去年双11还是双12的在淘宝用优惠卷撸了一个数字温湿度计 模样精度什么的还算凑活,就是屏幕可视角度很差又没有背光功能,白天或晚上看清数字很费劲,夜间想看个时间用手电照着看着都费劲,面板反光,于是想给它添加led背光功能,改善可视效果,但是对于这种低功耗的东西添加背光功能耗电量实在是伤不起,于是萌生了加入“智能”背光功能,暂且这么叫吧,其实也算不上智能只是实现按需点亮背光,节约电力的目的,想了很多方案,红外光探测和摄像头探测。 以上以上两种 第一种只能实现感应移动物体点亮背光,不能分辨人体或物体效果不好,摄像头探测需要单片机套件和摄像头体积和功耗也不行还必须正对着温度计,于是想到热释电红外传感器和微波传感器,微波传感器功耗较大能勉强用但也不能分辨人或物,最后的热释电生物传感器功耗极低几十ua 覆盖面广,能分辨移动物体或人,于是最终选择红外传感加光控背光方案(光控背光类似于手机背光灯,可以根据环境亮度自动调节背光亮度,实现能耗和可视效果的均衡)下面开始 预计5层楼 下面外观 这张图是商家宣传图 实际显示效果并没有这么好 ![]() 背面 外面还有一个温度探头 用于室外温度的测量 ![]() 有个支架可以立在桌面 ![]() 拆开看看 内部很简单 块小板子 下面那两个弹片按键是复位和温度单位切换 ![]() 左面的白线是外部温度探头引线 中间的臭油块 白色陶瓷是湿度传感器 玻璃封装的是室内温度探头 ![]() 离近看看 贴片三级管是 呜鸣器驱动 ![]() 呜鸣器和晶振 ![]() 液晶 导电压条 按键 ![]() 液晶 背面的反光纸不透光要加背光必须揭掉 ![]() 揭下来后 ![]() ![]() 揭下后底偏光上一层牢固的胶,平时处理这个很容易,无水乙醇擦就可以了,这回这个费了劲了,任凭你擦还是泡纹丝不动 胶太厚了,最后无奈羊毛轮加乙醇磨 20分钟才完全去除 ,效果是这样的。 ![]() 然后找了一台旧手机4.7寸的背光模组,宽度正好,有点长 很薄 ![]() 需要剪掉一些 里面包含底反光膜 漫反板 增亮膜 均光膜 ![]() 裁好后 左面的排线是led供电 里面10颗led串联 这个是麻烦事,最少30v左右的高压才能驱动 找了一台旧手机 一个六脚的专用 驱动芯片 通过测量分析电路原理已经画出来了 但是只能驱动19v以下 串联背光模组,超过就保护,并且芯片内部决定不可改变,这块屏的板子是好的,我不想破环 只好另 寻他路。 ![]() 楼下继续。。。图片较多请耐心等待
[ 此帖被qrut在2017-01-21 23:19重新编辑 ]
裁好背光模组贴到液晶背面 ![]() 由于增加背光耗电量大幅提升,需要改装锂电供电 4056的充电板 现成的很便宜 侧面开槽 以便放入usb接口 ![]() 这面也需要 ![]() 剪一块这个 ![]() 粘里面 ![]() 开槽部位 中段再开条缝 以便能嵌入micro usb 接口使其合上后盖后可以夹紧接口防止松动 ![]() 充电板 磨掉一些 ![]() 双面胶贴好 ![]() 由于锂电供电了 还需要一路4v转1.5v的电源 手底下找遍各种板子 就没能找到 一个合适的低功耗稳压ic 常规的三端稳压是不行的, 静态功耗ma级 对于这个 工作电流只有16ua的温度计来说 耗电太大了,又没有 类似6206a之类的 低功耗降压ic 静态电流只有8ua左右 不能为了这1毛钱的ic花10元的邮费,翻遍天找到 块儿旧手机板子 发现三颗5脚线性稳压ic 资料查不到 实测 找出管脚定义 如图 这类5脚稳压ic 管脚功能多数 这类排列 红色箭头是 en使能端的下拉电阻 通过测量为10k 推导出 使能端的输入电阻在k级别就可以了 ![]() ![]() 这张图是me6219的数据表,类似的5脚稳压ic 压差750mv 通态静态功耗65ua 和6206的8ua没法比 但也比较低了 关断状态只有0.2ua 但是我要求它一直工作着 所以无意义 我主板拆的这个5脚 性能是优于这个的 后面会说 ![]() 找个地方焊好 ![]() 飞线的就是 就地取材 电阻用了一颗2.2k的 实测en脚电流紧0.2ua 和上表儿6219一样 但通态静态功耗是25ua 比me6219 要低 压差只要不到0.1v就行 ![]() 插充电器测测电压 ![]() 很精确 25ua+16ua的温度计功耗 耗电已经41ua了虽然不大 但是我想把背光没有点亮状态的静态电流控制在100ua以内 对后面的传感器 升压板 什么的提出了要求 ![]() 楼下继续。。。 1.5v供电和充电板ok了 需要 改造升压板了 3608芯片的升压板 最大电流2a 30v 放这里有点大材小用 不过也没别的办法 手底下原件资源有限 ![]() 6脚的芯片 带控制脚 就是第四脚 ![]() #p#分页标题#e#箭头所指 被直接拉高在高电平 处于一直工作状态 电流很大,为降低功耗 必须割断 引出控制脚来 连接到感应板输出 ![]() 拆下割断 ![]() 割断还是一直输出 加个下拉电阻 ![]() 再测无输出了 接线测试一下 受控 不过还没来及高兴 发现停机状态的静态功耗竟然有40ua 这可不行 没干活耗40ua 开玩笑吗 ![]() 查数据表 发现en 0v时的静态功耗才0.1-1ua 我的怎么这么大 ![]() 分析典型应用电路图 发现 虽然芯片停机状态功耗极低 但红框内的两个取样电阻是造成耗电的元凶, 那个蓝色的电位器100k的阻值 看看公式30v 时它阻值整在100k已经是取样电路最小的功耗状态, 实际是相当小,但是对于这种低功耗的应用场合取样电阻造成的功耗都必须要考虑的,于是另寻他路 ![]() ![]() 选择外接mos 管做开关器件,又是一通找 愣是没找到个合适的贴片 n沟道场管 我的大部分废板子都没放在手底下 最后想到 保护板上的8205 共漏双mos 以下是参数 再合适不过了,我用的6脚的 只用1 2 6 脚 另一颗空着不用 ![]() 这个图是感应板 数据表里的一个图 拿来大概用一下 左面是感应板 out是输出 高电平 三极管导通使负载工作,把三极管换成 mos就是我想要的,为什么非用mos 为的高输入阻抗 的低导通内阻 三极管的be结 驱动电流太大不适合低功耗场合,场管的gs驱动 电流几乎为0 导通压降几乎为0 (升压板工作在ma级的负载) ![]() 于是复原电路 就地取材 割一小块空焊盘 用来放置 mos管 ![]() 焊好 再测非工作状态的功耗从40ua降到0 ![]() 改好双面胶贴好 准备安装 ![]() 楼下继续。。。。 然后是感应板 5元包邮很便宜 外观有点大 后面会缩减体积 ![]() 背面的菲涅尔透镜 这个体积太大了必须拿掉 对探测角度和灵敏度有一定影响 但是我只要求3米范围即可 所以影响不大 ![]() 下面是找的英文说明 不知道为什么是英文的 这玩意儿原版到底是哪里?左面电位器是延时时间 (感应后开启一段时间关闭) 右面的是感应灵敏度调节 跳线 接低电平为不重复检测 高电平为重复检测 (就是高电平时检测到人体活动开启后如果一直移动状态板子就一直开启并从你不移动以后计算延迟时间) 低电平反之 红框里是光敏电阻预留,就是是否晚上才干活,我要求全天干活所以不接 篮框是我标记的 温度补偿 下面会说 三个黄线 vcc out end 最底下两段红色英文 1 大概意思是灵敏度调节 支持3-7m 2 2 延迟时间 0.5到300s ![]() 反面的探头 红框对应上图 篮框 温度补偿预留 并联在r7 6.8k电阻上 ![]() 下图红框的电阻是运放的输出负反馈环路里面的一只电阻 r7 改变阻值可以改变放大器增益 从而改变探测灵敏度,这个阻值为6.8k 从阻值可以看出只是微调 由于感应探头受温度变化灵敏度会发生一些变化 夏天较低 于是弄个热敏电阻并在这里 当环境温度改变 时改变反馈环路负反馈电阻阻值从而改变运放增益调节灵敏度用于补偿作用,这个原图没有解释 测量找到的此电阻 我主要室内 使用 温度变化不大 不需要这个 蓝框是封锁时间引脚电阻 我改到了1秒 ![]() 下面的7133 稳压ic 就是板子上的那个贴片稳压管 看看这个静态功耗 极低只有2-4ua 最低压差才100mv 可惜没1.5v的 不然用在前面的1.5v供电甚好 ![]() 由于这块板子太高 所以必须做瘦身 改动如下 薄了一半 可以用了 上面有个二级管防反接用的 由于锂电供电 电压只有3-4 v 这个二级管的压降必须考虑了 去掉可以保证最低工作电压在3.35v左右(实际再低也是可以的只是灵敏度会下降) ![]() 探头拆掉 接好线 ![]() 背面全部重新焊接 并且磨薄 便于安装 ![]() 贴双面胶待装 ![]() 下面是自己画的一个简单的光控电路 用于 控制背光亮度 强光变亮 增加清晰度 晚上弱光变暗 rl是光敏电阻 亮阻最大2.3k 暗阻2-3兆 100k是探头限流电阻 不然探头会发热 rp1 2k电位器 调节光控灵敏度 调节2k电位器使三极管处于微导通状态 但光照热敏电阻阻值变小三极管开始导通led点亮,随光强增大rl阻值变小 be电流加大ce电流随之加大led变得更亮,22uf电容(最终使用的是33uf)利用电容两端电压不能突变原理使bc结 电压有个线性变化过程 使得亮度调节不至于那么唐突,有个渐变过程,类似于手机背光控制,rp2 5k电位器 用于 提供一个最低电流,调节电位器输出一个最小电流,由于光敏电阻的动态范围很大,最低亮度有可能三级管不足以导通 所以这个rp2 就提供一个预制电流 使得夜间全黑时开启背光会保持一个最低亮度我设定到2ma 最大为6ma 也就是背光 电流在2-6ma范围变化。 ![]() 手绘了块小板子 ![]() 三氯化铁 泡 毛笔搅动 放热水碗里热着搅 很小瓶盖即可 几分钟就可以了 ![]() 捞出 比较粗糙 手工就这意思 ![]() 焊盘记号笔画好阻挡 这层和阻焊油有一定反应可以延缓固化时间 也可以使阻焊油与铜箔隔离便于清洗 ![]() 楼下继续。。。 手机高透膜也画好遮盖点 和刚才的配合 因为记号笔的遮光效果有限,单用一种方法效果不好,必须两者合用 #p#分页标题#e#如果激光打印热转印的碳粉单独这样就可以了 对齐就好 ![]() 用了点蓝油在下面 贴好 ![]() 老灯碎了 新买一个试试效果 要不我才懒得做这块小板子 ![]() 36w 四根灯管 千万别照过劲儿。。。不然。。。。 ![]() 固化了拿出来 酒精擦掉被阻挡蓝油 小刀修整一下 ![]() 镀锡 ![]() 焊件儿 那个电池座 拆时有点变形,为了保全我那块板子选择聚酰亚胺遮盖直接吹它 由于板子大面积覆铜吸热严重,导致有点变形 如果保它后面吹可以完全无损 ,不过不影响使用,我不会为了你伤害我的板子。 ![]() 就几个原件但密度较高较狭小 电池座占了一半面积 留给光控电路的更小了 ![]() 光控板做完了 一个铣刀 用来给探头开槽 ![]() 铣成这样 ![]() 照一下看看厚度 ![]() 开孔 ![]() 环氧胶粘好 ![]() 升压板特写 ![]() 光控板 ![]() 楼下继续。。。。 1.5v供电 ![]() 感应板 ![]() 全景 静态电流(背光不点亮)最终整个温度计电流只有75ua 达到100ua以内目标 理论2000mah电池可以连续工作3年多 背光点亮情况就无法估计了 半年我就认头。 ![]() 前面板传感器孔 可以看到红外传感器 这个分 单元 双元 四元 和全方位 这里用的是普通双元的 ab元感应到生物移动产生 误差电流输出到放大器 ,对非移动人体不敏感 这正是我要的效果 不然一直亮着那还了得,为故意45度放置探头 为了照顾 垂直面灵敏度。 最后(要不要再加个防尘透明镜片呢?) ![]() 本来想加充电导光柱的 大家看看 没必要了吧 ![]() 充电电流1a ![]() 最终成品 没亮灯时 很low ![]() 背光点亮 是不是好很多 ![]() 最后放到桌子上 可以实现3m内有人接近自动点亮背光 10秒后熄灭 屋内有人只要不大幅度动作 不会点亮背光 夜间或白天 冲温度计方向挥挥手背光就会亮起,且亮度自动调节。 好了终于编辑完了,此帖结束欢迎留下你的看法。。。。 (责任编辑:admin) |