首先在开头大喊:谢谢立创EDA爸爸赞助!!本工程使用立创EDA设计,用立创EDA发的券,在嘉立创打样PCB,在立创商城买元件,在立创开源平台发布。本文章对应的PCB工程链接:https://oshwhub.com/irongu/USBgong-dian-chu-mo-diao-guang-d
近期由于疫情原因,在家时间大幅延长,长到超乎我想象。一些工作必须在家里开展了,首先就是焊板子。家里有焊台但是没加热台,自从发现了还能用铁板烧烙板子之后一发不可收拾。这里请跟我一起高喊:铁板烧赛高!
嗨呀跳过废话吧总之就是在家焊板子,但是家里环境照明不足,总得拿手机照亮。正好最近有群友在研究用灯丝LED做7段数码管,又唤醒了我对灯丝LED这玩意尘封的记忆。很久以前曾经买过一种USB供电触摸调光的LED灯,是一块很厚的PCB,没有USB公头,由板子本身直接充当USB连接器,还能正反插。但是主控芯片被打磨了,当时也不知道是什么型号。然后之前水方案验证板的时候看到了一个单芯片LED触摸调光方案,融和的RH6616,嗯这玩意有点眼熟,可以一搞。上OSHWHUB一搜,啊,已经有人做过了。不过现在礼物征集令第三期开了,现在拿来水个项目岂不美哉。立即开工。
首先有别人做的现成工程,不用从头描datasheet了好顶赞。打开这个项目,找到其中RH6616部分电路,复制粘贴,把元件根据我的习惯替换成0603封装(然而立创EDA官方库的0603焊盘偏大),根据手头的灯丝LED绘制新的PCB封装,添加关联。阅读了datasheet,发现还有俩输出模式配置脚,可以设置成:
- 不带亮度记忆突明突暗的无级调光
- 不带亮度记忆渐明渐暗的无级调光
- 带亮度记忆渐明渐暗的无级调光
- 三级调光
现有的这个工程是设置成了三级调光,而我都想试试嘛,所以就加了俩测试焊盘。根据手册,芯片内部内部自带mod脚上拉,所以外部断开连接就是高电平,外部接地就是低电平,测试焊盘一端连mod脚另一端接地就ok了。(PS:设置对应表格已添加在OSHWHUB的工程说明中。)
芯片供电是5V,LED要附加限流电阻。由于这回是照明用途,需要尽可能的接近额定电流。平时做指示灯都是无脑加1k电阻完事,这次就不行了,得算一下。打开ElectroDroid,打开”LED的电阻值计算器“,根据灯丝LED卖家提供的数据填入计算器:单根灯丝的压降是3V,电流100mA。
如上图,电源电压为5V,在使用20R电阻的时候,LED上的电流刚好为100mA,电阻上消耗的功率为200mW。众所周知,0805封装的电阻通常来讲功率为1/8W,也就是125mW,不够。1206封装的电阻功率为1/4W,也就是250mW,可以了。另外,为了避免由于LED之间的个体差异导致分流不同进而导致发光强度不同寿命不同,同时也为了分散功耗加大散热面积,我选择给每个灯丝LED配一个限流电阻而不是用一个更大功率的电阻给4个LED一起用。
剩下的都是常规标准操作了。电源进来加一个104一个105滤波。记得之前看的电路设计书上说不同容值的滤波电容应当使用不同封装,在ALINX的FPGA板上也观察到了这种设计,不过嘛这次就先这样吧。
触摸按键上的5K电阻用于提高触摸的抗干扰能力,但是下单的时候0603的5K电阻没现货了,下的订货订单。第二天早上立创客服小姐姐打电话来说厂家无货,请取消订单,我emmmmmmm 然后就换成了0805封装的。
CMOD电容,在我的图上是C3,用于调节触摸灵敏度,电容容值越大,灵敏度越高;电容容值越小,灵敏度越低。直接走默认值20nf。然后为了减少因温度变化对灵敏度产生的影响,这个电容应该使用C0G、NPO或者X7R电容。但是立创商城20nf没有C0G,所以买了X7R的。
FSEL用于配置输出的PWM频率,频率低了看起来会有频闪,EMI是什么我完全不知道频率给我高!所以接了地,无级调光时为4KHz,三级调光时为64KHz。
触摸感应区就随手画了个方形焊盘,阻焊扩张改成负数去掉阻焊开窗。根据经验,这种裸露的经常用手触摸的焊盘很容易腐蚀,所以盖上阻焊,反正也不影响触摸。感应线应当尽量短,所以就直接一个过孔连到5K电阻上。
灯丝LED的正极有一个小孔标注,对应封装上的圆圈。PCB背面的裸铜用于焊接一片没有走线纯喷锡裸露面的反光板。
目前已经进行连续最大亮度点亮一小时测试,元件发热还可以忍受,没烧坏什么东西。等反光底板到了之后焊上再试试吧。
2020/4/24更新
反光背板到了,在接触面上涂点锡膏,叠一起,上加热台,焊完拿下来。淦,喷锡面本来接近镜面非常光亮的现在变雾面了……算了随便吧这没辙,现在点亮后不会亮瞎自己眼睛就好了。
再次点亮测试,不得不说我有点低估这个限流电阻200mw一个的功率了,4个电阻加一起800mw,最大亮度点一会还是很热的,另外触摸感应区画小了也是个问题。下次会考虑延长触摸感应区到反光背板上。(另,这次打反光背板下单的时候在犹豫要不要选不加客编,该选项要加收10块钱还需要再确认生产稿,最后没选。没想到拿到手发现没给我加客编,四舍五入等于我捡了十块钱,窃喜。)
写着写着突然想到把俩灯丝串联起来直接上5V不就能省去限流电阻了么,一试,不行。亮度基本是调光的时候最弱那档的亮度,额定3V降到2.5V就这么暗好菜啊。