關鍵(識別感應區)其實就是一組紅外對管,一個管發射,一個管接收。
側面還有實體開關,用來切換功能模式。以及一個USB口,用來給燈供電。
整體功能梳理
梳理一下這款燈的功能,倒不復雜。
總結如下:
1、紅外對管實現手勢感應,可以開燈、關燈,并支持三種光色切換。
2、供電使用USB電源5V,從USB口接入。
3、有實體按鍵,分三擋,對應三種模式:
①“OFF關閉模式”,強制關燈。
②“ON常亮模式”,強制開燈。
③“AUTO感應模式”,啟用紅外對管手勢感應進行控制。
思考
作為一名電子工程師,尤其是電子愛好者,會禁不住去想:“這個產品的功能是怎樣實現的?”
然后快速在腦海中嘗試設想出一個解決方案。
其實在掌握了基礎的電子電路后,設計電路就是搭積木而已。
不僅電路解決方案是呼之欲出,各種奇思妙想,更是猶如滔滔江水連綿不絕,又如黃河泛濫一發不可收拾~
開始設計
這次的設計,用到兩個基礎電路,可以看下這兩個圖:
1、三色調光LED電路
某電商平臺賣爆了的LED臺燈,老梁帶你分析三色調光LED臺燈電路!
2、紅外線靠近檢測電路
然后把上面文章中講過的電路拼一拼,搭一搭,解決方案就出來啦!
解決方案分析
1、燈的主控部分
MCU單片機的GPIO1、GPIO2、GPIO3配置為輸入,并使能啟用內部上拉電阻,以檢測撥動開關SW1撥到哪個模式。
2、紅外對管手勢部分
紅外對管檢測到的信號,通過電壓比較器U2的1腳輸出到MCU單片機的GPIO4。
GPIO4要配置為輸入,并使能啟用內部上拉電阻,平時GPIO4為高電平。當GPIO4檢測到低電平時,說明紅外對管在檢測距離內被遮擋。
被遮擋的時間就是低電平的時間,MCU單片機根據低電平的時間來決定是執行開機、關機,還是切換光色。
可以調節滑動變阻器R3來調整檢測距離的遠近。
3、電源部分,通過USB接口CN1輸入+5V供電。
另外,在“積木”搭建過程中,需根據情況重新調整濾波電容的位置和數量:
①USB接口習慣性使用10uF + 0.1uF的電容組合。
②MCU單片機僅使用1顆0.1uF電容去耦。
③電壓比較器也僅使用1顆0.1uF電容去耦。
電容的數量和分布還要具體根據layout布線情況進行調整,以最終實物調試的效果為準。
很多學生不關注濾波電容的使用,要么直接不用,要么隨意用很多,是錯誤的。不用會導致電源噪聲大,系統不穩定;用太多不見得性能就好,可能會引起其他問題,且最直接地造成成本上升,cost down是硬件工程師必備的技能。
實踐驗證
實踐是檢驗真理的唯一標準,電路圖設計出來后,還要實際做出實物來調試驗證。
如果只是想把功能實現,用來自娛自樂,或者參加電子大賽,那么電路方案只要經過調試驗證就差不多了。
如果想把電路方案產品化,那么必須研究同類產品,確保自己的方案是最優的。很有可能自己只是實現了功能,但是卻采用了技術復雜、成本昂貴的方案。
文章通過設計一款通過紅外對管進行手勢識別控制的LED燈,說明積累了各種基礎電路后,設計電路就像搭積木一樣,非常簡單。
不過這也是一門講究經驗的學問,老工程師就比較吃香。
原文標題:手勢控制LED燈電路分析,設計電路也可以搭積木!
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原文標題:手勢控制LED燈電路分析,設計電路也可以搭積木!
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