#第七届立创电赛#便携拐角小手电

1、项目功能介绍

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DIY一个便携的小手电，锂电池，带OLED显示，方便显示亮度档位，剩余电量，剩余时间，不再电量焦虑。

设计了魔术扣的把手，可以方便的挂在背包带子上，或腰带上，方便照明，解放双手，可谓是遛狗铲屎神器。

 

（1）MCU使用了国民科技的N32G430C8L7，价格便宜，功能强大。

（2）手电为5个档位：月光档，低亮，中亮，高亮，极限。每个档位可单独设置亮度。2022.9.20 增加了（暴闪-----信标-----SOS）档位。

（3）手电设计了电量计功能，显示电池充放电电流以及电池容量，并估算出剩余使用时间。

（4）画了外壳，首次尝试3D打印，在 三维猴 打印了树脂外壳，效果不错。

 

2、项目属性

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本项目为：首次公开，原创。

 

3、开源协议

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开源协议：GPL3.0。

 

4、硬件部分

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（1）TYPEC接口，常用TP4056锂电池充电芯片，这里设置为580mA电流。

 

（2）IP3005锂电池保护IC。INA199A1接在高端，检测通过电池的电流。放大倍数为50倍。

         INA199的REF接在由TL432产生的1.25V基准电压， 充电时电流 VBAT->BAT+ 输出电压为1.25V+（0.02R/I）×50。

         放电时电流 BAT+->VBAT 输出电压为1.25V-（0.02R/I）×50，这样便可以检测双向电流。

         由于电池内阻的原因，检测电压并不能很好的反映电池的电量，所以检测电流来统计电量更准确。

 

      ----------------------------------------------------2022.9.16--------------------------------------
       使用时发现硬件了BUG，  极亮时电流会超量程 。 
       1）电流采样电阻 0.02R 改为 0.01R。

       2）INA199输出 R3 改10K C2 改1uF。

       3）R33 R34 I2C 上拉改3K，否则发现I2C波形上升沿太慢，可能会有不可靠。

       以上，如下图所示，原理图已修改。

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（3）线性稳压ME6119C30产生3.0V的电压供MCU及外围使用，通过EN脚来控制电源开启。

        当按下SW1时，EN得高电平，LDO开启，POW-KEY得高电平，MCU检测到便可以开机，同时控制POW_EN高电平自锁。

        开机后，SW1可以当普通按键使用。当插入USB时，VUSB得电，同样开启电源。

        关机时，控制POW_EN低电平，便可以彻底关闭电源。

 

（4）SGM3732组成LED升压恒流驱动，最大电流400mA。PWM控制SGM3732 DC调光，无频闪，效滤高。

 

（5）模拟检测部分，依次为NTC LED温度检测，USB电压，电池电压，NTC PCB温度检测，基准电压1.25V。

        

 

 

（6）MCU使用了国民科技的N32G430C8L7，价格便宜，功能强大。

 

（7）显示屏使用0.91寸12864OLED，I2C总线，同时挂了24C02EEPROM（保存电池电量信息）。

 

--------------------------------------2022.9.17--------------------------------------------

         由于屏幕可能不好买，花了一点时间修改了通用的30PIN的0.96OLED版本，方便大家DIY。

                       https://oshwhub.com/47415y/pian-xie-g_copy

   

 

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【1】PCB正面

【2】PCB反面

【3】裁剪铜皮作为散热片

 

【4】贴上导热硅脂片，厚2mm。

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一些说明：

3D打印的外壳最大可以放下30*40*10mm的电池，考虑到电线的空间。

电池最大可以放下1500mAh，极亮档电流左1.2A左右，续航至少1个小时，但由于3D外壳(树脂)工作温度不能太高，

所以极亮档（500lm)一次只能工作3分钟左右，会过热降档，高量档（200lm)可以常亮，档位亮度可以自由设置。

(后记，室温36度，装上外壳，极亮1分钟就降档了)

有条件的可以打印尼龙外壳，能耐高温。降档温度可以更高。

led透镜买的13*7mm亚克力的，有多种发散角度可从选，这里用了一个10度光面的和二个30度珠面的。TB很便宜7毛钱一颗。

透镜角度越小越聚光，反之泛光。

---------------------2022.9.17-----------------------

LED透镜实测还是用30度珠面透镜效果比较好，10度的透镜光斑中心稍有发黄。补二张图。

10度透镜

 

30度透镜

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oled 可以自行改成通用的，pcb尺寸预留了。

不要问，这个屏幕库存大多了。😭😭😭……

 

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外壳的一些问题：

第一次设计3D打印外壳，经验不足。感谢JLC的免费3D打印。

铜柱的孔位直径大小，改为3.1mm较合适。外壳倒角R可以更大一些。螺丝是m2*4的。

铜柱可以搜索，注塑铜螺母。M2×3×3.2。

盖板的螺丝孔可以改沉头孔，螺丝柱可以加长顶到pcb板。盖板加厚，led区应开孔散热。

新外壳设计中。。。。。。

 

5、软件部分

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软件部分使用KEIL5编译，使用国民技术的标准库。这里感谢国民技术的技术支持。

程序菜鸟，写得不好，但可以用，哈哈哈。。。。。。

 

 

--------------------------------------------------程序更新说明----------------------------------------

---------屏幕内容---------------

亮度 lm                  led温度

                               电池电压

预计使用时间       充电器电压

电池剩余容量       电池电流

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电源键         减键        加键

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温控逻辑，在led极亮档时，led ntc 温度大于50度时，程序会降低亮度到高亮档。

当电池小于3.3v时，也会降至高亮档。

按键逻辑，长按电源键开机，加减键换档，长按加键 极亮，长按减键 关机。

开机后长按电源键近入设置菜单，可设置各个档位的亮度，和电池的初始容量。

设置菜单时，短按电源键，上下选择，加减键操作加减。再长按电源键进入DEBUG页面，再长按退出。

---------------------------2022.9.8---------------------

中午空闲，小改一下程序V1.1。

改亮度最小分辨率为 1 LM。

换档时，亮度渐变。

屏幕旁LED，改成不闪。原来太闪，影响操作。

---------------------------2022.9.16---------------------

固件更新

1）增加-----------暴闪-----信标-----SOS-------------    三个档位 。 新增的档位 ，亮度统一设置（设置菜单"LEVP”）建议设置小于300lm防止很快过热  。                   

2）修改按键逻辑，短按加键：循环档位（关----月光----低亮----中亮----高亮），长按加键 : 极亮档。

短按减键：循环  （暴闪-----信标-----SOS），长按减键： 月光。

电源键：长按关机 。  在主界面  短按进菜单 ->短按切换菜单->到菜单底部->短按回到主界面。

3）按住加键再开机时  加载默认EEPROM数据

4）修改根据电压改变图标

BUG山--------源程序V1.2 ----源程序2022.9.16.zip

效果见第二段视频。

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---------------------2022.9.20-----------------------

 

中午又想了下，又花了一点时间
又改了按键逻辑 （前面的操作有点混乱）简化操作并为大功率手电做准备 哈哈哈

 

把按键在TIM4 中运行 10ms 一次

 

一共七个档位：

（关----月光----低亮----中亮----高亮）（暴闪-----信标-----SOS）   

 

电源键：
1）长按开机 
2）在主页面 长按关机 
3）在主页面 单击切档      （关----月光----低亮----中亮----高亮）
4）在主页面 双击极亮                                                                              单击退出
5）在主页面 三击特殊挡    （暴闪-----信标-----SOS）              单击退出
6）在主页面 四击设置页面   单击上下切选项                        四击退出 
7）在主页面 五击DEBUG页面                                        五击退出
加键：
1）设置页面  单击加   长按连续加
减键：
1）设置页面  单击减   长按连续减

 

温控逻辑：

在led极亮档时，led ntc 温度大于50度时，程序会降低亮度到高亮档。当电池小于3.3v时，也会降至高亮档。

 

亮度最小分辨率为 1 LM。换档时，亮度渐变。

 

按住加键再开机时  加载默认EEPROM数据。

 

源程序见附件：2022-mini-torch-v1.3.zip

效果见第二段视频。

PS：烧程序时可以按住电源键（通电）再烧写。

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6、BOM清单

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7、大赛LOGO验证

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 8、演示您的项目并录制成视频上传

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【开源 3D打印小手电筒 [立创训练营]-哔哩哔哩】 https://b23.tv/wgno0UC

 

 

 

感谢看完流水帐，水平有限，见笑了。

最近天气太热了，祝大家平安健康。😄