通过红外对管进行手势识别控制的LED灯设计

在某电商平台闲逛，发现有这样一款LED灯，通过感应手势进行控制。

控制过程见以下三张gif动图。

1、亮灯状态下，快速扫过即灭灯。

2、灭灯状态下，快速扫过即亮灯。3、开关键(识别感应区)下停顿2秒，切换一次光色。支持白光、暖光、自然光共三种光色。

靠什么感应的?答案是红外线。

开关键(识别感应区)其实就是一组红外对管，一个管发射，一个管接收。

侧面还有实体开关，用来切换功能模式。以及一个USB口，用来给灯供电。

整体功能梳理

梳理一下这款灯的功能，倒不复杂。

总结如下：

1、红外对管实现手势感应，可以开灯、关灯，并支持三种光色切换。

2、供电使用USB电源5V，从USB口接入。

3、有实体按键，分三挡，对应三种模式：

①“OFF关闭模式”，强制关灯。

②“ON常亮模式”，强制开灯。

③“AUTO感应模式”，启用红外对管手势感应进行控制。

思考

作为一名电子工程师，尤其是电子爱好者，会禁不住去想：“这个产品的功能是怎样实现的?”

然后快速在脑海中尝试设想出一个解决方案。

其实在掌握了基础的电子电路后，设计电路就是搭积木而已。

不仅电路解决方案是呼之欲出，各种奇思妙想，更是犹如滔滔江水连绵不绝，又如黄河泛滥一发不可收拾~

开始设计

这次的设计，用到两个基础电路，可以看下这两个图：

1、三色调光LED电路

某电商平台卖爆了的LED台灯，老梁带你分析三色调光LED台灯电路!

2、红外线靠近检测电路

然后把上面文章中讲过的电路拼一拼，搭一搭，解决方案就出来啦!

解决方案分析

1、灯的主控部分

MCU单片机的GPIO1、GPIO2、GPIO3配置为输入，并使能启用内部上拉电阻，以检测拨动开关SW1拨到哪个模式。

2、红外对管手势部分

红外对管检测到的信号，通过电压比较器U2的1脚输出到MCU单片机的GPIO4。

GPIO4要配置为输入，并使能启用内部上拉电阻，平时GPIO4为高电平。当GPIO4检测到低电平时，说明红外对管在检测距离内被遮挡。

被遮挡的时间就是低电平的时间，MCU单片机根据低电平的时间来决定是执行开机、关机，还是切换光色。

可以调节滑动变阻器R3来调整检测距离的远近。

3、电源部分，通过USB接口CN1输入+5V供电。

另外，在“积木”搭建过程中，需根据情况重新调整滤波电容的位置和数量：

①USB接口习惯性使用10uF + 0.1uF的电容组合。

②MCU单片机仅使用1颗0.1uF电容去耦。

③电压比较器也仅使用1颗0.1uF电容去耦。

电容的数量和分布还要具体根据layout布线情况进行调整，以最终实物调试的效果为准。

很多学生不关注滤波电容的使用，要么直接不用，要么随意用很多，是错误的。不用会导致电源噪声大，系统不稳定;用太多不见得性能就好，可能会引起其他问题，且最直接地造成成本上升，cost down是硬件工程师必备的技能。

实践验证

实践是检验真理的唯一标准，电路图设计出来后，还要实际做出实物来调试验证。

如果只是想把功能实现，用来自娱自乐，或者参加电子大赛，那么电路方案只要经过调试验证就差不多了。

如果想把电路方案产品化，那么必须研究同类产品，确保自己的方案是最优的。很有可能自己只是实现了功能，但是却采用了技术复杂、成本昂贵的方案。

文章通过设计一款通过红外对管进行手势识别控制的LED灯，说明积累了各种基础电路后，设计电路就像搭积木一样，非常简单。

不过这也是一门讲究经验的学问，老工程师就比较吃香。

原文标题：手势控制LED灯电路分析，设计电路也可以搭积木!

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　　审核编辑：汤梓红