在購物網(wǎng)站閑逛，發(fā)現(xiàn)有這樣一款LED燈，通過感應(yīng)手勢進行控制：
控制過程見以下三張gif動圖。（動圖稍微有點大，請耐心等待加載）
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（識別感應(yīng)區(qū)）其實就是一組紅外對管，一個管發(fā)射，一個管接收：
側(cè)面還有實體開關(guān)，用來切換功能模式。以及一個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、紅外對管實現(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、有實體按鍵，分三擋，對應(yīng)三種模式：
①“OFF關(guān)閉模式”，強制關(guān)燈。
②“ON常亮模式”，強制開燈。
③“AUTO感應(yīng)模式”，啟用紅外對管手勢感應(yīng)進行控制。
二、思考一下
作為一名電子工程師，尤其是電子愛好者，會禁不住去想：“這個產(chǎn)品的功能是怎樣實現(xiàn)的？”
然后快速在腦海中嘗試設(shè)想出一個解決方案。
其實在掌握了基礎(chǔ)的電子電路后，設(shè)計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
這次的設(shè)計，用到兩個基礎(chǔ)電路，可以看這兩篇文章：
1、《三色調(diào)光LED臺燈電路》(點擊閱讀)
2、《紅外線靠近檢測電路》(點擊閱讀)
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《三色調(diào)光LED臺燈電路》：
MCU單片機的GPIO1、GPIO2、GPIO3配置為輸入，并使能啟用內(nèi)部上拉電阻，以檢測撥動開關(guān)SW1撥到哪個模式。
2、紅外對管檢測手勢部分，出自《紅外線靠近檢測電路》：
紅外對管檢測到的信號，通過電壓比較器U2的1腳輸出到MCU單片機的GPIO4。
GPIO4要配置為輸入，并使能啟用內(nèi)部上拉電阻，平時GPIO4為高電平。
當GPIO4檢測到低電平時，說明紅外對管在檢測距離內(nèi)被遮擋。
被遮擋的時間就是低電平的時間，MCU單片機根據(jù)低電平的時間來決定是執(zhí)行開機、關(guān)機，還是切換光色。
可以調(diào)節(jié)滑動變阻器R3來調(diào)整檢測距離的遠近。
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布線情況進行調(diào)整，以最終實物調(diào)試的效果為準。
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，是錯誤的。
不用會導(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、實踐驗證
實踐是檢驗真理的唯一標準，電路圖設(shè)計出來后，還要實際做出實物來調(diào)試驗證。
如果只是想把功能實現(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)計一款通過紅外對管進行手勢識別控制的LED燈，說明積累了各種基礎(chǔ)電路后，設(shè)計電路就像搭積木一樣，非常簡單。
不過這也是一門講究經(jīng)驗的學(xué)問，老工程師就比較吃香。在電路設(shè)計精進的路上，“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！
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