一 项目思路
本项目旨在设计一款基于ESP32的智能台灯系统，本项目的目标台灯具有如下特点：
1.该智能台灯系统可以根据检测的环境光照强度来自动调节灯珠的亮度，使得灯光适应于周围环境，对使用者的眼部健康更为友好。并且使用者也可以手动调节需要的亮度。
2.当使用者距离台灯过近时，智能台灯会发出蜂鸣警报，避免使用者距离台灯太近而损伤健康。
3.智能台灯可以设定工作时长，当台灯工作时间达到指定的时长之后，台灯会发出蜂鸣警报，提醒使用者注意休息。
二 项目方案框图
根据比赛要求，本项目使用得捷Scheme-it来设计项目方案框图。本项目的设计框图得捷网站链接如下：
三 项目具体介绍
框图模块介绍：
1.手动亮度调节模块：可控硅模块比较适合作为本项目台灯的手动控制模块。可控硅，又称晶闸管。可控硅在电路中可以完成交流电的无触点控制，大电流由小电流控制，开断无涌流，且速度快，可以控制过零开断。可控硅模块的一端和外部 220V的交流电相接，另一端分出5V的电压和主控板连接在一起，利用主控板I/O口输出的PWM脉冲宽度控制可控硅模块，调节220V的电压，通过不同的占空比的PWM脉冲宽度信号使外接交流220V电源电压转为预定的电压值，进而控制LED灯珠的亮度。
2.照明执行模块：照明模块需要考虑：可产生的光照强度、功率、散热、照明均匀程度等。由LED灯珠组成的灯板是比较适合的照明装置，可以达到较高的亮度，照明也比较均匀。使用35颗高亮LED灯珠，可以达到基本的照明要求。
3.光传感器模块：光传感器模块使用光传感器来感知环境光亮度，从而控制智能台灯自动调节照明亮度，以适应环境，达到良好的照明效果。
4.红外测距模块：该模块通过探测人体发出的红外线来检测使用者与台灯的距离。热释电探测仪的工作原理是发射红外线，不同状态对象反射不同波长的红外线，据此判断物体的状态。此模块用以判断使用者距离台灯的距离，当距离过近时产生蜂鸣警报。
5.晶振计时模块：该模块使用晶振电路，对台灯工作时间进行计时，当达到设定时长之后，产生蜂鸣警报提醒使用者。
6.蜂鸣警报模块：该模块使用蜂鸣器产生警报，以提醒使用者注意用眼健康。
项目使用主要元器件介绍：
1.ESP32-S3：
ESP32-S3是一款集成 2.4 GHz Wi-Fi 和 Bluetooth 5 (LE) 的 MCU 芯片，支持远距离模式 (Long Range)。ESP32-S3 搭载 Xtensa® 32 位 LX7 双核处理器，主频高达 240 MHz，内置 512 KB SRAM (TCM)，具有 45 个可编程 GPIO 管脚和丰富的通信接口。ESP32-S3 支持更大容量的高速 Octal SPI flash 和片外 RAM，支持用户配置数据缓存与指令缓存。ESP32-S3 集成 2.4 GHz Wi-Fi (802.11 b/g/n)，支持 40 MHz 带宽；其低功耗蓝牙子系统支持 Bluetooth 5 (LE) 和 Bluetooth Mesh，可通过 Coded PHY 与广播扩展实现远距离通信。它还支持 2 Mbps PHY，用于提高传输速度和数据吞吐量。ESP32-S3 的 Wi-Fi 和 Bluetooth LE 射频性能优越，在高温下也能稳定工作。ESP32-S3 拥有 45 个可编程 GPIO 以及 SPI、I2S、I2C、PWM、RMT、ADC、UART、SD/MMC 主机控制器和 TWAITM 控制器等常用外设接口。其中的 14 个 GPIO 可被配置为 HMI 交互的电容触摸输入端。此外，ESP32-S3 搭载了超低功耗协处理器 (ULP)，支持多种低功耗模式，广泛适用于各类低功耗应用场景。
2.nRF51822晶振：
晶振电路采用指定厂商的Nordic 的nRF51822 。nRF51822是功能强大、高灵活性的多协议 SoC，非常适用于 Bluetooth® 低功耗和 2.4GHz 超低功耗无线应用。 nRF51822 基于配备 256kB flash + 16kB RAM 的 32 位 ARM® Cortex™ M0 CPU 而构建。 嵌入式 2.4GHz 收发器支持蓝牙低功耗及 2.4GHz 操作，其中 2.4GHz 模式与 Nordic Semiconductor 的 nRF24L 系列产品无线兼容。
3.Analog Devices ADPD2140红外光角度传感器：
Analog Devices ADPD2140红外光角度传感器是一款用于测量入射红外光角度的光学传感器。利用ADPD2140响应计算的光角度在±35°角度视野内的线性度为±5°。ADPD2140的辐射敏感面积为0.31mm2。ADPD2140具有低结电容和低暗电流，因而可实现与ADPD1080光度前端的最佳集成。在本项目中，使用红外传感器来检测使用者与台灯之间的距离，当距离过于靠近时，台灯发出蜂鸣警报提醒使用者注意用眼健康，保持适当距离。
4.光传感器GY-485-44009：
GY-485-44009是一款宽量程、高精度、应用较为简单的485总线光照度传感器模块，它的优势在于功率消耗低，体积小，安装方便。GY-485-44009 是一点对多点的通信接口，采用平衡发送和差分接收方式实现通信，光照度传感器模块通过485总线建立 GY-485-44009与单片机之间的双向通信，实现亮度的自动调节。
5.蜂鸣器CPT-14146-80T：
小体积的蜂鸣器，通过IO口输出PWM波，从而实现蜂鸣器输出。该部分实现报警提醒功能，达成台灯使用时长的报警以及使用者距离过近的报警。
四 大赛心得体会
我参加了本次FastBond活动的第一阶段设计内容。参与本次大赛是一次非常有意义的经历，让我对电子器件有了更多的了解，对电路图的设计与绘制有了新的体会。经过这次大赛，我对于日常生活中的小器具有了更多的观察和更深的理解，对电子电路技术的实际应用有了更深刻的提高。
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