在某電商平臺(tái)閑逛，發(fā)現(xiàn)有這樣一款LED燈，通過感應(yīng)手勢進(jìn)行控制。
控制過程見以下三張gif動(dòng)圖。（動(dòng)圖稍微有點(diǎn)大，請(qǐng)耐心等待加載）
1、亮燈狀態(tài)下，快速掃過即滅燈：
2、滅燈狀態(tài)下，快速掃過即亮燈：
3、開關(guān)鍵（識(shí)別感應(yīng)區(qū)）下停頓2秒，切換一次光色。支持白光、暖光、自然光共三種光色：
靠什么感應(yīng)的？答案是紅外線。
開關(guān)鍵（識(shí)別感應(yīng)區(qū)）其實(shí)就是一組紅外對(duì)管，一個(gè)管發(fā)射，一個(gè)管接收。
側(cè)面還有實(shí)體開關(guān)，用來切換功能模式。以及一個(gè)USB口，用來給燈供電。
一、整體功能梳理
梳理一下這款燈的功能，倒不復(fù)雜。
總結(jié)如下：
1、紅外對(duì)管實(shí)現(xiàn)手勢感應(yīng)，可以開燈、關(guān)燈，并支持三種光色切換。
2、供電使用USB電源5V，從USB口接入。
3、有實(shí)體按鍵，分三擋，對(duì)應(yīng)三種模式：
①“OFF關(guān)閉模式”，強(qiáng)制關(guān)燈。
②“ON常亮模式”，強(qiáng)制開燈。
③“AUTO感應(yīng)模式”，啟用紅外對(duì)管手勢感應(yīng)進(jìn)行控制。
二、思考一下
作為一名電子工程師，尤其是電子愛好者，會(huì)禁不住去想：“這個(gè)產(chǎn)品的功能是怎樣實(shí)現(xiàn)的？”
然后快速在腦海中嘗試設(shè)想出一個(gè)解決方案。
其實(shí)在掌握了基礎(chǔ)的電子電路后，設(shè)計(jì)電路就是搭積木而已。
不僅電路解決方案是呼之欲出，各種奇思妙想，更是猶如滔滔江水連綿不絕，又如黃河泛濫一發(fā)不可收拾~
三、開始設(shè)計(jì)
這次的設(shè)計(jì)，用到兩個(gè)基礎(chǔ)電路，可以看這兩篇文章：
1、《電路原理分析：三色調(diào)光LED臺(tái)燈》，鏈接：http://www.e-ticket.cn/eestar/article-3909.html
2、《紅外線靠近檢測電路》，鏈接：http://www.e-ticket.cn/eestar/article-3838.html
然后把上面文章中講過的電路拼一拼，搭一搭，解決方案就出來啦！
四、解決方案分析
1、燈的主控部分，出自《電路原理分析：三色調(diào)光LED臺(tái)燈》。
MCU單片機(jī)的GPIO1、GPIO2、GPIO3配置為輸入，并使能啟用內(nèi)部上拉電阻，以檢測撥動(dòng)開關(guān)SW1撥到哪個(gè)模式。
2、紅外對(duì)管檢測手勢部分，出自《紅外線靠近檢測電路》。
紅外對(duì)管檢測到的信號(hào)，通過電壓比較器U2的1腳輸出到MCU單片機(jī)的GPIO4。
GPIO4要配置為輸入，并使能啟用內(nèi)部上拉電阻，平時(shí)GPIO4為高電平。當(dāng)GPIO4檢測到低電平時(shí)，說明紅外對(duì)管在檢測距離內(nèi)被遮擋。
被遮擋的時(shí)間就是低電平的時(shí)間，MCU單片機(jī)根據(jù)低電平的時(shí)間來決定是執(zhí)行開機(jī)、關(guān)機(jī)，還是切換光色。
可以調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R3來調(diào)整檢測距離的遠(yuǎn)近。
3、電源部分，通過USB接口CN1輸入+5V供電。
另外，在“積木”搭建過程中，需根據(jù)情況重新調(diào)整濾波電容的位置和數(shù)量：
①USB接口習(xí)慣性使用10uF + 0.1uF的電容組合。
②MCU單片機(jī)僅使用1顆0.1uF電容去耦。
③電壓比較器也僅使用1顆0.1uF電容去耦。
電容的數(shù)量和分布還要具體根據(jù)layout布線情況進(jìn)行調(diào)整，以最終實(shí)物調(diào)試的效果為準(zhǔn)。
很多學(xué)生不關(guān)注濾波電容的使用，要么直接不用，要么隨意用很多，是錯(cuò)誤的。不用會(huì)導(dǎo)致電源噪聲大，系統(tǒng)不穩(wěn)定；用太多不見得性能就好，可能會(huì)引起其他問題，且最直接地造成成本上升，cost down是硬件工程師必備的技能。
五、實(shí)踐驗(yàn)證
實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，電路圖設(shè)計(jì)出來后，還要實(shí)際做出實(shí)物來調(diào)試驗(yàn)證。
如果只是想把功能實(shí)現(xiàn)，用來自娛自樂，或者參加電子大賽，那么電路方案只要經(jīng)過調(diào)試驗(yàn)證就差不多了。
如果想把電路方案產(chǎn)品化，那么必須研究同類產(chǎn)品，確保自己的方案是最優(yōu)的。很有可能自己只是實(shí)現(xiàn)了功能，但是卻采用了技術(shù)復(fù)雜、成本昂貴的方案。
六、總結(jié)
文章通過設(shè)計(jì)一款通過紅外對(duì)管進(jìn)行手勢識(shí)別控制的LED燈，說明積累了各種基礎(chǔ)電路后，設(shè)計(jì)電路就像搭積木一樣，非常簡單。
不過這也是一門講究經(jīng)驗(yàn)的學(xué)問，老工程師就比較吃香。在電路設(shè)計(jì)精進(jìn)的路上，“電路啊”愿與你一起努力。
最后，關(guān)于電路的學(xué)習(xí)，希望大家，enjoy！