在某電商平臺(tái)閑逛，發(fā)現(xiàn)有這樣一款LED燈，通過(guò)感應(yīng)手勢(shì)進(jìn)行控制。

控制過(guò)程見(jiàn)以下三張gif動(dòng)圖。

1、亮燈狀態(tài)下，快速掃過(guò)即滅燈。

2、滅燈狀態(tài)下，快速掃過(guò)即亮燈。3、開(kāi)關(guān)鍵(識(shí)別感應(yīng)區(qū))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(yīng)的?答案是紅外線(xiàn)。

開(kāi)關(guān)鍵(識(shí)別感應(yīng)區(qū))其實(shí)就是一組紅外對(duì)管，一個(gè)管發(fā)射，一個(gè)管接收。

側(cè)面還有實(shí)體開(kāi)關(guān)，用來(lái)切換功能模式。以及一個(gè)USB口，用來(lái)給燈供電。

整體功能梳理

梳理一下這款燈的功能，倒不復(fù)雜。

總結(jié)如下：

1、紅外對(duì)管實(shí)現(xiàn)手勢(shì)感應(yīng)，可以開(kāi)燈、關(guān)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(shí)體按鍵，分三擋，對(duì)應(yīng)三種模式：

①“OFF關(guān)閉模式”，強(qiáng)制關(guān)燈。

②“ON常亮模式”，強(qiáng)制開(kāi)燈。

③“AUTO感應(yīng)模式”，啟用紅外對(duì)管手勢(shì)感應(yīng)進(jìn)行控制。

思考

作為一名電子工程師，尤其是電子愛(ài)好者，會(huì)禁不住去想：“這個(gè)產(chǎn)品的功能是怎樣實(shí)現(xiàn)的?”

然后快速在腦海中嘗試設(shè)想出一個(gè)解決方案。

其實(shí)在掌握了基礎(chǔ)的電子電路后，設(shè)計(jì)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(fā)不可收拾~

開(kāi)始設(shè)計(jì)

這次的設(shè)計(jì)，用到兩個(gè)基礎(chǔ)電路，可以看下這兩個(gè)圖：

1、三色調(diào)光LED電路

某電商平臺(tái)賣(mài)爆了的LED臺(tái)燈，老梁帶你分析三色調(diào)光LED臺(tái)燈電路!

2、紅外線(xiàn)靠近檢測(cè)電路

然后把上面文章中講過(guò)的電路拼一拼，搭一搭，解決方案就出來(lái)啦!

解決方案分析

1、燈的主控部分

MCU單片機(jī)的GPIO1、GPIO2、GPIO3配置為輸入，并使能啟用內(nèi)部上拉電阻，以檢測(cè)撥動(dòng)開(kāi)關(guān)SW1撥到哪個(gè)模式。

2、紅外對(duì)管手勢(shì)部分

紅外對(duì)管檢測(cè)到的信號(hào)，通過(guò)電壓比較器U2的1腳輸出到MCU單片機(jī)的GPIO4。

GPIO4要配置為輸入，并使能啟用內(nèi)部上拉電阻，平時(shí)GPIO4為高電平。當(dāng)GPIO4檢測(cè)到低電平時(shí)，說(shuō)明紅外對(duì)管在檢測(cè)距離內(nèi)被遮擋。

被遮擋的時(shí)間就是低電平的時(shí)間，MCU單片機(jī)根據(jù)低電平的時(shí)間來(lái)決定是執(zhí)行開(kāi)機(jī)、關(guān)機(jī)，還是切換光色。

可以調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R3來(lái)調(diào)整檢測(cè)距離的遠(yuǎn)近。

3、電源部分，通過(guò)USB接口CN1輸入+5V供電。

另外，在“積木”搭建過(guò)程中，需根據(jù)情況重新調(diào)整濾波電容的位置和數(shù)量：

①USB接口習(xí)慣性使用10uF + 0.1uF的電容組合。

②MCU單片機(jī)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(shù)量和分布還要具體根據(jù)layout布線(xiàn)情況進(jìn)行調(diào)整，以最終實(shí)物調(diào)試的效果為準(zhǔn)。

很多學(xué)生不關(guān)注濾波電容的使用，要么直接不用，要么隨意用很多，是錯(cuò)誤的。不用會(huì)導(dǎo)致電源噪聲大，系統(tǒng)不穩(wěn)定;用太多不見(jiàn)得性能就好，可能會(huì)引起其他問(wèn)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(shí)踐驗(yàn)證

實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，電路圖設(shè)計(jì)出來(lái)后，還要實(shí)際做出實(shí)物來(lái)調(diào)試驗(yàn)證。

如果只是想把功能實(shí)現(xiàn)，用來(lái)自?shī)首詷?lè)，或者參加電子大賽，那么電路方案只要經(jīng)過(guò)調(diào)試驗(yàn)證就差不多了。

如果想把電路方案產(chǎn)品化，那么必須研究同類(lèi)產(chǎn)品，確保自己的方案是最優(yōu)的。很有可能自己只是實(shí)現(xiàn)了功能，但是卻采用了技術(shù)復(fù)雜、成本昂貴的方案。

文章通過(guò)設(shè)計(jì)一款通過(guò)紅外對(duì)管進(jìn)行手勢(shì)識(shí)別控制的LED燈，說(shuō)明積累了各種基礎(chǔ)電路后，設(shè)計(jì)電路就像搭積木一樣，非常簡(jiǎn)單。

不過(guò)這也是一門(mén)講究經(jīng)驗(yàn)的學(xué)問(wèn)，老工程師就比較吃香。

原文標(biāo)題：手勢(shì)控制LED燈電路分析，設(shè)計(jì)電路也可以搭積木!

文章出處：【微信公眾號(hào)：硬件攻城獅】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。