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                    《無線電》

                    開博時間:2016-07-01 14:43:00

                    1955年創刊,是國內電子科普領域創刊最早、發行量最大的知名雜志,累計發行量超過3億冊,倡導科普、興趣、實作、分享的辦刊理念。

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                    長壽型調光燈——《無線電》第7期

                    2013-09-29 17:00:17

                    筆者一直想做一個好點的鍵盤臺燈,雖說市場上有非常好看的USB型鍵盤臺燈,但筆者總覺得功能太單調,還不夠好玩。

                    帶著玩電子的本性,我前后做了無數個鍵盤臺燈,始終沒有設計出達到我設想的鍵盤臺燈。直到某天看到了一款電子顯微鏡頭的樣品模型,就尋思著要在這個模型上挖掘出點鍵盤臺燈的創意來。

                    紙上談兵——理論

                    將電子顯微鏡頭的模型(見圖1)在手中組裝幾次后,我有了新的想法。從結構上來看,它很適合做一盞臺燈,但LED必須選用高亮1W型的燈,因為該結構框不適合使用多個Φ 5mmLED。如果用1W的高亮型燈珠,會帶來散熱的問題,因此我先為這個燈珠用鋁合金塊設計了一塊散熱片(見圖2),以便能放入電子顯微鏡頭的模型里。

                    在平常的白熾燈、熒光燈中,最容易出現燈被燒壞的情況就是在開燈的瞬間,因為開燈的瞬間浪涌電流沖擊到了燈絲線而將其熔斷,出現永久性損壞。為解決這樣的問題,我在這個臺燈的設計中采用了單片機

                    來控制,在開燈的瞬間采用PWM方式,讓LED從最暗狀態進行呼吸漸亮式開燈,到最亮的一半時停住,而在關燈過程中,從之前設定的亮度值開始進行呼吸漸滅式關燈。這樣就解決了開、關機的瞬間浪涌電流,使LED的工作時間更長,也因此,我將此臺燈命名為長壽型調光燈。這也是這盞臺燈的設計創新點吧。

                    既然用到了PWM方式驅動1WLED燈珠,整個設計中肯定少不了PWM調光,因此我在電路中設計了3個按鍵,其中兩個用來調節光線的亮和暗,而另一個負責控制開燈和關機。為進一步體現出臺燈“長壽”的特點,我還為電路增加了過流保護和過溫保護功能。完成的電路圖設計如圖3所示。

                    該電路工作于5V電壓下,可以使用電腦USB電源供電,也可以使用手機的電源適配器供電。在電路中采用軟件和硬件相結合的形式完成低功耗關機處理,電路中VT1A、R1、R3、VD1、S1IC1構成了低功耗關機電路。P1接口上電后,單片機IC1并沒有馬上進入工作狀態,而是被VT1ASI4947PMOS)隔斷了。此時電路基本沒有耗能元件,故電源處于低功耗狀態下。而只有當S1鍵按下時,在VD1公共端產生一個低電平信號,同時被送到R3IC15腳,此時VT1A的柵極是低電平,因此5V電壓會通過VT1A而到達VCC處。這時,單片機IC1將得電而處于工作狀態,單片機程序開始運行,在程序的運行中檢測到IC15腳端若是第一次產生低電平信號,則在IC1的第6腳輸出一個高電平,這個電平使LED1點亮,還會使VT2導通,VT2的集電極偏置電壓由R1R3提供。

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                    ■ 圖1 長壽燈控組裝外殼

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                    ■ 圖2 散熱合金鋁塊

                     

                    未完。。。

                    全文詳見《無線電》第7期

                     



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