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title: 2024電機之夜 螢光舞

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# 2024電機之夜 螢光舞電路筆記

有鑑於今年螢光舞的電路複雜性暴增，所以開這個筆記紀錄。

## 電路架構
![IMG_0463](https://hackmd.io/_uploads/By6ju70sT.jpg)
上圖為今年電路的架構，其中紅線代表供電，綠線代表sensing和control訊號。
以下由左到右簡述各模組的功能：
### Li-ion battery(鋰電池)
本專案預計使用一顆18650鋰離子電池作為整個電路的供電。這種電池的電壓一般介於2.9~4.2V，可以提供數安培的電流。鋰電池的電壓會隨著放電而下降，在上述的範圍內屬於安全工作範圍。
### Overcurrent protection(過載保護)
因為鋰電池可以提供非常大的電流，所以假如不小心短路了可能會🔥！因此，我們需要一個模組來偵測電流是否超過安全值，並且在過載時斷電來保護電池。此外，我們會透過Microcontroller的ADC來偵測電池電壓，假如低於我們設定的數值，要顯示提醒充電。
### Microcontroller(微控制器)
這個部份是電路的大腦，和去年一樣用Raspberry Pi出品的RP2040晶片。
### Inverter & Voltage boost(逆變 & 增壓電路)
這部份是最難搞的，用來將鋰電池的3.7V DC轉成燈條用的130V AC。這個電路包括兩個功能：
1. Inverter(逆變器)：把直流電透過切換的方式轉成交流電
2. Voltage boost(增壓)：利用變壓器將低電壓的交流電轉成高電壓的交流電
### AC switch(交流開關)
今年的架構改成所有燈條共用一個增壓電路，所以需要做AC的切換。我們會使用高壓Triac來當作切換元件，並用opto-triac來和低壓的Microcontroller控制電路來做隔離。
### EL lamp(冷光燈條)
我們縫在衣服上的燈條是這種冷光燈條，需要用交流電驅動，電壓範圍是50~200Vrms，電流大概幾十mA。這種燈條的內部結構是一種非線性的電容，在兩片plate中間有螢光塗料，有時變電場的時候就會發光。詳細請讀*建議閱讀2*。
![P_20230331_192851-resized](https://hackmd.io/_uploads/r1_FSV0iT.jpg)

## 進度條


| 模組 | 目前進度 | 備註 |
| -------- | -------- | -------- |
| 過載保護  | 設計中 | 預計使用TI的TPS25200 eFuse IC，可以調整臨界電流，有範例電路可以參考 |
| 微控制器  | 設計中 | 有範例電路可以抄     |
| 逆變&增壓 | Fucked | 詳見這個[模組的筆記](https://hackmd.io/@hQIfXshaTm-PNpMf9hLycA/HyrM9EAs6)(趕工中) |
| AC開關   | 完成個別測試 |      |
| 軟體     | 沿用去年 | 有些要新增的也是要等電路做好 |

## 檢討
1. 行動電源的藍光超明顯，下次記得貼黑色膠帶遮起來
2. 不要再RDAC+LDO
3. 記得在Pico電源輸入的地方加一個diode做reverse voltage protection

## 建議閱讀
1. 電路學
2. 電子學
3. 電磁學

以上可略，大家不要害怕😣
接下來這些比較偏應用，希望大家可以小讀一下比較好討論
1. [盛群科技-逆變器參考設計](https://www.holtek.com.tw/page/applications/detail/WAS-1997) (讀裡面的reference_design.pdf)
2. [Adafruit-冷光條簡介](https://learn.adafruit.com/el-wire/overview)
3. [如何閱讀Datasheet(1)](https://www.youtube.com/watch?v=cXpeTxC3_A4)
4. [如何閱讀Datasheet(2)](https://www.youtube.com/watch?v=1EXXqWweTkI)
5. [Raspberry Pi-RP2040 PCB設計](https://datasheets.raspberrypi.com/rp2040/hardware-design-with-rp2040.pdf?_gl=1*1mnrloq*_ga*MzQxOTA0MzU0LjE3MDMzNTA0MDI.*_ga_22FD70LWDS*MTcwODE3NzU1Mi42LjEuMTcwODE3NzYwMy4wLjAuMA..)