本项目是一款针对传统墙壁开关设计的智能物理改造方案。通过红外遥控驱动 SG90 舵机旋转,模拟人工按压动作,实现灯具的远程控制。 配合不同的 3D 打印机械臂附件,该设备可以适配拨杆开关、按键开关等多种物理场景,无需拆卸原有线路。
- 极致功耗优化:通过硬件与软件的双重深度优化,实测单节 3.7V 锂电池可待机 37 天。
- 物理电源切断:独创舵机外置通断电路,在非动作状态下彻底切断舵机电源,消除静态功耗。
- 精准红外解码:利用单片机外部中断与定时器捕获功能,实现 NEC 协议精准解码。
- 深度睡眠唤醒:单片机引入 Power-down 模式,由红外接收信号瞬间唤醒,兼顾响应与节能。
- 主控芯片:STC15W408AS (低功耗、内置高精度 R/C 时钟)
- 执行器:SG90 模拟舵机 (9g 微型舵机)
- 供电系统:
- 3.7V 锂电池供电
- TP4056 充电管理模块 (支持 Type-C 充电)
- 电源控制:AO3401 P-MOS 管控制舵机 VCC 端,实现物理断电。
- 红外接收:1838B 红外接收头 + RC 滤波电路。
系统采用外部中断 (Falling Edge) 触发。当接收到红外下降沿时,定时器开始计时。
- 引导码识别:校验 9ms 低电平 + 4.5ms 高电平。
- 数据位判断:根据高电平持续时间(0.56ms 为 '0',1.68ms 为 '1')进行位移解码。
- 指令比对:解码完成后,比对预设的十六进制指令集,触发对应动作。
| 状态 | 描述 | 处理方式 |
|---|---|---|
| 待机状态 | MCU 进入深度睡眠 (Power-down) | 舵机电源由 MOS 管关闭,电流仅为微安级 |
| 唤醒阶段 | 红外信号触发外部中断 | MCU 瞬间恢复时钟,开始解码 |
| 执行阶段 | 开启 MOS 管,驱动舵机旋转 | 舵机完成开关动作后归位 |
| 休眠阶段 | 释放 MOS 管,切断舵机供电 | MCU 重新进入睡眠模式 |
原理图是按工业级鲁棒性标准绘制的
PCB经过过次排版布线,已经保证电气性能最佳了
焊接后的效果图
- 输入电压:DC 3.7V - 4.2V
- 待机电流:< 200uA (微安)
- 单次响应时间:约 200ms - 500ms (取决于睡眠唤醒延迟)
- 实测续航:使用 500mAh 锂电池,待机测试长达 37 天。
如果你对该项目感兴趣,可以通过以下方式参与讨论或获取资料:
- 固件烧录:使用 STC-ISP 软件。
- 机械结构:建议使用 PLA 材料 3D 打印。
- 联系作者:[你的联系方式/GitHub链接]
© 2024 min-lfl Project. 保留所有权利。