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USB充电U盘灯

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发表于 2016-4-14 16:25 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 四叶草天空 于 2016-4-14 16:27 编辑

很久没发帖了,前两天翻出十块芯片CN5611,是2.7-5V0-800mA的恒流芯片,专门给手电用的,再加上请段时间买的STC15W201S(2.7-5.5V供电)也到了,而且前段时间买的手机刷卡神器拆了有电池下来

                               
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,所以东拼西凑好像可以凑个钥匙灯出来,所以我就开始动工了

                               
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。东西已经做好,我慢慢发


DXP-03.jpg

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 楼主| 发表于 2016-4-14 16:27 | 显示全部楼层
二楼发留着资料!
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 楼主| 发表于 2016-4-14 16:30 | 显示全部楼层
更贴很慢,所以希望各位看官不要急,而且最近事情有点多,虽然是做好了的

                               
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 楼主| 发表于 2016-4-14 16:53 | 显示全部楼层
即付宝拆下来的电池

                               
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IMAG0209.jpg
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 楼主| 发表于 2016-4-14 16:56 | 显示全部楼层
本帖最后由 四叶草天空 于 2016-4-14 17:01 编辑

设计之前先元件选型,选型已经没什么可选的,这玩意儿是个LED手电,于是有了CN5611恒流;这玩意儿有电池,于是有了TP4057充电;我有的U盘外壳太小了,所以一般的开关根本放不进去,于是控制用了STC15W201S+贴片铜头轻触按键。下面就细说这个玩意儿的具体参数。
IMAG0210.jpg
按键大小和单片机差不多,
8b915c36acaf2edd52b510578a1001e938019365.jpg
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 楼主| 发表于 2016-4-14 16:58 | 显示全部楼层
本帖最后由 四叶草天空 于 2016-4-14 17:00 编辑

开做之前先试试塞得进U盘壳子不
IMAG0208.jpg
试了下刚刚塞进去
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 楼主| 发表于 2016-4-14 17:00 | 显示全部楼层
先说CN5611,先上图
CN5611-1.jpg
如图,CN5611是低压差大功率发光二极管驱动集成电路,工作电压2.7-6V,输出电流最大800mA,输出电流精度+-8%,而且是SOT89的封装,很小,CN5611的外围电路也相当简单,只需要一颗设置输出电流的电阻。
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 楼主| 发表于 2016-4-14 17:03 | 显示全部楼层
再来看看芯片的电气参数:
CN5611-2.jpg
输入电压VIN=3.7V(也就是锂电池平均电压)时,流进VIN引脚的电流IVDD只有335uA,也就说工作时自身工作电流很小(不包括恒流时自身损耗)。
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 楼主| 发表于 2016-4-14 17:14 | 显示全部楼层
再来看看电阻和输出电流之间的关系:
CN5611-3.jpg
锂电池是100mAH左右,一般这种锂电池放电电流为1C,也就是说这个锂电池放电电流在100mA左右,所以我把输出电流设置为100mA,根据公式,计算出设置电流的电阻需要9.1k,但是......谁有这么奇葩的的电阻啊,所以我就用10k的电阻代替,算下来电流大概就是91mA左右,LED电压约为3V,91mA,功率就是0.273w,作为一个EDC手电,功率已经很大了




LED我用的三星一代5630  0.3W  20LM
自然白,色温:4500-5000K 使用电流:100ma以下。

三星.jpg
LED是四川黄师傅家的,灯的原型也是他家的


突然看到这玩意儿,于是我就算了一下,环境温度取20度
CN5611-4.jpg
算出来PDmax约为0.78,而我的设计,LED功率0.273w,所以根本不成问题

                               
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上一次没注意看PWM调光说明,导致调试走了老大一截弯路,这次仔细看一下PWM天光控制方法!
CN5611-5.jpg
如图,这个芯片调光是在ISET和地之间接一个NMOS,控制NMOS调光(这也是为什么前面有一张图我放了一只NMOS了

                               
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)说白了就相当于将ISET接地使能关闭而已。由于NMOS的特性,PWM负占空比为100%时,输出功率才是100%,所以写程序要注意了(怎么觉得这话什么地方说过

                               
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),而且PWM控制的频率要在10KHz以下,上次写的PWM程序频率为1KHz,完全够了。




NMOS我用的AO3402:
AO3402-1.jpg
AO3402-2.jpg
可以看到,这个管子VGS=4.5V时AO3402导通电阻RDS<65毫欧,VGS=2.5V时AO3402导通电阻RDS<85毫欧,都不是很大,至于10V......我相信单锂电暂时还没有10V以上的




到这里CN5611就写完了,TP4057明天再说。


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  • TA的每日心情

    2022-3-7 21:36
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    [LV.Master]伴坛终老

    发表于 2016-4-14 17:19 | 显示全部楼层
    我也正准备用防盗遥控器做一个。
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     楼主| 发表于 2016-4-14 17:31 | 显示全部楼层
    天涯一匹狼 发表于 2016-4-14 17:19
    我也正准备用防盗遥控器做一个。

    我这个已经做好了,现在只是整理发帖
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     楼主| 发表于 2016-4-14 17:32 | 显示全部楼层
    天涯一匹狼 发表于 2016-4-14 17:19
    我也正准备用防盗遥控器做一个。

    做出来这样儿
    173258xu60rrleeas0tsa0.jpg
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  • TA的每日心情

    2022-3-7 21:36
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    [LV.Master]伴坛终老

    发表于 2016-4-14 19:04 | 显示全部楼层
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  • TA的每日心情
    奋斗
    2023-2-20 14:52
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    [LV.Master]伴坛终老

    发表于 2016-4-14 19:31 | 显示全部楼层
    帅气,赞!
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  • TA的每日心情
    郁闷
    2024-6-27 03:04
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    [LV.10]以坛为家III

    发表于 2016-4-15 00:45 | 显示全部楼层
    网上有几款,感觉也很不错
    200711160310135701.jpg

    583787120120813205651047.jpg

    583787120120813205735073.jpg

    58378712012081320570409.jpg



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     楼主| 发表于 2016-4-15 01:32 | 显示全部楼层
    tda7050 发表于 2016-4-15 00:45
    网上有几款,感觉也很不错

    有没有链接?多少大洋?给个关键词我去看看

                                   
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     楼主| 发表于 2016-4-16 20:09 | 显示全部楼层
    本帖最后由 四叶草天空 于 2016-4-16 20:10 编辑

    昨天忙,今天加紧发一贴,明天去比赛,后天继续

    相信TP4057很多玩电子的人都知道,但是我还是唠叨一番

    TP4057充电芯片功能就不多说了,说说大家一般不关心的。
    我做的是手电,EDC手电,电池安装好就不会拆下来,所以比较关注漏电流大小,描述里写的很清楚,TP4057漏电流在2uA以下,基本可以忽略不计。
    TP4057-01.jpg



    引脚功能如图
    TP4057-02.jpg


    同样的,看一下TP4057的充电电流设置
    TP4057-03.jpg
    公式分为充电电流小于0.3A的版本和大于0.3A的版本,锂电池充电电流一般为0.5C,也就说大概50mA,表里刚刚有50mA对应的电阻,20K,但是,我没有这么大的,所以我就选了我有的15K的电阻,算下来电流66,mA。
    TP4057已经很成熟了,没什么多说的,下面开始啰嗦控制核心STC15W204S。如果会STM8的话我就选择STM8了
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     楼主| 发表于 2016-4-16 20:20 | 显示全部楼层
    接下来看下单片机
    先看看单片机手册:
    STC-01.jpg
    可以看到,这一系列单片机工作电压在2.5-5.5V,很适合电池用有EEPROM用于掉电储存,RC振荡器也挺快的,而且不需要外部晶振




    电池供电吗,肯定要注意低功耗
    STC-02.jpg
    文档里写了,这块单片机有低速、空闲、掉电三种低功耗模式,掉电模式听名字就知道功耗肯定低,进入掉电模式可以由外部中断0、1、2、3、4唤醒,我用优先级比较高的外部中断0,也就是按键接P3.2口。




    STC-03.jpg
    这块单片机IO口有三种模式,准双向,强推挽和高阻,单片机外设就只有按键输入和PWM控制场效应管,所以平时工作就配置为准双向,关机时转换为高阻减小电流然后进入掉电模式等待外部中断唤醒。据说STC最新的单片机掉电模式电流可以到1uA以下,按比较老的51单片机掉电模式电流计算,掉电模式电流50uA,加上TP4057的2uA再加上场效应管截止电流5uA(55度时,这个场效应管作为LED驱动总开关,因为CN5611关断时还有0.5mA,所以我用场效应管开关降低电流),算下来掉电模式电流大概57uA左右,100mA电池可以待机73天,但是,这是理想状态,有可能场效应管的栅极电流,外部一些电阻什么的可能导致掉电模式电流剧增!具体掉电电流等做好了板子量一下才知道了

                                   
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    STC-04.jpg
    现在来看看STC15W204S内部有些什么,可以看到,这一系列有三种封装,我买的是SOP8封装的,其实不管封装什么样儿,内部功能都是一样的。我只说我用的上的吧,我用的STC15W204S,工作电压5。5-2.5,适合电池用;程序储存器有4K,我相信我的程序还没那么大;有两个定时器,一个用来按键长短按精确延时,以区分长短按,另一个定时器用来产生PWM;掉电唤醒定时器用来跳出睡眠模式保存当前亮度;外部中断中的INT0用来退出睡眠模式打开LED;EEPROM用来储存数据,掉电可保存(防止过度放电亮度值丢失);低压检测也是用来掉电存数据的;复位电压检测可以设定什么电压以下算是低压,用于低压中断。好了,资源就用了这么多。




    再然后就是烧写程序喽:
    STC-05.jpg
    STC烧程序挺简单的,电一供,串口线一接,就可以了

                                   
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    ,但是要注意的是串口线别插反了,还有就是下程序时要县断电再通电!
    下载注意.jpg
    注意红框里低压检测电压选2.86V,晶振必须5.5296MHz。一般手电打广告都说3V低压报警,我也就跟风来个3V左右喽。




    最后
    STC-07.jpg
    可以看到红框里,重点是进入掉电模式后IO口状态不变,这就保证了我给CN5611当开关的NMOS在单片机待机时是关断的
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     楼主| 发表于 2016-4-16 20:24 | 显示全部楼层
    本帖最后由 四叶草天空 于 2016-4-16 20:28 编辑

    理论完了,开始实践!我要做成U盘的形式,肯定就不能用洞洞板,所以我就先用Altium.Designer把电路设计出来,然后制板
    DXP-01.jpg
    图中Q2是为了低功耗而加上的控制CN5611通断的NMOS,之所以用NMOS,因为NMOS比PMOS便宜,而且比PMOS好控制




    原理图画好了,现在编译成PCB文件:
    DXP-02.jpg
    粉色框就是U盘内部大小,突然发现这么多东西全放进去有点棘手啊




    3D图
    DXP-03.jpg
    DXP-04.jpg
    DXP-05.jpg
    DXP-06.jpg
    过孔什么的,太小了,而且我也没有比较薄的双面电路板,所以我就拿到某宝打样了,打样费30,邮费12,到时候我会出售多余的,有意的艾特我




    后续的包括程序等我明天比完赛后天继续。





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     楼主| 发表于 2016-4-24 19:25 | 显示全部楼层
    刚比赛完老师又让我准备另一场,心好累……结果拖了这么久都没更新……
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