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某電商平臺賣爆了的LED臺燈,老梁帶你分析三色調(diào)光LED臺燈電路

2020/05/28
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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。

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