Описание проекта

Многофункциональный кемпинговый фонарь — это и подсветка настроения, и обычный источник света. Собран на связке IP5328P + STM32 + WS2812 + BLE и дарит тёплое свечение по ночам.

Ночной светлячок греет теплом — я так и называю его «светлячком» в надежде, что каждую ночь он будет дарить капельку тепла своим свечением.

Как повторить проект

В проекте много плат, 3D-деталей и крепежа, поэтому сборка непростая. В открытых материалах возможны пропуски; при необходимости позже выйдет поясняющее видео. Если есть вопросы — оставляйте комментарии к проекту или заходите в чат QQ, лучше не писать в личные сообщения (легко потерять).

Чат QQ: 1016193632

Мой канал на Bilibili: @何电工

Видео по проекту и последующие ролики выходят на моём канале Bilibili. Спасибо за внимание!

Описание проекта длинное. Если вам нужна только справка по схемотехнике, достаточно прочитать соответствующую часть и документацию (приложена).

Если собираетесь повторять — читайте внимательно. Вопросы по схеме или программе сначала сверяйте с описанием и документацией.

Лицензия

CC BY-NC-SA 3.0 (С указанием авторства — Некоммерческая — С сохранением условий).

Основные возможности

• Изящный кемпинговый фонарь со спиральной нитью: нить COB плюс 3D-печать.
• Питанием управляет IP5328P: двусторонняя быстрая зарядка PD и выход PPS.
• Отсек рассчитан на аккумулятор 26650 (несменный) либо 21700/18650 (сменный).
• Верхнее световое кольцо на светодиодах WS2812 совмещает освещение и подсветку настроения.
• STM32 общается с IP5328P по I2C, получает данные о заряде и разряде и передаёт их по BLE.
• Связь с мобильным приложением по BLE для ручного управления «светлячком» (пока с некоторыми недоработками).

Световой эффект ↑

В интерьере ↑

Примечание: всё, кроме самого фонаря, на фото — съёмочный реквизит.

Статус проекта

Проект публикуется впервые, это моя собственная разработка.

В других конкурсах наград не получал.

О схемотехнике

Обратите внимание: в проекте всего четыре платы — две четырёхслойные и две двухслойные (все в пределах 10 × 10 см, их можно изготовить бесплатно по акции).

Описание идёт по платам, чтобы понятнее было устройство схемы. Читать лучше вместе со схемой.

Заодно здесь же даны замечания по повторению.

1. Материнская плата

Материнская плата несёт схему повербанка на IP5328P и схему управления на STM32. Внешние соединения — через перемычки и стойки (открытая плата на фото ниже — это она).

1. Микроконтроллер и обвязка

Основной микроконтроллер — STM32F411, чтобы был запас по расширению.

В эту часть входят: сам F411, внешний отладочный разъём (шаг 1,25 мм, SWD плюс последовательный порт и вывод сброса для удалённого управления), внешняя микросхема Flash W25Q128 (в итоге в программе не используется, паять не обязательно — пригодится при доработках), Bluetooth BLE-модуль BT-11, звукоизлучатель и прочее.

Выводы между микроконтроллером и IP5328P защищены последовательными резисторами, а на внешних интерфейсах добавлены элементы защиты от статики (их можно и не паять).

Прошивка идёт по SWD, без DFU, поэтому BOOT0 и BOOT1 притянуты к земле резисторами 10 кОм — при необходимости их легко замкнуть на плюс.

Кварцевый резонатор паять не нужно, он не используется.

Примечание: сначала стоял G0, но программа для WS2812 использовала метод покадровой заливки массива, требующий много памяти, поэтому перешли на F411. Позже применили преобразование RGB → HSV: у HSV и вид хороший, и памяти нужно мало. Но плата к тому времени была уже готова, так что назад на G0 не возвращались. Минус — стоимость проекта выше, но других проблем нет.

2. Управление зарядом и разрядом на IP5328

Зарядом и разрядом управляет IP5328P.

IP5328P совмещает функции повербанка и повышающего источника. Функция повербанка отдаёт питание наружу и заряжает встроенный аккумулятор. Повышающий выход по команде микроконтроллера питает нить и WS2812 «светлячка». Я также вывел VOUT2 (пока не используется) — на него можно повесить дополнительные узлы.

Схема IP5328P построена в основном по официальной документации, так что подробно не расписываю.

Для конденсатора 22 мкФ ради запаса по напряжению я взял недешёвый «HiFi-конденсатор» TDK. Его можно заменить другим, исходя из требований по напряжению.

На обратной стороне материнской платы (в промежуточном слое между материнской платой и платой-переходником) нужно припаять твердотельный конденсатор.

Рекомендуемая модель конденсатора — E2221M025A120RL (номер компонента в магазине Lichuang — C2898868), она указана на схеме.

Диаметр этого конденсатора 5 мм, он отлично ложится плашмя в промежуточный слой (на плате есть монтажная схема, а реальный результат пайки показан на фото ниже).

Примечание: если понадобится заменить конденсатор на другую модель, следите, чтобы его диаметр не превышал 5,5 мм, иначе он не поместится в промежуточный слой.

Чтобы вписаться в кольцевую компоновку материнской платы, четыре индикатора заряда также расположены кольцом — так красивее.

Это краткое изложение проекта. Полную версию с подробностями смотрите на сайте оригинала: https://oshwlab.com/oshwhub.com/firefly-glow-multi-functional-ca