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多功能直流无极调光手电,1~3 LED,最大10W,NTC温控

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eLight手电

功能

  • 支持1/2/3路LED(聚光灯/泛光灯(白+红))分别打开和32级DC调光,无频闪;
  • 支持爆闪和SOS模式,闪烁频率分别两档可调;
  • 支持低电量自动提醒和关闭,支持手动查看电量;
  • 支持NTC温控,温度过高自动降低亮度;
  • 支持关闭状态锁定按键,防误触打开;
  • 支持看门狗复位和强制复位,避免死机;
  • 支持不断电ISP升级(需要引出串口的硬件版本)。

硬件-双LED充电宝版

  • 外壳基于微笑鲨867A手电改造,充电口改为Type-C USB;
  • 支持充电宝功能,5V/2A输入和输出;
  • 使用3000mAh以上18650锂电池,满足充放电倍率;
  • 聚光灯单个1w led(增强散热),泛光灯3个0.5w 5730;
  • 支持通过Type-C口进行ISP升级(串口连接SBU脚,需转接板)。

PCB

硬件-单LED温控版

  • PCB适配微笑鲨SD-1006手电,同时体积足够小兼容其他手电改装;
  • 单LED,修改电流采样电阻兼容1~3W;
  • 支持NTC温控,温度达到50℃逐渐降低到50%亮度。

PCB

硬件-双LED温控通用版

  • 通用控制板,大小17.5 * 17.5 * 2.5 (mm),兼容各种手电改装;
  • 双LED(聚光+泛光),支持修改电流采样电阻兼容1~3W LED;
  • 支持NTC温控,温度达到50℃逐渐降低到50%亮度。

PCB

硬件-大功率三LED温控版

  • PCB适配10W直筒18650手电(可直冲可换电池,型号未知),三组LED;
  • 聚光灯最大10W(发热大长时间建议<5w,爆闪可以10W),泛光灯白光1.5W、红光0.75w;
  • 无极调光最小到2%功率(10位PWM),泛光灯无极调光为白光、爆闪和SOS为红光;
  • 支持NTC温控,温度达到50℃逐渐降低到50%亮度;
  • 支持电池防反接。

PCB

单片机

  • STC8G1K08A,SOP8,10位ADC,PWM输出,宽电压范围,掉电模式唤醒;
  • MCU主频4M(输出8位PWM)/16M(输出10位PWM),PWM频率约15.6k,gamma矫正后32级亮度。

按键操作

  • 短按:50~500ms,长按:>500ms(之后每50ms连发),超长按:>8s,连按(2~4次):相邻两次短按间隔<250ms;
  • 关状态:短按打开聚光灯,双击打开泛光灯(双LED版本,单LED时以最大亮度打开),长按查看剩余电量;
  • 开状态:短按关,双击调到最大亮度,3击打开对应灯爆闪,长按连续调亮度,每次长按切换调亮暗方向;
  • 爆闪状态:短按切换SOS,再短按关,爆闪和SOS固定最大亮度,长按切换频率或间隔;
  • 锁定和解锁:连续4击,锁定时按键泛光灯快速闪烁一次;
  • 任意状态超长按强制复位。

按键状态机

  • 每次短按立即处理以提高响应速度,所以连按的每个事件都会处理(短按1~4次的事件),处理依靠状态机设计保证最终状态正确;

  • 单LED版:

    当前状态/事件 单击 双击 3击 4击 长按 超长按 超时
    off on on,高亮 - - bat 复位 -
    on off on,高亮 flash - 调亮度 复位 -
    flash sos - - lock 调频 复位 -
    sos off on,高亮 - - 调频 复位 -
    lock - - - off - 复位 -
    bat - - - - - 复位 off
  • 多LED版:

    当前状态/事件 单击 双击 3击 4击 长按 超长按 超时
    off on,聚光 on,高亮 - - bat 复位 -
    on off on,泛光 flash - 调亮度 复位 -
    flash sos - - lock 调频 复位 -
    sos off on,高亮 - - 调频 复位 -
    lock - - - off - 复位 -
    bat - - - - - 复位 off

状态记忆和复位

  • 调整的值自动记忆到RAM,超长按强制复位MCU,同时清除记忆状态。

电量提醒和保护

  • 长按查看时根据电压估算电池剩余电量百分百,低亮度点亮泛光灯0.01~1.5s后关闭;
  • 电压<3.3v为低电量,正常模式每隔10s快速闪烁2次提醒,爆闪和SOS模式不提示;
  • 电压<2.9v自动关闭,如果再打开只快速闪烁一次;
  • 电压判断有0.1v滞回,即电压上升时需要到3.4v或3v。

低功耗

  • 关状态延时2s MCU进掉电模式,按键中断唤醒;
  • 开状态不能停PWM时钟,进空闲模式,每0.5s测量电压。

LED驱动方案

  • PAM2804/SY8006/LN2401等开关降压恒流IC,功率<3W,效率>90%,可实现DC调光和PWM调光;
  • DC调光由PWM滤波为DC后进FB控制,低亮度时误差大,但电流小光效更高;
    • PWM经1级RC滤波(10k-1uf),再经过200k-10k与电流采样叠加进FB,实现10%~100%恒流;
    • 爆闪模式可以>100%电流实现更高亮度,由于是间歇打开,散热可以满足;(未实现)
    • 需要根据电源电压实时调整PWM占空比,以实现滤波后DC电压恒定;
  • PWM调光可实现更低亮度,恒流时不用根据电压调占空比,可选开关EN或MOS;(未实现)
    • 开关EN慢启动时间过长导致频率较低(<1kHz);
    • 开关MOS打开时有脉冲电流,需要加入us级慢启动,例如使用开漏+上拉驱动。
  • 更大功率无可用集成芯片,采用Buck芯片+电流采样反馈实现恒流;
    • Buck芯片使用MP2145,可达到10W功率(输出电流>3A),效率>95%;
    • 电流采样使用INA180,低成本高精度,减少采样电阻损耗。

固件编译

  • 修改config.h中CONFIG_BOARD_TYPE宏为对应硬件(见BOARD_TYPE_xxx宏);
  • 使用MDK C51编译生成eLight.hex。

固件下载

  • 使用STC-ISP软件下载eLight.hex到单片机,在未连接电池时参考标准STC下载方法;
  • 连接电池后可以长按强制复位进入升级,先打开STC-ISP软件点击下载,复位后会进入ISP模式自动开始。
  • 对于BOARD_TYPE_PRO硬件类型,单片机时钟频率选择16MHz,其它类型选择4MHz,其他配置参考截图: 下载选项

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