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這個電路出自一款在某電商平臺賣爆了的 LED 臺燈,價格便宜,功能簡單實(shí)用。
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所謂三色調(diào)光,是指支持三種燈光顏色,同時支持光的亮度調(diào)節(jié)。下面用三張 gif 動圖感受一下是怎么操作的。
1、開燈關(guān)燈
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2、支持白光、暖光、自然光三種顏色,可自由切換:
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3、亮度調(diào)節(jié),每次短按調(diào)節(jié) 10%亮度,長按則無極調(diào)節(jié)亮度:
實(shí)物分析
LED 臺燈采用 USB 供電,在 USB 插頭和 LED 燈之間是控制板,紅色的 PCBA 看起來短小精悍。
控制板正面是 4 個按鍵,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開燈。
按鍵從左到右的功能依次是:降低亮度、開燈關(guān)燈、切換光色、提高亮度。
控制板的背面,8 個腳的芯片是個單片機(jī),表面的型號被抹掉了。
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”!
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,對使用 USB 供電的 5V 電源來說,一般用 1 顆 10uF + 1 顆 0.1uF 來濾波即可。
對應(yīng)實(shí)物圖
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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,無需外掛晶振;
②只有 8 個管腳,IO 口全部用光,不浪費(fèi)一點(diǎn)資源。
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對應(yīng)的實(shí)物圖如下,單片機(jī)表面的絲印被打磨,型號不詳:
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3、按鍵
用單片機(jī)的 3 個 GPIO,加上兩個二極管,巧妙地實(shí)現(xiàn)了 4 個按鍵。
單片機(jī)程序配置如下:
①3 個 GPIO 均配置為輸入口,使能內(nèi)部上拉電阻;
②當(dāng)只有 GPIO1 檢測到低電平時,說明按鍵 K1 被按下;
③當(dāng)只有 GPIO2 檢測到低電平時,說明按鍵 K5 被按下;
③當(dāng)只有 GPIO3 檢測到低電平時,說明按鍵 K4 被按下;
④當(dāng) GPIO2、GPIO3 同時檢測到低電平時,說明按鍵 K2 被按下。
4 個按鍵的對應(yīng)實(shí)物:
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兩個二極管的對應(yīng)實(shí)物:
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4、指示燈
用單片機(jī)的 1 個 GPIO 控制指示燈:
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①在臺燈關(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關(guān)按鍵;
②在臺燈打開的情況下,GPIO 輸出低電平,熄滅 D4。
對應(yīng)的實(shí)物圖如下:
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5、控制臺燈“三色調(diào)光”的 MOS 管電源開關(guān)電路。
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對應(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“MOS 管電源開關(guān)電路”。
單片機(jī)的 PWM2:
①輸出高電平時,MOS 管 Q2 關(guān)閉,白光 LED 燈 WHITE-LED 熄滅;
②輸出低電平時,MOS 管 Q2 打開,白光 LED 燈 WHITE-LED 亮起。
單片機(jī)的 PWM1:
①輸出高電平時,MOS 管 Q1 關(guān)閉,暖光 LED 燈 WARM-LED 熄滅;
②輸出低電平時,MOS 管 Q1 打開,暖光 LED 燈 WARM-LED 亮起。
具體原理,大家可以參考?精準(zhǔn)電流走向分析,帶軟開啟功能的 MOS 管電源開關(guān)電路!
臺燈支持 3 種光色:
①當(dāng)只有白光 LED 燈 WHITE-LED 亮起時,燈光顏色為白光;
②當(dāng)只有暖光 LED 燈 WARM-LED 亮起時,燈光顏色為暖光;
③當(dāng)白光 LED 燈和暖光 LED 燈同時亮起時,燈光顏色為自然光。
燈的亮度調(diào)節(jié):
通過 PWM(脈沖寬度調(diào)制)來調(diào)節(jié)燈的亮度。
①當(dāng) PWM 為 0% duty cycle 時,亮度為 100%,即全亮;②當(dāng) PWM 為 10% duty cycle 時,亮度為 90%;③當(dāng) PWM 為 25% duty cycle 時,亮度為 75%;④當(dāng) PWM 為 50% duty cycle 時,亮度為 50%;⑤當(dāng) PWM 為 80% duty cycle 時,亮度為 20%;⑥當(dāng) PWM 為 100% duty cycle 時,亮度為 0%,即熄滅。
這款燈因?yàn)閮r格便宜,功能簡單實(shí)用,在某電商平臺賣爆了!這篇文章通過詳細(xì)分析它的電子電路工作原理,讓大家感受有市場競爭力的產(chǎn)品是怎樣設(shè)計的。