创意思想：“基于NFC接口的智能调节护眼灯”设计
一、概述：
现有产品调研情况：
随着当前对教育的重视和人民对美好生活的期盼，护眼灯开始进入千家万户，最广大的用户就是各类学生。目前市面上的护眼灯种类繁多，就目前就使用的一款产品进行了分析。
现有护眼灯的图片：
可以看到，现有产品是以触摸按键方式来控制灯的开关、亮度调节、工作模式设定。
但如果再增加冷暖色调、亮度自动感应等功能，再增加触摸按键，由于机械尺寸限制，难度很大。
现有产品分析：可见现有产品中，对于护眼灯的操作控制相对繁琐，而且由于护眼灯的尺寸限制，难以再增加新的功能按键。对于要求日益增多的护眼灯，急需开发新类型的调整系统。
基于上述分析，提出了基于NFC接口的新型护眼灯设计方案。主要基于如下两方面考虑：
1. 安全和节能考虑：护眼灯为日常用电产品，最好的操控方式还是就近，类似于家庭的房间灯开关，随开随用，；
2. 简化产品原则：现有产品的复杂度不宜再增加、尺寸、重量等也不宜再增加，同时能简化接口，降低成本更好。
一、方案设计
灯现有功能：
1. 开关
2. 亮度手动调节；
3. 定时提醒；
拟增加功能：
1. 冷暖色调切换；
2. 亮度自动调节；
3. 亮度程序调节；
4. 冷暖混合灯光（功能开展）；
5. 其它功能（如夜间自动关机等）
下面开始隆重推出全新的基于NFC的设计方案，
先看看所用的NFC接口芯片及LED驱动控制芯片：
因为具有两路PWM的控制，而且有2Kbit的EEPROM，会让护眼灯的设计大大简化；
The ST25DV-PWM-eSET is a dynamic NFC tag evaluation board based on the ST25DV02K-W2 device, an NFC/RFID tag IC with PWM outputs embedding a 2-Kbit EEPROM that can be partitioned for use-case flexibility.
又因为具有NFC接口，意味着通过外围的控制器，就可以实现近距离的无线控制；
外围的控制器，专门开发？当然不会，成本太高了；那现成的就只有你具有的东西了！你看看周围，肯定奇怪，我手头就有控制器？没错，就是你手中的手机了，只要开发一个手机APP，一切就都简单起来了！
整体控制方案如下：
因为只涉及到手机控制台灯，所以信息为单向数据流。
整体控制思路为：
1、开发手机专用APP作为上位机，充分利用手机的周围环境亮度感应功能实现环境匹配自动调节功能，充分利用手机的定时功能，实现定时提醒；APP上具有开机、关机、亮度调节、冷暖色调调节等功能；
2、台灯采用ST25DV-PWM-eSET为驱动控制板，根据手机APP的设定数据，实现两路PWM的开关、占空比设定功能；
3、手机采用具有NFC功能手机，利用ST25DV-PWM-eSET的NFC接口，作为无线通讯的接口。
查看ST25DV-PWM-eSET驱动控制板，其输出的PWM为3.3V信号，7个LED灯通过和不同电压比较来指示PWM输出的占空比情况。
硬件设计原理如下图：仅仅以一路示意，另一路完全相同。
偷懒直接采用了3.3V电压源，实际应该是ACDC源，LED多个。
主要设计思路为： ST25DV-PWM-eSET 控制板输出的PWM信号用来控制MOSFET的开关，实现灯光亮度的调节，因为此处开关频率较高，同时考虑隔离，所以用了MOSFET。当然可以选用三极管降低成本，如果用光耦隔离，则安全性进一步提高，控制板不会在故障情况下引入大电流，安全性保障更高。
因为 ST25DV-PWM-eSET 控制板具有两路PWM输出，所以可以将护眼灯的LED分为两路独立控制，一路为暖色系列LED、一路为冷色系列LED。当然两路可以同时工作，实现冷暖混合色。
同时由于手机APP上可以实现亮度调节，灯的开关控制，所以台灯灯体上的各种触摸按键可以取消，由手机APP实现全部控制功能。
手机实现了PWM控制，而且调控后，自动写入到ST25DV-PWM-eSET 控制板的EEPROM中，数据自动保存，下次加电时，按已经存储的数据进行PWM输出。
整体实现效果如下：
仅仅以其配套的LED作为尝试啊，真得弄个台灯出来，费用还是支撑不起齐来的！
板子本身也有一定的驱动能力，可以外接LED等展示，但手头没有3.3的LED，只要12V的，用12V的试了一下，可以被点亮，但在占空比比较小时，几乎没有亮度。
利用ST25配套的软件，对ST25DV-PWM-eSET 控制板的LED进行了PWM控制，如下图：
LED点亮、调光，两路独立控制，效果还是杠杠的！
欠缺的功能：
1）对于根据环境亮度自动调节台灯亮度，也是利用手机的自动屏幕调节功能实现，读取手机的亮度感应数据，设定台灯中ST25DV-PWM-eSET 控制板工作参数即可。
2）对于台灯原有的定时模式，由于 ST25DV-PWM-eSET 控制板无定时器或MCU，所以这个需要额外增加硬件实现；对此，当然可以在手机APP里面设定，到时间手机声音提醒，这样做可以节省硬件，但用户的体验不一定好，而且手机不会一直放在NFC感应控制区，所以台灯亮度是不调节的。
开发中的波折：
1. 手机NFC读Tag问题：
手机死活读不到 ST25DV-PWM-eSET 控制板的tag信息，尝试了借的图书的tag读取，发现只能读取到NXP的tag，其它的tag也读不到，最初以为是软件有问题，需要从新下载软件，然后下载出现网站有链接错误，最后下载成功，发现和原来的一样，然后开始怀疑人生了，此处省略郁闷10000字。。。。。。然后开始在网上查找手机的NFC芯片情况，结果都是显示的NFC感应区在哪里，然后尝试用感应区去和tag交互，奇迹发生了，所有的tag都能读到了，这心里高兴啊。。。。。
原来NFC的接口对于感应线圈的位置有比较严格的要求，距离近但线圈错开，基本就没法读到数据了。。。。。这相对于蓝牙、WIFI等的球形，还是有点不方便，但应该更安全。
2. 画图中的波折：因为有了思路，开始画图，结果发现悲催了，Altium因为license问题，无法启动，只能用multisim进行粗略的画图示意了。。。。。。
3. 想进行硬件的实际演示操作，结果发现LED是12V的，仪表通用的，这也是遗憾啊，手头还是欠缺些东西啊。。。。。。
后续需要研究的内容：
1. PWM的开关频率问题，频率越高，波动越小，灯的亮度越稳定，但开关速度也会带来开关的功耗问题，这个后续需根据硬件的具体情况来确定合适的开关频率，减少亮度波动，同时降低功耗；
2. 开发专用的APP，现有的ST25Demo版本APP已经很好，功能很强大了，但毕竟不是专用的，操作还是有些不便，简化易用的版本还是可以开发一下；
3. 对ST25DV-PWM-eSET 控制板的优化设计，去除7个*2路的LED等，对主控CPU的定时功能进行分析或增加芯片；
4. 护眼灯的工业设计，去除触摸按键，LED灯色温选择、分路等。
特别感谢：
1. 特别感谢一位小朋友Judy，对使用台灯时，抱怨夏天还是暖色调，学习时间长了，非常烦躁！冷暖色调是必须的！色调混合会更好！所以这个好的Idea应该是Judy小朋友想到的，我只是翻译了一下而已！
2. 特别感谢ST公司，提供了一块ST25DV-PWM-eSET 控制板，及STSW-ST25001的APP，节省了大量的复杂开发时间！
3. 对于现有的LED护眼灯，为好视力品牌，使用效果还是非常满意的，亮度很好，为学习专用，对学生而言强力推荐，当然价格也还可以接收，119元！改进等也是基于这个产品的。
后续工作建议：
1. ST网站好好升级下，下载、看介绍视频，慢如蜗牛；下载APP手续繁琐，建议简化、国内镜像！
2. 很多人会奇怪，为什么选择NFC接口，其它的红外、WIFI、蓝牙接口不都可以吗？当然，因为ST赞助了，只能首选NFC接口了，而且用在台灯这里也比较合乎实际；红外接口也很好，但考虑到手机很多红外接口没有，得配专用的控制器，所以不是很好的选择；至于WIFI或蓝牙，从接口而言，也是很好的选择，很多电子秤、智能的随身设备都是这类接口，也是优选之一。但因为这次是命题作文，而且也符合实际，所以NFC为开发重点了！
最后感谢：
面包板社区，提供了很好的交流平台，感谢ST的工程师，培训到位，讲解到位！
另：免费赠送大礼包，附上冷暖色调的介绍！来源于百度。
色温在5300k以上的叫冷色光，色温在3300K以下的是叫暖色光。
区别如下：
1、所含能量的大小有所差异。因色温、波长、频率的不同，冷暖色给人造成的感觉也就会产生差异。
2、适用的场景不一样。冷色光适合用在橱窗、大型工厂建筑工地、商场等，暖色光适合用在家庭住宅等。
3、冷色光和暖色光都能在不同程度上影响人的情绪。一般情况下冷暖是搭配使用的用中国哲学来解释阴阳调和，互补互足，不同环境有不同搭配。
扩展资料：
暖色光的色温在3300K以下，暖色光与白炽灯相近，红光成分较多，能给人温暖、健康、舒适的感觉。适用于家庭、住宅、宿舍、宾馆等场所或温度较低的地方。
冷色光又叫日光色，它的色温在5300K以上，光源接近自然光，有明亮的感觉，使人精力集中。适用于办公室、会议室、教室、绘图室、设计室、图书馆的阅览室、展览橱窗等场所。
另外，人对色性的感受也强烈受光线和邻近颜色的影响。色彩的冷暖感觉是人们在长期生活实践中由于联想而形成的。红、橙色常使人联想起红色的火焰，因此有温暖的感觉，所以称为“暖色”；绿、蓝色常使人联想起绿色的森林和蓝色的冰雪，因此有寒冷的感觉，所以称为“冷色”；黄、紫等色给人的感觉是不冷不暖，故称为“中性色”。
/3 
各位网友尽管拍砖啊！
感觉还是有市场前景的，ST公司的可以做个原型机，当然也可以提供赞助，干活让我等工程师来啊！