触摸无极可调灯光画

更新日志

2024.7.6 —— 开源工程首次发布

2024.7.12——更正触摸电路调光电路部分TOUCH引脚的原理（学习了一些触摸电路的原理，觉得触摸电路应该都类似，所以做出改动，原来的想法用删除线标记了，如有不对请指出，大家一起交流）

2025.2.7——对@zhajiang大佬提出的问题“调光时灯光一闪一闪”做出了初步调试，更新了V1.1版本的PCB。新版的PCB将触摸按键下方的元件移开，保证下方空旷，同时对电感下方做了禁止操作。如果不改动元器件，新版的PCB虽然会比旧版的PCB好一些，但是仍然存在这个问题，通过修改元器件值可以避免这个问题，具体可以看下方“LED驱动电路”的补充说明。除此以外，在开源平台发现了一位大佬的雪花灯（（彩色丝印） 触摸无极调光雪花灯 - 立创开源硬件平台），用更简洁的电路实现了此功能，并且不会出现这个问题，后续也会尝试参考进行更新一版的PCB设计。

项目说明

开始本项目的初衷就是为了学习锂电池充电电路的设计和自己做着玩，所以参考了已有灯光画开源项目，原理图参考了“你好哇~”大佬的“灯光画（触摸亮度可调）”，灯光画的具体绘制细节参考了“qazwsx1987”大佬的“PCB板灯光画（可行性验证）”，感谢各位开源的大佬们！

全部电阻电容采用0603封装，使用加热台进行焊接，实测可用

（2025.2.7补充）感谢@zhajiang大佬提出问题！

项目简介

使用Type-C接口对锂电池进行充电（有充电指示灯），通过触摸指定位置可以打开/关闭LED，长按指定位置可以实现LED亮度调节

项目具体细节

1.Type-C电源输入电路

因为不需要任何数据传输功能，选用了之前3月示波器训练营用剩下的2P的Type-C进行供电，直插件，焊接简单，但是会在正面留下几个洞，对美观度要求较高可以换成贴片件，应该没有问题

2.TP4056锂电池充电电路

参考TP4056数据手册进行绘制，选用红色LED作为正在充电的指示灯，绿色LED作为充电完成的指示灯

其中红色方框框起来的这个元件是我自己画的一个元件，单纯是为了让锂电池能够被焊接在电路板上，具体封装如下（简单的两个焊盘）：

3.电源切换电路

在插上Type-C时，PMOS断开，使用Type-C给LED供电；否则PMOS导通，使用电池供电（电路参考“你好哇~”大佬的“灯光画（触摸亮度可调）”）

4.触摸调光电路

电路参考数据手册，其中TOUCH引脚需要拉出一根导线并且填充一片区域，外部为GND网络，实测在这样在按下这片区域时，因为人体使TOUCH和GND导通，TOUCH引脚就会变为低电平，其中TOUCH引脚检测是通过按压时会改变电容值（电路表面有阻焊层，应该是不能直接将引脚电位拉低到低电平的），SGL8022W芯片内部可能集成了一个电容（固定值），外部电容发生变化时会改变分压，通过检测分压的不同实现检测是否按下触摸部分，具体PCB绘制如图绿色部分（看不清的可以进工程里面看）：

5.LED驱动电路

电路参考数据手册，其中对于1脚和6脚之间的电感选型，数据手册中有DCR和饱和电流的要求，只要满足要求应该都可以替换使用，此处因为之前有1040的功率电感存货，而且也符合数据手册要求，就选了它，但是个人认为它的体积在这里有些过大，如果有更好的小体积电感可能会让PCB更加美观

（2025.2.7补充）原来的PCB存在调光时出现一闪一闪的情况，使用示波器测试之后，发现亮度越高，电压纹波越大，频率越低，当达到一个阈值时，导致LED处于通断反复切换的状态，被人眼所察觉。修改此处的电流编程电阻R8可以避免这个问题，注意是避免，并没有解决。将电流限制在一定范围内，也就是将亮度限制在一定范围内，就可以避免出现过大的纹波。

6.结构部分

在四个角上打了4个M3的孔，本人使用了尼龙螺柱、螺丝、螺母进行加高，透明胶固定锂电池和电池线，让整体变得更加美观（可能吧）

7.灯光画图片、透光的设计

想要实现灯光画的效果，我们需要两张图片——前景图和灯光图（图片来自“qazwsx1987”大佬的“PCB板灯光画（可行性验证）”提供的图片之一，也会把我使用的放在最后的附件里面）

首先把前景图导入，作为顶层丝印层放置

接下来导入灯光图，放置在底层阻焊层，使得透光部分没有底层阻焊，将灯光图复制到顶层，除了透光部分全部进行填充，留下透光部分（注意检查是否与底层无阻焊的部分重叠）

8.PCB走线

本项目的连线基本上都是普通的信号线，没有特别需要注意的地方，注意电源线比信号线稍宽即可

因为包含充电和LED驱动，且PCB空间足够大，选用信号线为15mil，电源线为20mil，也不必全部PCB铺铜，只需部分铺铜即可

元器件

除开常用的电阻电容，均摊下来大约一块板子只需要6-7元

芯片在淘宝上都可以找到，陶瓷LED推荐多买几个（没找到包邮的），它比较脆（做的时候为了掰引脚掰断了几个）

最后

下单时选1mm的板厚，默认是1.6mm，厚了或许透光效果会差一些（没试过不知道）

祝大家都能顺利完成！