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USB双色温触控小夜灯

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简介

基于PT2023S8的一款USB供电双色温无级调光小夜灯。

简介:基于PT2023S8的一款USB供电双色温无级调光小夜灯。

开源协议

GPL 3.0

创建时间:2024-10-07 06:49:27更新时间:2024-10-14 01:34:54

描述

写在前面
欢迎来到M先生的主页!这是M先生的第一篇开源,作为这全新开始的一个仪式。来立创两年多了,期间也做过数不清的电子电路作品,碍于太菜和摆烂,因此没有发表任何内容。不过说回来,这是每一个爱好电子电路的你我共同构建的电子帝国,理应走出来同大家一起交流学习,探求好的思路,分享好的方案,相互学习才能共同进步!在此也感谢创创的一路支持与陪伴,让电子设计更加方便快捷。
电路,启动!

设计简介

本设计是基于PT2023S8单触控双输出 LED 调光调色温 IC制作的一个USB Type—C供电的小夜灯,采用6颗正白和6颗暖白SMD2835贴片LED作为光源。PT2023 是一款电容式触摸控制 ASIC,支持单通道触摸输入和双路 PWM 输出(刚好用来调光和切换冷暖色),具有低功耗、高抗干扰、宽工作电压范围、灯光无频闪、外围器件少的突出优势。

相关参数

  • 工作电压范围:2.4~5.5V
  • 待机电流约 6uA@VDD=5V&CMOD=10nF
  • 单通道触摸输入
  • 双路 PWM 输出,频率 21KHz,高频调光不伤眼

功能介绍

小东西原理简单,外围电路少,由以下部分组成:供电部分、双色LED照明部分和触控电路部分。
供电部分:
采用常见type-C口进行供电,无需携带其他线材,接口引脚为6pin,方便焊接且支持C to C 供电,焊工有待提升的嘉人们也可以轻松零BUG完成。

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双色LED照明部分:
使用6个暖色和6个正白SMD2835贴片LED进行照明,同色LED并联,通过两颗SI2310 N沟道mos管进行统一开关,也可以通过PWM控制导通时间来进行亮度调整。

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触摸控制电路部分:
PT2023外围电路十分简单,电源经C1和C2电容滤波进入芯片,使芯片工作更加稳定;1号引脚LO 在关灯状态下输出低电平,开灯状态下输出高电平,外接一个指示灯可用作工作指示;5号引脚TCH为触摸信号输入,7号和8号引脚输出两路pwm信号驱动两路SI2310 N沟道场效应管用于控制LED的亮灭和亮度,该MOS漏源电压(Vdss)60V,连续漏极电流高达3A,导通电阻(RDSon)86mΩ@10V 3A,完全满足电路设计要求。

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注意事项

  • 限流电阻采用两个4Ω 1210封装电阻并联,请根据实际灯珠的参数进行更改。
  • LED13和R9为电路工作指示灯,可以选择性保留或不焊接,不影响电路正常工作。
  • 触摸地方预留有焊接焊盘,添加均光板后可将触摸点用导线延长至外壳。
  • 触控灵敏度可以通过改变电容C3的容值调节,电容容值越大,灵敏度越高;电容容值越小,灵敏度越低。 默认10nF。

焊接

屏幕截图_20241007_232247.png
图1:白色沉金PCB效果

微信图片_20241014003738.jpg
图2:元器件都在一层,用加热台可以直接焊接

微信图片_20241014004012.jpg
图3:焊接完成

本次焊接部分元器件和原理图有所差异,实际U1使用了JL7010SC(买的PT2023商家给我发错了qwq),但实测引脚完全相同可以相互代换;R5-R8使用了10Ω 0805电阻测试的,长时间测试会有较大发热,实际使用请替换1206封装;LED13没有焊接;其他元器件按照原理图上标注的就可以。

测试

使用电脑USB供电情况下,待机电流20mA比较高,后面改版采用电池供电的小伙伴们可以外加一个开关,长时间不使用时断开即可。
实际测试中(电脑USB供电):
白色最高亮度电流0.32A,功耗1.60W;最低亮度电流0.05A,功耗0.24W。
暖色最高亮度电流0.34A,功耗1.68W;最低亮度电流0.05A,功耗0.25W。
双色同时点亮最高亮度电流0.58A,功耗2.78W;最低亮度电流0.08A,功耗0.39W。
换用手机电源适配器测试:
双色同时点亮最高亮度电流来到0.65A,功耗最大3.22W。

整体测试下来表现良好,得益于灯珠的离散布局,散热理想,长时间使用都不会出现局部过热情况,满足大多数使用场景,使用10000mAh充电宝供电,在最大亮度下理论可以持续照明15小时左右,最低亮度理论可以持续照明高达125小时。
值得注意的是,电流跟所选灯珠和电源质量关系很大,使用电脑USB供电双色开最大亮度情况下,电源电压会被拉低至4.76V左右(实际使用不建议采用电脑供电,电流过大可能会烧毁电脑USB口),进而功耗也会相对降低。以上测试结果仅供参考。

微信图片_20241014011631.jpg
微信图片_20241014011738.jpg
图4:双色同时点亮最低亮度及功耗

微信图片_20241014012644.jpg
图5:双色同时点亮最高亮度及功耗

微信图片_20241014013011.jpg

图6:适配器供电双色同时点亮最大电流及功耗

后记

本次设计也只是提供一个设计思路和方案,仍有很多不够完善的地方,距离实用仍有一定距离。小伙伴们可以根据需要添加电池和充电电路以备不时之需,使用时建议添加均光板使光线更加柔和护眼。
最后感谢你能看到这里,祝你今天愉快!

设计图

原理图
PCB

BOM

IDNameDesignatorFootprintQuantity
110uFC1C08051
2100nFC2C08051
310nFC3C08051
4HX TYPE-C 6PIN DTCN3TYPE-C-SMD_TYPE-C-31-M-161
528353V60MA6500K_WhiteLED1,LED3,LED5,LED7,LED9,LED11LED-SMD_L3.5-W2.8_28353V60MA6500K6

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