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《无线电》

开博时间:2016-07-01 14:43:00

1955年创刊,是国内电子科普领域创刊最早、发行量最大的知名杂志,累计发行量超过3亿册,倡导科普、兴趣、实作、分享的办刊理念。

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长寿型调光灯——《无线电》第7期

2013-09-29 17:00:17

笔者一直想做一个好点的键盘台灯,虽说市场上有非常好看的USB型键盘台灯,但笔者总觉得功能太单调,还不够好玩。

带着玩电子的本性,我前后做了无数个键盘台灯,始终没有设计出达到我设想的键盘台灯。直到某天看到了一款电子显微镜头的样品模型,就寻思着要在这个模型上挖掘出点键盘台灯的创意来。

纸上谈兵——理论

将电子显微镜头的模型(见图1)在手中组装几次后,我有了新的想法。从结构上来看,它很适合做一盏台灯,但LED必须选用高亮1W型的灯,因为该结构框不适合使用多个Φ 5mmLED。如果用1W的高亮型灯珠,会带来散热的问题,因此我先为这个灯珠用铝合金块设计了一块散热片(见图2),以便能放入电子显微镜头的模型里。

在平常的白炽灯、荧光灯中,最容易出现灯被烧坏的情况就是在开灯的瞬间,因为开灯的瞬间浪涌电流冲击到了灯丝线而将其熔断,出现永久性损坏。为解决这样的问题,我在这个台灯的设计中采用了单片机

来控制,在开灯的瞬间采用PWM方式,让LED从最暗状态进行呼吸渐亮式开灯,到最亮的一半时停住,而在关灯过程中,从之前设定的亮度值开始进行呼吸渐灭式关灯。这样就解决了开、关机的瞬间浪涌电流,使LED的工作时间更长,也因此,我将此台灯命名为长寿型调光灯。这也是这盏台灯的设计创新点吧。

既然用到了PWM方式驱动1WLED灯珠,整个设计中肯定少不了PWM调光,因此我在电路中设计了3个按键,其中两个用来调节光线的亮和暗,而另一个负责控制开灯和关机。为进一步体现出台灯“长寿”的特点,我还为电路增加了过流保护和过温保护功能。完成的电路图设计如图3所示。

该电路工作于5V电压下,可以使用电脑USB电源供电,也可以使用手机的电源适配器供电。在电路中采用软件和硬件相结合的形式完成低功耗关机处理,电路中VT1AR1R3VD1S1IC1构成了低功耗关机电路。P1接口上电后,单片机IC1并没有马上进入工作状态,而是被VT1ASI4947PMOS)隔断了。此时电路基本没有耗能元件,故电源处于低功耗状态下。而只有当S1键按下时,在VD1公共端产生一个低电平信号,同时被送到R3IC15脚,此时VT1A的栅极是低电平,因此5V电压会通过VT1A而到达VCC处。这时,单片机IC1将得电而处于工作状态,单片机程序开始运行,在程序的运行中检测到IC15脚端若是第一次产生低电平信号,则在IC1的第6脚输出一个高电平,这个电平使LED1点亮,还会使VT2导通,VT2的集电极偏置电压由R1R3提供。

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■ 图1 长寿灯控组装外壳

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■ 图2 散热合金铝块

 

未完。。。

全文详见《无线电》第7期

 



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