项目说明

         本项目为游戏《东方绯想天》中角色比那名居天子的Cosplay道具，其设计亦可作为像素刃光剑类及全彩灯带控制器类设计的参考。

         本项目提供了像素刃光剑类电源管理和Cosplay道具高效复用的新思路。

         本项目由东方Project同人社团求闻工坊推出。

         注：为便于展示内部电控部分设计，宣发材料中所展示的样机剑柄为透明材质，按道具设定，设计资料中剑柄为黑色材质。

图片展示

项目背景

         目前市售相关道具普遍功能单一，使用场景通常仅为Cosplay活动，难以将道具高效复用于日常生活中，Cosplay活动之外只能闲置吃灰，占用储藏空间。本项目从像素刃光剑的道具属性中提取出其照明、显示功能，结合支持长期外接供电的电源系统与可实时控制灯效的无线串口，本项目硬件在Cosplay活动外可与其他设备配合（如计算机等）作为照明灯、氛围灯、时钟、计算机硬件占用率指示器、温湿度指示器、音频律动灯条等使用。

基础信息

1. 长度：总长约102cm 剑刃长约83cm 剑柄长约19cm
2. 灯珠数量及型号：80颗，WS2812B
3. 锂电池规格：21700，尖头，无保护板
4. 供电方式：锂电池 + USB Type-C外接电源（建议规格为5V 3A及以上）

项目特点

1. 采用可拆卸锂电池设计：锂电池拆装仅需移除两颗螺丝。在乘坐公共交通工具时，可拆卸锂电池设计可实现道具与电池的分离，尽可能避免违反相关锂电池管理条例，便利Coser携带道具旅行的同时保障公共交通安全。
2. 具备程序灯带功率限制功能：考虑到道具需要在漫展等人群聚集处使用展示，本项目通过MCU程序控制将灯带峰值功率限制至约10.5W，避免锂电池输出功率过高或内部线路过流发生危险。
3. 具备闭环灯带功率调整功能：道具在漫展等使用场景中可能难以及时接入大功率充电器。本项目通过积分闭环（具备完整PID环路，实际仅用到了Ki）调节灯带功率，在电池电压下降时适当调低灯带功率使电池路端电压趋于约3.2V，降低一定亮度延长使用时间；亦可使输出能力弱的充电器路端电压趋于约4.7V，尽可能利用电源功率而不使其过载保护。
4. 具备接入舞台灯光系统条件：道具可通过串口外控模式，借助DMX512舞台灯光协议解码硬件（不包含于此项目中）使其接入舞台灯光系统，为携带道具的舞台表演者及观众提供更好的舞台体验。
5. 电源系统支持边充边放：道具可在充电的过程中保持点亮状态，便于漫展游场过程中随时使用充电宝补电。同时道具支持长期外接供电，道具在Cosplay相关活动之外可长期外接供电使用。
6. 串口外控模式自由度高：串口外控模式中每数据包可传输全80颗灯珠RGB数据，最短数据包传输周期为50ms。自由度高，可搭配不同支持串口发送的硬件与无线串口模块实现丰富效果。

部分软硬件设计展示

         使用IP5306作为电源系统主芯片。IP5306原本是充电宝芯片，由于其电源管理功能与本设计需求一致性较高，故在此使用。

         使用TPS63070作为控制部分电源芯片。IP5306外接供电向电池供电转换时输出会短暂掉电，为避免影响控制电路如是设计。

         PCB1

         PCB2

         PCB3

         软件功率限制。

         PID闭环功率调整（实际仅用到了Ki，Kp = Kd = 0）。

         剑刃光效绘制函数。

复刻提示

         详见附件压缩包中的综合说明文档。

使用说明

         绯想剑尾部具有一个电源按键和一个电源指示灯，侧边有一个可以拨动和按下的数据轮（编码器）。

         绯想剑具有2个预设动画模式，照明模式及串口外控模式。其中第2个预设动画模式可用于比那名居天子一设Cosplay。

         详见附件压缩包中的综合说明文档。

结语与致谢

         落墨至此，绯想剑的开发进程，便告一段落了。

         作为普通高中毕业生，绯想剑的设计主要完成于高三在校及毕业后一个半月之中。小生学识浅薄，开发仓促，拙作中疏漏难免，诚盼诸位方家不吝赐教。

         绯想剑项目开发过程中，我参考学习了互联网上大量相关资料。感谢所有资料的创作者们，正因前辈无私分享之源头活水，才得小生今日拙作之半泓潋滟。

         项目从企划到落地，诸多难题的解决离不开“丸山电子厂”（Bilibili UID 62042851）与“東雲寺貍”（Bilibili UID 5993931）二位（排名不分先后）的点拨与引导。在此，特别向二位前辈致以诚挚的感谢，同时祝二位学业有成。

         身处普通高中，在高三年级花不少时间去做“毕业设计”注定是难以被通常眼光接受的。明末侠女柳如是，不惧世俗，几社雅集，侃侃而谈，一袭儒生装潇洒。风骨为鉴，其儒装论道的飒爽英姿，铸就我特立独行的胆魄。高中恩师王晔，赏识之光晔晔破随波逐流迷雾，延誉之芒昀昀亮独立自主前程，赋能我笃定前行的锐气。前者穿越时空赋予我胆魄，后者以当代教育者的胸襟为我破雾引航。

         大家的鼓励与支持，坚定着我去奔赴眉南的千山万水，为绯想剑点染梦的色彩。

         学不可以已。虽然绯想剑本体的设计到此告一段落，但精进技术力的道路漫漫修远。下一个大项目，期待着能为诸位呈上更成熟、更优秀的设计。那时，让我们再会于数字电路代码的平仄里，抑或是模拟电路信号的涟漪间。

叁柒

2025/7/17

本项目修订记录

2025/7/20 首次发布。