参赛作品《便携式光子脱毛仪》

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参赛作品《便携式光子脱毛仪》

TonyWong

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发表于2018-05-09 09:41:46 | 显示全部楼层

1# 电梯直达

【报名阶段需要填写的内容】

1. 参赛者姓名（必填项）：

TonyWong

2. 单位或学校名称（选填项）：

3. 当前职务或职称（选填项）：

软件工程师

4. 参赛作品的名字（必填项）：

便携式光子脱毛仪

5. 简要陈述您的idea和作品（必填项）：

目前市场上的光子脱毛仪多数是插电式的，220V通过适配器转换成3A/12V,在仪器设备操作时直接供电，在使用时很不方便。本设计则采用单节26650锂电池供电，在使用过程中，极为方便。由于仅使用2A/5V适配器进行充电，适配器体积减小，非常适合外出旅游携带。在使用次数方面，每次充满电可使用500-1000次，满足日常脱毛需求。另外使用颜色传感器及IGBT元件，可针对不同肤色进行即时能量调节，可以有效避免对皮肤的损伤。

6. 拟用到的立创商城在售物料（必填项）：

TCS3200，HY3606，LM393

7. 拟用到的非立创商城物料或其它补充（必填项）：

GD456

8. 拟用到的EDA工具软件名称（必填项）：

LCEDA,DXP

【作品正式发表（报名成功后进入设计阶段）需要填写的内容】

一、作品简介

例如，可以包括但不局限于以下内容：

1.作品的整机外观图片或焊接组装好的PCBA图片；

2.作品的研究背景、目的和功能、市场应用前景；

光子脱毛是采用强脉冲光源的选择性光（宽光谱技术）热解原理来达到脱毛的效果。光子脱毛是里面的激光提供一种柔和、非介入性的疗法，利用毛囊中的黑色素细胞对特定波段的光的吸收，使毛囊产生热，从而选择性地破坏毛囊，同时避免损伤周围组织，达到去除毛发的效果。
相比早期的机械式剪刀脱毛器，热线式脱毛器，光子脱毛仪能精确地破坏毛囊中的两个重要组成部分，即毛凸和毛乳头，更能有效的抑制毛发的生长。

3.作品在创新性、趣味性、实用性甚至公益性方面，有哪些亮点可体现？

使用单节锂电池26650，单次充满电，可使用300余次(5档)，使用普通充电器即可充电，便于旅行携带。电池可循环充电达1000次，整机使用寿命可达30万次。触发线圈使用相机闪光灯触发线圈，能有效的节省空间，使用低电压大容量储能电容，可以降低灯丝电压，避免灯管发黑，延长使用寿命。

二、系统构架图

用流程图或思维导图等形式，描述您的作品的组成构架，即方案图。

三、硬件部分的描述

1.附上原理图&PCB实物图的图片或者源文件（官方建议大家尽量用源文件上传），如果是图片，请确保图片是清晰可辨的；

点击查看大图

IPL_Main.pdf

IPL_Ctrl.pdf

2.用文字把该作品的实现原理、系统的工作过程大致讲解一下。

逻辑控制部分：

在关机状态，由于Q5，Q8截止，系统无电不工作。当按下RST按键后，Q7导通，U4开始工作，将电池电压升

至4.0V，一路直接给触摸控制芯片U3(X02)供电，另一路经U8(XC6206)降至3.3V给MCU供电，MCU工作后

，SYS_Ctrl输出高电平，Q6导通，维持系统供电。同时PWR_CTRL输出高电平，Q4导通，Q5和Q8导通，U2

工作，将电压升至12V，给风扇提供电压，12V电压经过U10(TL431)和Q1(9013)组成精密恒流源，给D2

(LED)供电，可减小电源波动对光亮度的影响，使皮肤检测系统稳定。电池电压另一路经过U5升压后，输出24V

，为控制板的A302，LM393等提供电源。

TM1650为LED驱动芯片，驱动32颗LED，可以实现随肤色深浅实时指示功率的变化。

U9为颜色传感器，U7为EEPROM存储器

高压控制部分

单片机PWM控制口输出40KHz的PWM波形(3.3V)，经过U2(A302)mos驱动IC,将3.3V的PWM信号变换为

24V的PWM信号，驱动Q1(HY3606),进而驱动T1，在T1次级产生高压脉冲，经过D2(US3M)，对储能电容进

行充电。电阻R3，R4，R5，R7，R22组成分压电路，经过R6，将电容两端的电压返回给MCU的ADC端口，

形成闭环回路，调节PWM的输出，对电压进行实时监控。

U3(TL-431)为精密稳压源，经R24与R25分压后，连接至U2的1脚，U2的2脚接到Q1的S引脚(S引脚接功率电

阻至地)，对Q1的电流进行检测，即实现过流保护功能.

电阻R3，R4，R5，R7，R22组成的分压电路，经过R19，将电容两端的电压返回给U1(LM393)，与参考电压

Vref进行比较，其输出控制U2(A302)的4脚SD，实现过压保护。这样可防止当ADC的反馈与MCU接触不良时

，仍然能保护储能电容两端电压在设计范围内

由于可控硅触发电平仅为0.7V，高压触发信号引线经过变压器，为了保证其不被干扰，其信号经R9,R13，

C15,C18滤波后，至U4(LM393)5脚，与Vref(2.5V)比较后，其输出经过上拉电阻至VTRA，然后再去可控硅

触发脚(XC)，电容C5,C6，二极管D5,D6，与T2及XC组成高压触发电路，其触发电压可达10KV以上。

U6与U7组成锂电池充电电路以及保护电路。U7只对充电过程进行过充保护。

3.注明所用到的EDA工具软件名称并附上设计链接。

立创EDA

原理图连接

https://lceda.cn/editor#id=4625cbad21234409a548880879fd321b

https://lceda.cn/editor#id=b16acf4201e94802ac615d44836e3459

四、材料清单（BOM列表)

列出您这个作品所用到的主要器件（关键器件即可），比如单片机&ARM芯片、专用集成芯片(ASIC)、传感器、功能模块等。

如果所列出的芯片是来自我们立创商城上的，最好能写出该器件的商品编号或附上对应购买链接。

1.MCU单片机型号：STM32F030k6t6 商品编号：C46830 购买链接：https://item.szlcsc.com/47834.html
2.大功率MOS管型号：HY3606B 商品编号：C133396    购买链接：https://item.szlcsc.com/144700.html
3.大电流充电管理IC 型号： ME4059 商品编号：C84117 购买链接：https://item.szlcsc.com/85285.html
4.电池保护芯片型号： XB3303A 商品编号：C154937 购买链接：https://item.szlcsc.com/166279.html
5.颜色传感器   型号：TCS3200 商品编号：C92501 购买链接：https://item.szlcsc.com/93694.html
6.升压IC   型号： SX1308 商品编号：C78162 购买链接：https://item.szlcsc.com/79296.html

五、软件部分的描述（选填）

如果您的作品涉及到软件，请列出作品对应的软件工作流程图，及关键部分的例程、源码（如果您想开源的话请上传全部源码）。

按下按键，开机，程序通过ADC检测电容两端电压，当电压低于预订值时，打开PWM，通过变压器升压，给电容充电，当ADC检测电容两端电压高于预订值时，停止PWM输出。当触摸感应IC检测到人体接触时，给出信号，同时肤色传感器传回肤色检测值，判定是否在预定的肤色范围内，若在预定的肤色范围内，则按肤色深浅调整相应的功率值，当发射按键按下时，若触摸感应有效，肤色检测结果有效，则预先开启IGBT，同时启动高压触发脉冲，激发氙灯灯管放电，因为能量W=1/2(C*U*U), 可计算出初始能量W1，此次需释放能量W2，放电完成时电容剩余能量W3= W1-W2，则可计算出W3时对应的电容两端电压值Ub，在放电过程中，实时检测电容两端电压，当电容两端电压低于Ub时，则IGBT关闭，完成本次的能量释放。然后PWM重新启动，对电容进行充电。

1. 触摸感应，肤色识别，按键按下，能量均满足，则开始启动闪光的部分代码：

2. 计算IGBT截止时的电压值，并开始触发高压放电

3. ADC采样计算当前储能电容两端电压，当低于所计算的截止电压时，关闭IGBT，放电停止

六、作品演示

请上传您的作品的功能演示到腾讯视频，并编辑到本楼（或附上视频链接）。按要求上传视频可获得10分，具体详见活动规则。

视频链接：https://v.qq.com/x/page/x0761awxn16.html

七、总结

例如您在完成该作品过程中的一些体会、碰到的技术问题或调试经验、作品的未来规划，及对我们主办方的建议和意见等。

在设计过程中，也遇到了不少问题，比如IGBT触发使用的是可控硅，而可控硅触发电压仅0.7V，触发信号线经过变压器底部，在PWM升压过程中很容易产生干扰从而触发放电。所以在设计，PCBA测试中也走了不少弯路，但在解决问题过程中也积累了很多经验，当然产品设计的也有很多不足之处，比如，如何提高肤色识别的稳定性和可靠性等,如何使产品适合生产等等.