分享星空投影灯方案

在科技与浪漫的交汇处，一款能够将浩瀚星空浓缩于掌心的投影仪，无疑是现代生活中的点睛之笔。无论是为卧室增添一抹梦幻色彩，还是作为一份独特的礼物。然而，如何在有限的成本内实现卓越的投影效果，一直是行业面临的挑战。今天，我们将介绍一款基于8 位 MCU 的星空投影仪控制方案，它不仅能够满足上述需求，还能在极短的开发周期内实现量产，为市场带来全新的选择。

方案定位

星空投影灯方案面向三类需求：

桌面氛围：卧室、儿童房、情侣晚餐；
礼品潮玩：节日限定、IP 联名；
教育科普：天文入门、地理教室。

核心功能一览

    8 大投影场景

① 银河漫游：360° 旋转 + 呼吸星云，周期 2 min
② 流星花园：随机 3-5 颗流星/秒，拖尾 400 ms
③ 北极星静态：高亮聚焦，适合拍人像
④ 极光律动：绿色激光扫顶，RGB 背光跟随音乐节拍
⑤ 儿童睡眠：橙暖光 15 min 渐暗至 5 %，自动关机
⑥ 学习模式：12 星座连线，每 10 s 语音播报星座名称（外挂 16 M-bit SPI Flash）
⑦ 生日惊喜：红绿闪烁 + 内置生日歌蜂鸣器
⑧ 自定义：手机小程序红外码上传 16 组颜色/速度/角度

    智能交互

    • 自动亮度：BH1750 每秒采样，环境光 < 5 lux 时亮度 100 %，> 50 lux 自动降到 30 %，白天不刺眼。

• 水平校正：MPU6050 检测倾斜角 > 15°，步进电机微调到水平，保证北极星不跑偏。

• 遥控 + 机载按键双备份：3 m 距离 38 kHz NEC 协议。

• 电量可视化：关机前 3 s 用 36 颗灯珠跑马列格灯，一格 ≈ 10 % 电量。

    低功耗策略

• 运行 60 mA（全亮 + 电机），睡眠 200 µA；
• 内置 RTC 唤醒：可预约 23:00 自动开启睡眠模式，5 h 后关机。

MCU 资源分配

GPIO 口 12 个全部用完：

PA0  IR-RX
PA1  WS2812B-DIN
PA2  STEP-MOTOR A
PA3  STEP-MOTOR B
PA4  STEP-MOTOR C
PA5  STEP-MOTOR D
PA6  LASER-1 PWM
PA7  LASER-2 PWM
PB0  BH1750-SDA
PB1  BH1750-SCL
PB2  MPU6050-SDA
PB3  MPU6050-SCL

算法亮点

    星空片相位同步

步进电机每步 5.625°，辉芒微MCU用 16 位定时器中断 1 kHz，细分 16 微步，运行噪声 < 25 dB。

旋转角度 = (tick × 0.352°)，同步更新 WS2812B 星图，北极星始终对准镜头中心。

    流星随机算法

使用 MCU 的 LFSR 伪随机数，每帧 100 Hz 刷新：

star_index = (LFSR >> 8) & 0x3F; // 0-63 
fade_length = (LFSR & 0x0F) + 4; // 4-19 帧 

    激光安全控制

双路激光 PWM 频率 5 kHz，占空比 0-80 % 可调；若陀螺仪检测跌落 > 1 g，100 ms 内关闭激光，防止直射眼睛。

结语

星空投影灯方案凭借其创新的设计和高效的实现方式，重新定义了星空投影仪的可能性。