【OneShot】LED large light bulb

项目说明：
       在今年的二月份，我玩了一款游戏-OneShot。在游戏中主角Niko手持的大灯泡深深吸引了我。于是我决定利用自己的课余时间，制作一款与游戏中的大灯泡相仿的作品。经过数月的不断寻找、验证方案，终于制作出一款令我相当满意的大灯泡。我希望这款大灯泡能够带给大家带来喜悦和惊喜。
应用场景：家用照明、工艺品。
功能介绍：触摸/接近（灯球）感应、触摸（灯尾）无极调光、Type-C充电。
该作品已登上2023年第六期《无线电》杂志，感兴趣的朋友可以在开源平台积分兑换该杂志。
 截止至2023年7月7日，我更新了第二代的LED大灯泡主板，第二代主板更适合DIY制作。
该产品成品已在闲鱼和B站工房出售。感兴趣的朋友们可以搜索LED大灯泡即可找到该商品。
开源协议：GPL-3.0
设计方案：
    本作品具备实用性、个性化、便携性、节能环保等优点。制作原理简单易懂，适合个人DIY。
    本作品采用3.7V聚合物锂离子电池供电、TP4056锂离子充电管理芯片充电。
    本作品有两种功能，可接近感应和触摸感应，通过拨动开关可选择两种亮灯感应方式：
    *A-微波雷达触摸/接近感应：通过触碰或接近灯球即可点亮灯泡。（灯泡亮度为最大亮度）
    *B-无极调光触摸感应：通过触碰灯尾指定位置，即可点亮灯泡，再次触碰可以调节灯泡亮度。
 
作品选材：
1.透明外壳：灯球外壳是定制产品，需找厂家定制。
2.灯丝：灯丝采用柔性LED灯丝，该灯丝也是最近几年开始产的，采用了特殊工艺成型。灯珠排布较为密集，与普通LED灯带作比较，柔性LED灯丝发光均匀，灯丝直径小。适合该作品灯丝的制作。
灯丝由两根300mm长的柔性LED灯丝、不锈钢钢丝、热缩管、漆包线制成。加工难度稍微大，两根灯丝是并联的；这边不建议用串联，因为这样做，驱动主板需要升压模块。
3.灯尾外壳：灯尾外壳由光固化打印成型，需要用到黑色丙烯涂料、电镀自喷漆、光油保护漆、进行染色和保护。
4.灯丝固定件：该模型对耗材的柔韧性和刚性有一定要求。尽可能使用FDM打印成型。可以用PLA、ABS等材料打印。
5.感应模块：感应模块采用海凌科的HLK-LD102    10GHz 雷达感应模块，该模块感知距离小，通过上位机可自定义感知参数以及工作方式。
6.无极调光模块：芯片采用融和生产的RH6618A芯片、该芯片还自带触摸感应。
 
设计原理：
1.     无极调光：采用单通道触控型IC-RH6618。该芯片相比于SGL8022W，RH6618的PWM频率更高，调光更为丝滑，有效改善了频闪问题。
 
 
       RH6618A通过人体触摸TCH管脚来实现触摸调光，芯片工作时，POUT管脚输出PWM信号，该管脚连接NMOS管栅极以驱动较大电流的LED软灯丝。
通过控制模式配置管脚（MOD1、MOD2）的高低电平来改变无极调光工作模式。MOD1、MOD2默认为高电平。配置高电平时直接接电源正极，也可直接将该管脚悬空，配置低电平将该模式配位管脚接地。其中TCH为触摸感应管脚，触摸铜箔即可实现感应，可将铜箔贴到非金属薄片上实现触摸感应。
 
图中BAT和B+均为电源正极，为了切换模式（触摸无极调光和雷达感应），而将他们分开来，在完整电路中，B+是开关第三档正极输出。
 
以下是RH6618数据手册中 输出模式配置表：
 
 
以NO.2为例，我们将模式配位管脚MOD1接地 MOD2悬空或接电源正极（VDD）即可配置模式为不带亮度记忆渐明渐暗的无极调光功能。
 
2.     锂电池充电管理：采用TP4056锂电池充电管理芯片。该芯片成本低、性能优良、运用广泛。
接入5V电源，当LED1亮灯时，表明电池正在充电。当LED2亮灯时，即为电池已充满电。其中，BAT接锂电池正极。
 
 
我们可以改变PROG管脚旁边的电阻（R8）阻值来限制电源管理芯片充电的电流：RPROG =1200/IBAT（误差±10%）
例如:RPROG=1200Ω IBAT=1000mA ； RPROG=2400Ω IBAT=500mA  ；RPROG=12000Ω IBAT=100mA 。
 
 
微波雷达模块：
    该模块采用HLK-LD102 10G微波雷达模块。基于多普勒雷达原理，可实现对运动和微动的检测。该产品可支持修改感知参数。
    在海凌科官网下载该产品固件后将雷达模块通过USB转TTL模块连接电脑，即可修改雷达模块的感知参数。
    在这里，我们通过手触碰或接近灯球来触发雷达模块。我修改了控制模式：3（条件触发后灯逐渐变亮，再次触发后渐灭。）；封锁时间：2000（在触发后2000ms内无法再次触发。防止了短时间重复触发。）；阈值：500（阈值越小，触发越灵敏。）距离：255（值越大感知范围越大，最大值为255。）
 
 
 
制作过程：
1.需要准备：LED大灯泡主板、铜箔胶带、USB转TTL模块、串口转接小板、ZH1.5mm-2pin排线、ZH1.5mm-5pin排线、杜邦母头线、绕制好的半成品灯丝、雷达模块、103030聚合物锂电池、灯尾外壳、灯丝固定件、定制大灯球外壳。
 
 
 
 
2.灯丝的绕制：所需材料为柔性LED灯丝、热缩管、不锈钢钢丝、漆包线、二甲基硅油。 右图为LED灯丝与漆包线的焊接，灯丝以并联方式连接。管脚可以是正极也可以是负极，反正最后都是一样接的。
二甲基硅油用于套热缩管时润滑。至于套管该怎么弄，就得靠自己琢磨了。热缩管套灯丝后，在两端加热热缩就行了，不需要整体加热，因为这样可能会导致后期灯丝损坏几率。
 
 
 
 
 
 
 
3.雷达模块与排线焊接：如图，将ZH1.5mm-5pin排针焊接到雷达模块上，雷达模块太长，需要剪短一半部分，在不影响焊接的情况下减掉模块两边的PCB板。
   雷达模块上的丝印定义：V为VCC、G为GND、O为OUT、RB1为RX、RB0为TX。
 
 
 
4.组装：在灯丝固定件上装上雷达模块，并打上热熔胶固定，等待热熔胶凝固后。将半成品灯丝穿过灯丝固定件。再用钳子将半成品灯丝的钢丝夹弯以增加热熔胶接触面积。然后在钢丝和灯丝固定件上打上热熔胶。等待热熔胶凝固后，再用烙铁焊接灯丝中的漆包线和ZH1.5mm-2pin排线，注意焊接时应用3V电源测试灯丝的正负极。
 
 
 
 
 
 
5.将配件连接好主板，进行测试。
 
6.测试功能和硬件无缺失后，将灯丝塞入灯球，用手指微调灯丝形状。注意！此过程会比较难，而且容易损坏灯丝！
 
 
7.给主板背面打上热熔胶，趁热熔胶未凝固时，将主板和外壳固定在一起。  在灯尾外壳内壁贴铜箔，然后将主板中连接TCH管脚导线焊接至铜箔。
 
 
 
 
8.连接配件，拧外壳时，避免导线在内螺纹上，建议用胶带将导线全部绑在一起，拧之前，还需要反方向旋转一周，这样可以避免电线拧多一圈导致断路。
注意！此过程容易损坏导线和其他部件，请谨慎操作！
 
 
 
 
 
 
 
实物展示：
 
 
 
设计注意事项：
       在设计电路时，我们应该将所有电容放置在对应的IC附近，以便更好地发挥其作用。对于无极调光IC，应尽可能避免在其附近铺铜，特别是TCH管脚。此外，我们需要保持周围走线与TCH线路的距离。避免对无极调光IC产生不利干扰。
      本作品DIY难度稍微大，灯丝在安装过程中容易断裂，造成不可逆的损失。
 
其他：
关于雷达模块，可以在海凌科官网下载上位机和使用说明，门槛也是相对较低的，模块配置很简单。
 
灯泡外壳是定制的产品。手工DIY的话可以购买透明亚克力球。
 
该制作详细教程也可以在哔哩哔哩可查看。作者名与开源平台账号名一致。
 
最后，由于本人是高中生，学业比较繁忙，更新和回复可能会慢些，请谅解。