1-开发前规划

人体感应充电小夜灯-开发前规划
关键字:橱柜过道起夜灯;锂电池充电管理;锂电池放电保护;光强传感器;热释电人体感应;LED驱动;电压比较器
要求:设计一个人体感应小夜灯,方便安装。
项目 立创编号 型号 备注
环境光传感器 C242256 3528-PTSM D3528 嘉立创可SMT;焊盘大,手工焊接也很容易
人体热释电传感器 C410378 BS412 内部集成模拟电路故稳定性高,调试简单
菲涅尔透镜 C123326 S9001 提高感应角度;提高感应距离;
锂电池过放保护 C82123 DW06D 内部集成MOS,省BOM
锂电池充电管理 C12044 TP4057 体积小
LED驱动IC C12378 CN5611 恒流驱动IC且可调光,通用性较强。
通用运放 C100068 LM321G-AE5-R 低功耗,小体积
USB接口 C46396 MINI USB 90度 直插90度,方便焊接。
锂电池 C133349 20650 可以选型立创商城其他型号电池。
拨动开关 C319012 SS-12D10L5 直插好焊接;过电流大。
确认电压 电池跌落范围:2.4V~4.2V ;上述所有IC的正常工作范围均在电池范围内。
环境光安装位置 主板的任意位置,要进入“灯下黑”的区域,同时白天能感测到光。
板子结构 板子侧面安排槽孔用来安装轧带,安装DIY的灯罩;上下两层板,上层板全部安排为LED,下层板长度约6.8CM,上层板约3CM;下层板和电池叠加在一起;上下板用长排针链接;
人体感应安装位置 在主板上可以突出一部分,专门露出传感器。
开关安装位置 底板安排充电指示灯;侧面安装电池供电开关,在过放保护后级安装。
功能设计 1,可通过普通充电头进行充电,并有指示。
2,开关能控制开关。
3,感应成功一次亮灯30S左右。
4,白天不亮,没有人不亮。
5,背面安装铁棒的位置,便于用磁铁吸住。
6,所有贴片物料均可SMT。
7,底板上电源接入部分标注清楚正负极;可以通过焊盘跳过锂电池保护IC;运放输出端口通过排针引出;电源正负极通过排针引出;

2-模块化原理图

人体感应充电小夜灯-原理图
完整原理图:https://oshwhub.com/7a745fc8/ren-ti-gan-ying-chong-dian-xiao-
原理图模块 说明
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1,电池需要选择裸电芯,比如18650系列电池。如果电池本身自带保护板可以屏蔽这个电路。
2,IC本身过载保护电流2.4A,注意不要过载。
3,此芯片需要激活,焊好电池后需要充电几秒。
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1,体积小,且配置充电电流为400mA。普通USB接口供电能力在500mA左右,切勿过载。
2,USB接口设计成直插的。因为嘉立创SMT结束后,后焊安排直插的会方便一些。
3,USB接口为MiniUSB。
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1,发光二极管是恒流驱动型器件。通过它的电流越大,则越亮。故使用专用驱动IC。
2,如果想调光,可在LEC_Contral端施加PWM信号。
3,LED可以选用的大功率灯珠,IC最大输出电流800mA,实际使用时注意不要过载。
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1,规格书规定供电电压不能超过3V,高可靠场合使用时注意。一定要使用LDO降压为3V使用。
2,小夜灯的电压最高可能是4.2V,实测不会烧坏芯片,但是一定会影响其寿命。
3,电阻R8大小决定了延时长短,参考规格书配置。
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1,这是一个电压比较器电路。如果1号脚的电压高于3号脚,则4号脚输出接近VCC的电压,反之输出0V。
2,经过实测,在4号脚附近增加了一个1K的上拉电阻(LED恒流驱动部分的R11)。
3,U3是光敏三极管,光越强则允许通过的电流越大,故电阻R4的电压能反应出光强大小。
4,有人移动时,红外输出电压为VCC否则为0V,R10和R3进行分压,经过实际调试确定了分压比例。
5,白天的时候,尤其是傍晚,测试R4的电压。此时我们不希望LED亮,故通过分压电阻将1号脚电压调整为低于3号脚电压。

3-绘制PCB

人体感应充电小夜灯-PCB
PCB图 说明
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1,中间安排6个孔,用来穿轧带将电池绑到PCB上。
2,右上角是LED部分。如果想更亮则再画一个LED板,插到对应排针位置即可。
3,感觉开关有点大且占位置,你可以换成其他的,再布局一下会漂亮些。
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1,手里没有轧带了,用橡皮筋将电池绑好。
2,背面绑了一个钢片,买坚果送的。钢片上吸了俩强磁。这样就可以把它吸在铁制建材上了。零妖的桌子是铁打的,所以可以吸在桌子腿上。
3,当晚上路过桌子附近时,就会自动亮。

4-打样焊接和调试

人体感应充电小夜灯-焊接调试
B站视频:https://www.bilibili.com/video/av91243989/
焊接/调试 说明
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1,焊接阻容器件。强烈建议使用嘉立创SMT服务,再也不用浪费时间焊这些。要不是疫情影响SMT不接单,我一定不手工。
2,SMT有些芯片属于扩展库,用一次需要掏二十块钱“调度费”。有时候很容易焊的话可以酌情选择手工哈。
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1,接下来焊接的LED和驱动IC。
2,这个驱动IC中间开窗了,而且还是接的GND,散热很快,此时可以调高烙铁温度,否则锡不画很难受。
3,感谢祖传的焊台没罢工,赶紧再磕三个响头。
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1,最后焊接电池。图中电池叫18650.
2,这个电池劲儿很大,万一短路有火灾,毒气,爆炸风险。一定要注意安全。
3,焊接之前,拿万用表检测一下VCC和GND,确保没有短路的情况发生。清扫干净桌子,锡渣,电线,指甲刀啥的都放一边。
4,焊好之后,立马测一下电池两端电压,若和空载时不一样则立马剪短电线,检查是否有短路。
5,最后再充电几秒钟,激活电路。测试各个IC供电是否正常,工作是否正常。
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1,辛苦调试若干小时后的成果。
2,LED太刺眼,涂抹706硅胶。涂胶后发现射出来的颜色有点怪怪的,不建议大家尝试。
3,肉眼可见的飞线。因为调试的时候发现红外芯片不工作,隔断了VCC测试,终于发现是封装画反了。

5,资料下载

在线查看原理图:https://oshwhub.com/7a745fc8/ren-ti-gan-ying-chong-dian-xiao-
B站视频:https://www.bilibili.com/video/av91243989/

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