制作一个PICO工作室灯

大家好，欢迎回来。

满足DIY PICO工作室灯，一个符合人体工程学和最小的解决方案，以专业的触摸照亮您的工作站。该项目由最新的树莓派Pico 2提供动力，将RGB的充满活力的色调与冷暖白色led的柔和光芒相结合。

亮度设置可以简单地控制使用简单的按钮控制。SSD1306 OLED屏幕提供实时更新，指示哪个LED被照亮以及被照亮的百分比。通过合并不同的PCB， PCB支架和3D打印部件来构建完整的安排，从而形成坚固而整洁的设计。

我们创建这个项目是为了改善我拍摄的灯光，如果你制作YouTube视频或只是喜欢拍漂亮的照片，它是一个必不可少的工具。

本文是关于这个工作室轻量级项目的整个构建过程，所以让我们开始构建吧。

材料要求

这些是这个项目中使用的材料：

•定制pcb (HQ NEXTPCB提供)

•树莓派PICO 2

•WS2811集成电路

•Seol 0.25w 2835 led：冷白色

•Seol 0.25w 2835 led：暖白色

•电阻5.1欧姆2512封装

•IP5306

•10 uf电容器

•CON 20母头引脚连接器

•SSD1306 OLED屏幕

•按钮

•SMD按钮

•10 k电阻

•8205S最大IC N通道

模型

我们通过在Fusion 360中创建模型开始这个项目。该模型由两个堆叠在一起的电路板组成，顶部有一个PCB对峙，底部有一个3D打印的特殊钳形部件，也使用M2螺钉连接两个PCB。

这种钳状装置可用于将该装置安装到三脚架上。

该模型由两个pcb组成：LED板，其中包含所有SMD COOL WHITE， WARM WHITE和RGB LED，以及它们的负载电阻。

第二个PCB是PICO驱动板，它由一个树莓派PICO由五个按钮连接，一个SSD1306 OELD屏幕和两个锂电池供电。

在完成模型后，我们导出CLAMP网格文件，并使用0.4mm喷嘴，25%填充，0.2mm层高进行3D打印。

PCB设计：led板

本课题的PCB设计分为两个主控板：LED板和PICO驱动板。我们先来看看LED板。

LED板由15个冷白光LED， 15个暖白光LED和15个5050 RGB LED以特殊的方式连接在一起组成。

让我们从COOL WHITE LED段开始，其中所有LED并联连接，每个LED的阳极连接到电路板的VCC引脚。阴极与三个负载电阻串联在一个CON 1端子上。CON 1端子将用于将该板连接到驱动板。

同样，所有暖白光led并联连接，阳极连接到VCC，阴极通过标记为暖的CON 1端子串联到三个电阻。

温led和冷led的工作电压均为0.2W或3.3V，正向电流为60mA。

关于RGB LED，我们没有使用可寻址的新像素，而是选择了更便宜的不可寻址的5050 RGB LED。为了给非可寻址led添加智能功能，我们添加了WS2811驱动电路，该电路连接到所有15个RGB led，并且可以通过单个GPIO引脚操作所有led。

对于电路板布局，我们从cad文件中提取电路板轮廓并使用它来创建PCB设计，其中包括LED位置，电路板尺寸，以及最重要的安装孔位置。

PCB设计：pico驱动器

PICO DRIVER电路主要由三个部分组成：IP5306 Boost模块部分，作为所有组件的主电源。PICO设置由树莓派PICO 2耦合到OLED显示器、按钮和双极栅极组成。

第三部分是Mosfet驱动器，它由两个8205S N通道Mosfet集成电路组成，将为温暖和冷却led供电。LED板将通过板上的CON 1端子连接到PICO驱动板。

对于PCB设计，我们遵循Cad文件并将所有SMD组件放在电路板的顶部，以及按钮和OLED显示器;在PCB的底部，我们放置锂电池支架和PICO 2。

NextPCB PCB服务

完成两个PCB设计后，将Gerber Data发送给HQ NextPCB，并在白色焊罩和黑色滑屏中下了两个订单。

下订单后，PCB在一周内收到，PCB质量非常好。

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PCB组装：LED板

•我们通过将锡膏应用于每个组件焊盘开始LED板组装程序。我们正在使用锡膏分配注射器与63/37锡/铅锡膏。

•接下来，我们使用ESD镊子挑选并将所有SMD组件放在PCB上，其中包括15个冷白2835 led， 15个暖白2835 led， 15个RGB led， WS2811 IC，一对2512封装电阻和WS2811 IC的去耦电容。

•然后我们小心地抬起整个电路，把它放在回流加热板上，加热下面的PCB，直到锡膏融化。当PCB达到约190°C的熔化温度时，锡膏熔化，所有smd组件都附着在其焊盘上。

PCB组件：PICO驱动程序

我们通过使用焊锡膏分配注射器将焊锡膏应用于每个组件垫开始PICO DRIVER组装。

•接下来，我们挑选并放置所有SMD组件在其适当的位置。

•使用回流热板，我们将PCB加热到焊膏熔化温度，以便将所有SMD组件焊接到各自的焊盘上。

•接下来，我们通过在树莓派PICO位置的PCB底部连接两个CON20母头引脚连接器来继续添加THT组件。

翻转电路板后，我们用烙铁焊接CON20引脚的焊盘。

•接下来，我们将树莓派PICO 2放置在CON20引脚上。

•接下来，我们从PCB的顶部安装显示器、USB端口和所有五个按钮。

•然后我们转动电路板并用烙铁焊接所有THT元件焊盘，确保所有THT元件永久连接到PCB上。

•最后，使用烙铁，我们将锂电池支架连接到PCB的背面。

电源/测试驱动板

我们使用两个3.7V 2900mAh的18650锂电池并联为设备供电，这样我们的电池组总容量为3.7V 5800mAh。

我们将两个单元设置在电路板底部的Cell支架上，确保它们处于正确的位置，否则整个设置将短路。

按SMD电源按钮一次开启设备;按两次就可以关机。SMD指示灯LED显示设备的开/关状态。

使用万用表，我们测量了IC发出的输出电压，这是5V，表明我们的设置正在工作，我们现在可以开始最后的组装过程。

驱动板和LED板组装

•我们开始最后的组装过程中，将一个M3 PCB对峙PICO驱动板。接下来，我们将LED驱动器放在PCB支架的安装孔上，并用一个M3螺钉将两个PCB固定在一起。

•接下来，我们将3D打印的Clamp部件放在组件底部区域的两个pcb之间，然后使用四个M2螺钉(每侧两个)连接LED板和PICO驱动器。

•接下来，我们将三脚架支架连接到工作室光钳部分与长M6螺栓和螺母，这是用来确保两个夹子在一起。这部分是可定制的，从三脚架到三脚架不同，所以你必须创建自己的或修改我现有的设计。

•最后，我们开始连接过程，这很简单。我们首先将两个电路板的VCC连接在一起，然后是GND。因此，我们将LED板的WARM引脚连接到PICO驱动器的WARM引脚，COOL连接到COOL， RGB引脚连接到RGB引脚。

装配过程已完成。

主要代码

这是我们为这个项目准备的主要代码，它很简单。

该设置包括一个带有OLED屏幕的树莓派PICO 2和一个WS2812B RGB LED，以及两个额外的LED(暖白色和冷白色)，它们都连接到树莓派PICO 2 GPIO引脚。

这些led是用按钮控制的，可以进行交互式照明调节。FastLED库控制WS2812B RGB LED，而Adafruit SSD1306库管理OLED显示器。

此代码允许您通过按下按钮来调节温暖和冷白色led的亮度。每个按钮点击循环LED亮度通过25%，50%，75%和100%，给你更多的控制照明。

这些led的状态，包括它们当前的亮度水平，都显示在OLED面板上。屏幕分为两部分：左侧显示WS2812B LED的RGB值，右侧有两个相等的框。

上框显示冷白光LED的亮度百分比，下框显示暖白光LED的亮度百分比。这种设置确保您总是有一个清晰的视觉指示，直接在OLED显示屏上的LED状态。

结果

当我们结束这个令人兴奋的工作室灯光项目时，很明显我们已经实现了一个高度互动和功能的设置。该项目采用WS2812B RGB LED和两个额外的LED(暖白色和冷白色)，所有LED都由连接到树莓派Pico的按钮控制。

这种设置允许精确控制LED亮度，每个按钮按下循环暖白色和冷白色LED通过25%，50%，75%和100%的亮度水平。OLED显示屏提供了当前状态的清晰和有组织的可视化，左边显示RGB值，右边显示冷白色和暖白色led的亮度水平。

在未来的版本中，我们需要改变的一件事是使用WS2811 CHIP。我们使用15个LED并联连接，每个LED消耗60mA，因此15个LED将消耗约900mA电流，但我们使用单个WS2811芯片，仅支持高达18mA的LED电流，这是非常低的。这意味着我们的设置工作，但光是微弱的，不能在实际的方式使用。这可以通过使用三个mosfet作为开关来处理(每种颜色一个)。

总的来说，这个项目不仅通过可定制的照明来增强您的工作空间，而且还展示了各种组件的无缝集成，以实现高效和用户友好的系统。

本文编译自hackster.io