一、项目思路
身为学生，我们每天都要在桌前学习工作很长时间，有时候从早到晚都要在座位上度过。一天中光照条件是不断变化的，比如下午阳光虽然不太充足，但开灯的话灯光又太强，显得多此一举；或者有时当我们很投入地学习时，会忘记注意随着天色变暗补充灯光。长此以往，这样会对我们的视力造成积累的损伤；同时每天要按时手动开关灯也不符合现代生活智能便捷的思想，因此我想借助FastBond2的机会来设计一款智能护眼台灯，功能有：
- 通过光传感器读取环境亮度，根据环境光调节台灯亮度
- 通过红外传感器实现人体感应，有人来自动开灯，人离开自动熄灭
- 通过定时器，每过一段时间提醒用眼过久，保护视力
- 台灯亮度、定时时间也可手动调节
二、方案框图
https://www.digikey.cn/schemeit/project/新项目-2023-10-26-1533-514b2b9ceb73422a8a0cc65f88a41c54
根据比赛要求，方案框图使用得捷的Scheme-it来设计。Scheme-it 是一个基于云的在线图表和电路设计工具，具有丰富的组件库、定制化选项、实时协作和共享功能，可让全球用户设计并共享电子电路图和原理图。
三、元器件介绍
根据比赛要求，本项目使用的规定厂商的元器件有：乐鑫科技（Espressif）的ESP8266EX，亚德诺半导体（ADI）的MAX44000，德州仪器（TI）的OPT3001.
1.主控芯片：ESP8266EX
ESP8266EX由乐鑫公司开发，提供了一套高度集成的Wi-Fi SoC解决方案，其低功耗、
紧凑设计和高稳定性可以满足用户的需求。ESP8266 Wi-Fi模块作为可以进行WiFi传输的模块集成了业内领先的增强版的Tensilica's L106钻石系列超低功耗32位微型MCU，带片上
SRAM，可以通过GPIO外接传感器和其他设备。Tensilica L106带有16位精简模式，主频可达160MHz。同时支持RTOS（Real Time Operating System）集成Wi-Fi MAC/BB/RF/PA/LNA和 IEEE802.11 b/g/n 协议，支持完整的TCP/IP协议栈，也支持STA（Station），AP（Access Point），ATA+AP三种模式。ESP8266可以作为辅助的模块进行数据的传输：可以在Arduino IDE的主程序内创建函数进行编写，将Arduino开发板连接的检测模块的数据通过ESP8266传输到服务器等，也可以直接作为开发板通过Arduino IDE进行编译
ESP8266EX拥有完整的且自成体系的Wi-Fi网络功能，既能够独立应用，也可以作为从机
搭载于其他主机MCU运行。当ESP8266EX独立应用时，能够直接从外接Flash中启动。
内置的高速缓冲存储器有利于提高系统性能，并且优化存储系统。此外ESP8266EX只需
通过SPI/SDIO接口或I2C/UART口即可作为Wi-FI适配器，应用到基于任何微控制器的
设计中。
ESP8266EX集成了天线开关、射频balun功耗放大器、低噪放大器、过滤器和电源管理
模块。这样紧凑的设计仅需极少的外部电路并且将PCB的尺寸降到最小。
乐鑫智能互联平台(ESCP-Espressif Systems' Smart Connectivity Plattform)表现出来的领
先特征有:睡眠/唤醒模式之间的快速切换以实现节能、配合低功耗操作的自适应射频偏
置、前端信号的处理功能、故障排除和射频共存机制可消除蜂窝/蓝牙/DDR/LVDS/LCD干
扰。
2.红外接近检测传感器：ADI MAX44000
MAX44000将强大的功能集成到纤巧的2mm x 2mm x 0.6mm封装中，提供紧凑有效的红外接近检测方案。传感器通过脉冲红外发射器二极管并观察反射信号的大小来工作。该信号的幅度越大，目标离传感器越近。
3.环境光传感器TI OPT3001
OPT3001 是一款单芯片照度计，能够测量人眼可见的光的强度。器件的精密光谱响应和强大的红外抑制能力使得 OPT3001 能够精确计量人眼可以看到的来自任何光源的光强度。工业设计为了美观需要将传感器安装在深色玻璃下，强大的红外抑制能力也有助于保持高精度。OPT3001 专为构建人类感观光体验系统而设计，是光电二极管、光敏电阻或其它环境光传感器的理想的首选替代品，具有人眼匹配和红外抑制能力。使用内置的满量程设置功能，无需手动选择满量程范围，即可在 0.01 勒克斯到 83k 勒克斯范围内进行测量。 此功能允许在 23 位有效动态范围内进行光测量。
数字化操作灵活，便于系统集成。 测量可以是连续的或单次的。 控制和中断系统具有自主操作功能，允许处理器在传感器搜索适当的唤醒事件以通过中断引脚报告时进入睡眠状态。 数字输出通过 I2C 和 SMBus 兼容的两线串行接口报告。
四、总结
通过此次参加FastBond2阶段1的经历，我设计了一款有自动亮度调节功能的智能护眼台灯，可以根据环境亮度改变发光的强度，实现护眼的目的。在设计的过程中，我学到了一款非常方便好用的设计软件——Scheme-it的使用，同时也锻炼了自己的项目设计管理能力，可谓是受益匪浅。
最后祝fastbond越办越好！
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