8毛钱的USB小灯，要不要做的这么极致？

电子爱好者对于LED似乎有一种特别的情感，亲手将一个个彩灯做出了千百种玩法却仍然乐此不疲。而极客对于元器件极限的挖掘似乎是永无止境的，那么普普通通的LED和平时常用的USB又能擦出怎样的火花呢？...

导语

电子爱好者对于LED似乎有一种特别的情感，亲手将一个个彩灯做出了千百种玩法却仍然乐此不疲。而极客对于元器件极限的挖掘似乎是永无止境的，那么普普通通的LED和平时常用的USB又能擦出怎样的火花呢？在本文中会让我们看到一位追求极致与完美的电子爱好者，希望会对我们的学习有所帮助。记得读书时代时在电脑城见过一些USB接口照明灯，使用在笔记本上照亮键盘。挺实用的。那时好奇于一个USB口居然能点亮十来颗普通LED，并具有良好的亮度，后来明白有DC-DC升压和LED专用恒流芯片这么回事。事隔几年，兴趣又起，觉得夜间使用笔记本还是需要一款键盘照明灯，于是在网上找了找带金属软管的键盘灯，如图1所示。就在准备选购时，意外发现另一款USB型小照明灯，如图2所示。然后全网淘淘，发现这小玩意品种还不少，五花八门。普通的电阻限流式、强大的触摸式、还有带光控应用的，还利用PCB电路板替代了USB公头座。于是便有了自己设计制作的念头。第一款完全是仿制当时网上流行的设计方案。当时只是好玩，同时所处工作环境有现成的制板设备，在工作之余可以玩一玩。因为制板设备制作单面板的速度快，所用板材厚度1.6mm。不具备利用PCB代替USB接口座元件的条件，只能使用一个USB公头座，而LED也是手头有的5050封装正白光管。这一版共设计了4个灯，分两组，电路如图3所示，实际一个5050封装的LED内部有3颗发光管，也就是说一组就有6个LED并联的，因此工作起来电流也不会小。

限流电阻采用的是12Ω的1206封装的，当焊接完后，工作一小会儿就发现两个限流电阻的热量比较大，长时间工作，4个LED也发热，于是考虑加大限流电阻，虽发热量得以缓减，但损失了发光效率，亮度也下降不少。这种普通的限流工作方式，电路精简，成本低，但不可忽视的是，LED长时间工作后，其寿命会受到很大的影响。普通版实物如图4所示。正因为这些缺点，笔者才决定进行改进。当然，在网上还看到其他改进方案，比如为USB小灯板增加铝模，为LED散热。这不是我希望的改进方法。

笔者在2014年01期《无线电》杂志上曾刊登过一篇《做款稳定的远距离红外感应模块》的文章，文章中介绍了一种使用STC15F104E单片机检测红外反射式传感器信号的模块，笔者将这个模块内部的程序进行了修改，利用红外光反射原理检测外部是否有触发信号，用这个信号来调节USB移动照明小灯的亮度和开关。既然使用了单片机芯片，必然调光少不了PWM的应用，PWM利用占空比间隙，调节LED亮度。采用N-MOS管驱动两组5050封装正白光LED，PWM就像人的心脏一样，可以让LED工作一会儿，再休息一会儿，这样，限流电阻和发光管的发热量可以减小不少，LED的亮度还能调节。

亮度的调节方式是，在感应模块前方短时间有物体时，可以循环调节亮度，而长时间有物体时就打开整个照明小灯，同时调节好的亮度还具有掉电记忆保存功能。调光版实物如图5所示。虽然在LED的寿命上有改进的优势，但使用起来感觉还是不大方便，而最大的问题就是使用了一片单片机再加上传感器，成本不算小。这也不是我的目标，因此继续改进，保证LED寿命的同时，将制作成本降下来。如果降低成本，去除单片机，又怎么保证LED的寿命问题呢？使用LED专用的恒流芯片吗？这似乎达不到降低成本的要求。后来，我想到了射极负反馈电路。我查阅了5050封装LED的最大工作电流，4个5050封装的LED并联后，能吸取的最大电流可达350mA以上，而这个电流值发出的热量也能接受。

本版本由于电流的一致性，因此在LED的选型上笔者又增加了一款1W功率的应用，但是否存在散热的问题呢？经过实际验证，5050封装的4个LED并联款和1W功率款长时间工作，两款均有发热，但设计在小板上的小区域铜皮足以在长时间的工作情况下散热，而本身存在的热量并不影响工作特性。反馈保护版的实物电路如图8所示。改进至此，笔者的想法又更近了一步，想设计为智能型的小装备。这一版的设计，笔者抛弃了单片机。在不使用单片机的情况下，需要完成声效的检测，还要判断光线强弱，并且控制USB移动照明小灯。您想到将会使用什么芯片吗？答案是NE555，这款经典而又实惠的小芯片带来的功能却是很强大的。为了让声效和光控可以独立工作，笔者又不得不在设计中增加跳选开关。这样一来，USB移动照明小灯的最后功能有：普通灯应用、声控延时灯应用、光控灯应用、声效光控延时灯应用。总有一款是对您有所需要吧，声效光控版电路图如图7所示。声效光控版的实物似乎显得不够迷你，关键是咪头占用位置，光敏电阻太大。当然咪头可以选择手机内置的小号贴片式的，而光敏电阻市场上也有0805封装的贴片式，这样将硬件修改后，声效光控版USB移动照明小灯的外观只余下跳选开关的设计还不太适当了。对于USB移动照明小灯，如今市场上大同小异，大部分都是在外观上进行变换来吸引人们眼球的。当然也有在功能上下功夫的，笔者见过一款使用5050封装的RGB全彩灯，配上一红外遥控器，可以对这个小灯进行炫彩遥控，这必然会使用到单片机控制。一个小小的USB移动照明小灯，通过创意，也能玩出无尽的花样。

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