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強(qiáng)光手電筒MCU控制方案開(kāi)發(fā)
類(lèi)別:產(chǎn)品新聞 發(fā)布時(shí)間:2025-08-11 11:44:45 瀏覽人數(shù):14902

“把黑夜切成白天”的極致需求,讓傳統(tǒng)手電的“擰頭換檔”顯得笨拙且不安全。輝芒微電子憑借在超低功耗、高集成度與數(shù)?;旌显O(shè)計(jì)上的深厚積累,為下一代強(qiáng)光手電量身打造了一顆“懂光、懂電、懂用戶(hù)”的 MCU 大腦,可在單芯片內(nèi)完成燈驅(qū)、電源管理、人機(jī)交互與環(huán)境感知,實(shí)現(xiàn)真正意義上的“單芯一體”。



核心 MCU 亮點(diǎn)


    寬壓低功耗架構(gòu):1.8 V–5.5 V 全工況運(yùn)行,待機(jī)僅 1 μA,輕觸即醒, < 5 μs 極速喚醒,適合單節(jié)鋰電直驅(qū)。


    96 MHz 高頻核心:在 32 位 Cortex-M0+ 上跑出 96 MHz,為精準(zhǔn)恒流調(diào)光、Flicker-Free PWM 與多重保護(hù)算法提供充裕算力。


    高集成燈驅(qū):片上 3 A 級(jí) MOSFET 預(yù)驅(qū) + 多路 16 bit PWM,可直接推大功率 LED,無(wú)需外掛柵驅(qū)。
    豐富模擬資源:12 bit ADC、運(yùn)放、比較器、溫度傳感、0.9 V 低電壓檢測(cè),實(shí)現(xiàn)電池電壓、電流、溫度、光通量四重閉環(huán)。


    抗擾與可靠性:通過(guò) IEC 61000-4-2(ESD 18 kV)Class A、EFT 4 kV、CS 動(dòng)態(tài) 10 V 認(rèn)證,輕松應(yīng)對(duì)戶(hù)外雷擊與對(duì)講機(jī)干擾。

功能矩陣


    五檔照明:極亮 / 高亮 / 中亮 / 低亮 / 月光,一鍵循環(huán),記憶檔位。


    雙階爆閃:防身 13 Hz 爆閃 + 國(guó)際 SOS 求救信號(hào),MCU 內(nèi)部時(shí)序校準(zhǔn),誤差 < 1 %。


    無(wú)極調(diào)焦:通過(guò)霍爾傳感器 + 12 bit ADC 實(shí)時(shí)讀取燈頭位移,PWM 占空比 0–100 % 線性補(bǔ)償,保持中心光強(qiáng)恒定。


    智能溫控:每秒 8 次采樣筒身溫度,45 ℃ 線性降功率,55 ℃ 立即切檔,防止?fàn)C傷與光衰。


    電量可視化:RGB 側(cè)燈 + 震動(dòng)馬達(dá)雙提示:


    ? 綠 / 黃 / 紅三色環(huán)狀呼吸燈,1 % 精度。
    ? 低電 10 % 時(shí)短震一次,5 % 時(shí)長(zhǎng)震三次,黑暗中無(wú)需看燈也心中有數(shù)。


    電子鎖 / 童鎖:長(zhǎng)按 3 s 上鎖,關(guān)機(jī)狀態(tài)下雙擊解鎖,避免背包誤觸。


    快充協(xié)議:USB-C PD 3.0 / QC 3.0 自動(dòng)識(shí)別,2 A 恒流充電,MCU 內(nèi)建 -ΔV 與溫度梯度算法,30 min 充至 70 %,兼顧速度與安全。


    低電自降檔:電池電壓 < 3.2 V 時(shí) MCU 自動(dòng)降至低亮檔,保證應(yīng)急撤離時(shí)間。


    可升級(jí)固件:預(yù)留 SWD 口,支持在線調(diào)試與 OTA,方便品牌方后期追加功能。



硬件框架


? 單面 2 層板即可量產(chǎn):MCU + 同步整流降壓燈驅(qū) + 鋰電保護(hù)一體 IC,極簡(jiǎn) BOM。
? 專(zhuān)利“單線供電 + 通訊”接口:尾按開(kāi)關(guān)僅用一根彈簧線即可供電和回傳按鍵信號(hào),減少線材磨損,提升防水等級(jí)至 IPX-8。
? 高側(cè)電流檢測(cè):利用片內(nèi)運(yùn)放 + 25 mΩ 精密電阻,實(shí)時(shí)采樣 LED 電流,閉環(huán)恒流精度 ±2 %。
? 雙溫度傳感:LED 基板 NTC + MCU 內(nèi)置溫度傳感,雙重冗余,確保 100 ℃ 極限保護(hù)不誤動(dòng)作。

軟件架構(gòu)


    任務(wù)調(diào)度:基于 1 ms Tick 的協(xié)同式調(diào)度器,保證調(diào)光、溫控、按鍵掃描實(shí)時(shí)性。
    調(diào)光算法:16 kHz 高頻 PWM + 指數(shù)調(diào)光曲線,視覺(jué)平滑無(wú)頻閃;支持 200 Hz 相機(jī)同步模式,避免拍攝橫紋。


    省電策略:
    ? 空閑 3 s 進(jìn)入 Sleep,PWM 外設(shè)保持輸出;
    ? 關(guān)機(jī) 1 h 自動(dòng)進(jìn)入 DeepSleep,整機(jī)功耗 < 5 μA,靜置一年仍有電。


    數(shù)據(jù)記錄:EEPROM 區(qū)存儲(chǔ)累計(jì)點(diǎn)亮?xí)r長(zhǎng)、異常溫度次數(shù),售后可追溯。

典型參數(shù)


? LED:1 × CREE XHP70.2,最高光通量 4000 lm。
? 電池:1 × 21700 5000 mAh。
? 運(yùn)行時(shí)間:極亮檔 2 h / 中亮檔 8 h / 月光檔 45 d。
? 體積:頭部直徑 40 mm,筒身 27 mm,全長(zhǎng) 128 mm。
? 重量:含電池 220 g。

開(kāi)發(fā)支持


? 圖形化 IDE:一鍵配置時(shí)鐘、PWM、ADC 閾值,5 min 完成原型。
? 參考原理圖、BOM、Gerber、測(cè)試工裝全套開(kāi)源,縮短客戶(hù) 30 % 開(kāi)發(fā)周期。
? 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工程師(FAE)7×24 h 在線,支持熱仿真、EMC 預(yù)兼容測(cè)試。



場(chǎng)景展望


從夜騎、搜救、執(zhí)勤到露營(yíng)、徒步、工業(yè)檢修,輝芒微 MCU 驅(qū)動(dòng)的強(qiáng)光手電不僅是照明工具,更成為戶(hù)外安全與效率的“智能節(jié)點(diǎn)”。未來(lái)可通過(guò)預(yù)留的 UART 接口,與頭燈、營(yíng)地?zé)?、運(yùn)動(dòng)相機(jī)組成 Mesh 網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)一鍵場(chǎng)景聯(lián)動(dòng),讓黑夜真正“看得見(jiàn)、看得清、看得遠(yuǎn)”。

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