项目克隆自爆改车间主任的律动灯条，在一年半前做了第一版，尺寸比较小，电路部分没问题已验证可以使用，但由于外壳设计有些问题，电路设计在程序烧写上不够方便。于是在最近又重新根据资料设计了第二版，相比第一版最大的区别是对外壳进行了重新绘制，3D打印出来即可使用，卡扣设计，拆装方便，省去螺丝柱固定，体积减小，成本减少。

两个版本对比

第一版：省去了cH340下载电路，下载调试程序会稍微麻烦些，需要外接下载器才能下载，但成本相对减少；由于是刚开始设计（小白），布线采用自动布线，布线较凌乱，但可以使用；设计外壳时计算出了问题，因此外壳勉强可用，但不好用；缺少电源切换电路，存在电池边冲边放的情况，相对电池不太友好。

第二版：针对第一版的问题，在第二版设计时，特意解决了以上的问题。

1.增加自动下载电路：增加了ch340c的自动下载电路，亲测可用，同时将原版的集成MOS，换成两个NMOS，方便焊接且不用辨认方向。通过自动下载电路用数据线连接上电脑即可烧录程序，无需下载模块和按键操作，方便程序调试。

2.布局布线优化：布局布线均由自己完成，布局布线比第一版更简洁。

3.外壳结构设计：在嘉立创EDA里面完成外壳设计，精度更高，通过其他外壳软件绘制卡扣结构，为了防止PCB在壳内移动，使用光栅固定PCB。

4.增加电源切换电路：避免电池在充电时使用电池的电，同时在充电时又可以有外接电源供电，让电池更耐用，电路更安全。

5.添加了彩色丝印：相比第一版的单色，在第二版中融入了彩色丝印，PCB看起来更赏心悦目。

6.项目资料完善：资料已整理，所有材料（除外壳外，外壳在附件，可以在嘉立创打印）的购买均列在了列表清单中，便于制作。

项目优缺点：缺点：材料总体费用加在一起大概在90左右（含电容电阻，如果自己有电容电阻会少十来块，这个是一套的成本，多做几套平均下来会低些），单套成本较高，相比某宝的价格，性价比会低些，WS2812封装较小，不太好焊接。

优点：资料齐全，可以自己DIY，享受制作的全过程；电路简单易懂，可进行添加或修改；代码公开，简单易学，同时可以学习ESP8266这个模块；有自动下载程序的电路，用一根数据线即可随时烧写程序。

二、电路部分

电路部分主要有充电电路，电源切换电路，音源采集电路，自动下载电路，主控电路，LDO降压电路，ws2812电路几个部分。

1. 主控电路

主控电路采用的ESP8266模块，这个模块体积较小，外围电路简单，可使用Arduino进行编程，程序简单易学，且该模块易焊接，成本较低，某宝5元一个，同时功能较多，是DIY初学者的不二之选，也适合很多项目上手。

在TX、RX和IO0三个网络均串联了10K的上拉电阻，TX、RX的上拉电阻使数据传输更稳定，IO0相当于这个芯片的BOOT引脚，低电平进入程序烧录模式，高电平进入工作模式，因此在这里需要上拉电平。图右边分别是复位、滤波电路，滤波电路用来保证此模块的工作电压稳定，复位电路用来保证模块工作稳定，同时串联的100NF电容是用来确定引脚的上电时序，由于电容刚上电会进行充电，因此这两个引脚上电时间会比其他引脚慢一定的时间，除了保证模块工作稳定性，还可以用在后面的自动下载程序中。

2. 自动下载电路

采用CH340C的驱动电路，3.3V供电，外围电路简单，相比CH340G可以省去晶振和起振电容，相比CH340N多了RTS和DTR引脚，可以自动下载。通过串口下载程序主要是先让芯片进入程序烧录模式，再由串口下载程序，所以如果是手动下载一般会设计复位按钮和BOOT按钮；而自动下载则是由下图的两个电阻和两个NMOS管代替了手动下载的操作。原理：根据NMOS的导通特性，我们知道当RTS为高电平时，DTS为低电平时Q13导通，Q12不导通，此时IO0为低电平，EN为高电平；当RTS为低电平时，DTS为高电平时Q12导通，Q13不导通，此时IO0为高电平，EN为低电平；根据此原理，在下载时CH340C芯片先将RTS置低电平，DTS置高电平，此时EN为低电平，主控芯片电路复位，随后将RTS置高电平，DTS置低电平，此时IO0为低电平，而EN本应是高电平，但由于复位电路中100NF电容充电，此时EN在很短时间内为低电平（复位状态），当EN恢复高电平时，IO0依然为低电平，此时进入程序下载模式。（关于是RST还是EN引脚复位，理论上都可以，但官方推荐用EN引脚复位，因此这里用的EN引脚）

3. 电源切换电路

由于电池续航能力有限（几个小时），但有时没电了还想用，就得边充边用，这样会导致电池发热，加速电池老化，也不安全，为了避免以上问题，在设计中加入了电源切换电路，在充电时，使用外接电源，不会使用电池，充电和使用两不误，而电池上有电池保护芯片，在短时间内不用担心过充。原理：这里使用的PMOS，接电阻下拉到地，当没有外接电源时，MOS管导通，由电池供电，外接电源时，电阻上拉，MOS管关闭，由外接电源供电。

4. 3.3V降压电路

用来降压至3.3V，降压压差小，适用于3.7V锂电池，外围简单，最大可以提供600ma的电流，足够给主控模块及音源采集模块供电。

5. 充电电路

采用TP4059充电芯片，体积小巧，外围电路简单

6. 音频采集电路

外接MAX9814模块，信号采集稳定，焊接方便。R40是下拉电阻，使信号传输更稳定，R39用于保护主控模块芯片的引脚，同时有一定的阻抗作用。

7. ws2812彩灯电路

总线控制，一个IO口即可控制所有灯的颜色，供电范围较宽（3.3-5.5），可使用电池供电和5V供电，三个滤波电容用于保证电路更稳定。

三、程序部分

库文件引用和数据定义

程序初始化

将灯颜色渐变数据输出

根据音频采集值转换出灯条显示的最大高度

显示模式切换，切换显示方式。

编写网页HTML界面，用于wifi更改灯条颜色

切换至网页修改颜色模式，自动连接wifi

四、焊接和结构组装说明

焊接：由于WS2812灯珠封装较小，虽然电洛铁也可以焊接，但还是建议有条件的使用热风枪或者加热台焊接，更快更方便（当然，如果是老司机当我没说）。如果是使用加热台则需要先焊接正面，在焊接好之后需要检查灯珠是否连锡，或者明显的虚焊（不明显的上电才能发现），一定要检查，不然可能会上电就冒烟。我在焊第二块的时候没检查，结果一上电就点亮了一个二极管，用万用表测发现好几个灯引脚连锡了，清除连锡之后才恢复正常。

PCB正面，焊接完成后主要先检查灯的正负极是否短路，其次是测通断，正常情况下每个灯的四个引脚是互不连通的，如果有两个脚阻值为零，则说明连锡了，需要处理一下。

PCB背面是主要电路，相对于正面，这一面会好焊很多，但是也有两个细节需要注意一下，这一面最好先焊Type-c，因为焊16Pin的typec不小心就容易连锡，需要拖焊，如果后面已经贴了元件，再贴typec可能不方便拖焊。还有就是在焊max9814模块的时候，尽量先焊排针（立着焊），焊好之后再把模块焊在排针上，这样方便调节排针的长度，长的部分需要减掉，把模块贴着PCB焊，这样才放得下电池。