【DIY教程】XR806雪花灯

Randolph LV 6

虽然冬奥会已经结束了，没有冰墩墩也不妨碍自己DIY点周边，所以搞个雪花灯玩玩
放点图：

打板效果：

基于OSHW上的开源工程修改以适配XR806，感谢作者！附上链接在此。晚点贴完片试试效果。经过验证后会再开源出来并出个DIY教程

Randolph LV 6

手动贴片完成，测试功能中···

貌似电源管理方案仍有些不妥，看来得大改一下

Randolph LV 6

鸽了好久，今天正式开始更新教程。

虽然只是为了做一个雪花灯，但要考虑的因素还是很多的。

大小要刚好，直径为10cm以内的话差不多能刚好拿在手里，所以要稍微考虑用料尺寸。
色调要丰富，一个个led去布板子肯定是不理想的，且XR806板载引出IO不算特别多，想要达到可编程控制的花式效果最好还是采用WS2812这种多色的可以用pwm信号控制的灯珠。
摆脱电源线，由独立的电池供电，可充电，能给开发板和led同时供电是最理想的。

开发工具首选LCEDA，比较简单友好。先从原理图开始，XR806的开发板作为核心板肯定是不会再改动了，刚好有用户在元件库上传了一个XR806的原理图，一搜就有，检查了一下原理图引脚都是正确的，就直（lan）接（gou）拿来用好了，不过封装库有点问题，layout的时候再改改就是了。

由于核心板已经相当于一个最小系统，就省下了一大堆启动电路什么的，调试的话肯定也是用板载的typec接口。但总得有个给电池充电的接口，这是免不了的。为了简单、方便我这种手残党焊接，我还是决定选择microUSB的端口作为充电接口：

只需要正负极引入即可，封装的话可以随便挑选一些有过孔的，方便焊接就行。

接下来最麻烦的地方来了：充电电源管理方案。

先看看选什么电池，虽然某宝上的很多锂电池包都声称带了防过充ic，但相信玩多了的话自然也没少炸过。追求安全的话还是得铅酸电池。but找了一圈貌似没有体积小且有5v输出的。所以还是随便找了一个带保护的锂电池，选价格稍微高一点的希望有点保障。

从电路功能上去看，就得回归到最开始，从我的目的出发：能给XR806雪花灯板子上的电池充电，并且电池可以给806和LED供电。

自己从头搭这么一个功能电路对于我这样的手残党肯定是不太可能的，费事费力且失败率高，且搭出来也不符合我对体积的要求。所以我首先考虑的是就是集成方案了。
最常见的就是某4056/4057方案，后者体积小一点带防反接，除此之外没啥区别，可以看看datasheet中的相关描述：

4056 是一款完整的单节锂离子电池采用恒定电流/恒定电压线性充电器。其底部 带有散热片的 SOP8/MSOP8 封装与较少的外部元件数目使得 TP4056 成为便携式应用的 理想选择。TP4056 可以适合 USB 电源和适配器电源工作。由于采用了内部 PMOSFET 架构，加上防倒充电路，所以不需要外部隔离二极管。 热反馈可对充电电流进行自动调节，以便在大功率操作或高环境温度条件下对芯片温度 加以限制。充电电压固定于 4.2V，而充电电流可通过一个电阻器进行外部设置。当充电 电流在达到最终浮充电压之后降至设定值 1/10 时，TP4056 将自动终止充电循环。 当输入电压（交流适配器或 USB 电源）被拿掉时，TP4056 自动进入一个低电流状 态，将电池漏电流降至 2uA 以下。TP4056 在有电源时也可置于停机模式，以而将供电 电流降至 55uA。TP4056 的其他特点包括电池温度检测、欠压闭锁、自动再充电和两个 用于指示充电、结束的 LED 状态引脚。

如此一来要满足我们充电的需求是绰绰有余了，but还有一点非常重要，就是我们还需要给led供电和806供电，如果让电池直接供电，很明显还是要有一个稳压，这个时候怎么办呢？再加一个LDO？

当然这种麻烦的地方很多厂商肯定也想到过了，所以最后我找到了5400这个方案。看看他的相关描述：

5400是一款移动电源专用的单节锂离子电池充电器和恒定5V升压控制器，充电部分集高精度电压和充电电流调节器、预充、充电状态指示和充电截止等功能于一体，可以输出最大1A充电电流。而升压电路采用CMOS工艺制造的空载电流极低的VFM开关型DC/DC升压转换器。其具有极低的空载功耗（小于10uA），且升压输出驱动电流能力能达到1A。无需外部按键，可以即插即用。

    充电部分为线性降压方式，内置PMOSFET，加上防倒灌电路，所以不需要外部检测电阻器和隔离二极管。热反馈可对充电电流进行自动调节，以便在大功率操作或高环境温度条件下对芯片温度加以限制，充满电压固定于4.2V。充电电流可通过一个电阻器进行外部设置。当电池达到4.2V之后，充电电流逐渐下降至设定电流值1/5，TP5400将自动终止充电。升压部分同样内置了功率NMOSFET，较小的内阻可以提供驱动能力达到5V/1A。较高的集成度使得TP5400只需少量的外围器件即可正常工作。TP5400还集成了充电温度保护，升压输入电源限流环路，可根据负载情况动态调节电流，并具有快速响应和过流关断功能。升压转换器采用变频的方式，因此较国内外同类产品具有极低的空载功耗、纹波、更强的驱动能力，以及更高的效率。

又能充电，又能稳压供电，符合需求！封装也不大，8pin的ESOP。还要什么自行车呢。官方文档里也贴上了典型应用电路：

我一看，这不是基本上是完活了嘛，直接抄起来就完事。

十分容易就从LC的元件库里搜到了器件，照葫芦画瓢搭建就完事了：
具体的功能原理的话自行查阅datasheet。

虽然这么随便不知道会不会有瑕疵，但还是保守起见，在电池接口处加一个双排拨码开关，可以保证功能部分和充电部分各自独立。

最后就是WS2812灯珠了，这个简单，一个个接上正负极后首位相连即可。

由于我规划的雪花有6个花瓣，所以我这边就先打算分别选806上6个有pwm功能的io，每个io分别控制5个LED。

如果后续功能有异常也无所谓，大不了我们就采用精准延时的方法去挨个管脚点灯就是了。
把端口连接上开发板：

好了原理图到这里就基本结束了，贴个源文件Schematic_XR806雪花灯_2022-03-08.pdf ，接下来就是PCB部分！