实现智能风扇功能的Arduino教学仪器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型是实现智能风扇功能的Arduino教学仪器。该实用新型主要涉及温度传感器、直流电机、LED灯、Arduino等电子设备的应用，具体涉及自动控制、电子、计算机控制、智慧家庭等相关技术领域。
【背景技术】
[0002]Arduino价格低廉，设计简单方便，广受世界各地电子爱好者和互动设计师的喜爱，使用Arduino能够创造出各种新奇有趣的互动装置。随着其应用范围的不断扩大，越来越多的高校将Arduino课程作为物联网相关专业的必修课程。实验设备供应商开始给广大爱好者、高校实验室提供各式各样的Arduino套件，为学习者提高技术提供了极大的方便。目前，市场上Arduino套件虽然使用方便，易于学习者学习，但是大多数都是过度包装、过度封装。过度的包装，极大程度地造成了资源的浪费，不符合节能环保的理念；过度的封装，屏蔽了过多的实现细节，学习者的学习过程仅仅是将零部件拼接，无法深入理解各个部件的细节信息。
【发明内容】
[0003]针对当前Arduino学习套件存在的过度包装、过度封装问题，本实用新型提出了一种使用废弃硬质包装材料构造Arduino附件的方法。采用废弃硬质材料构造一个盒子，在盒子内安装元器件构成智能风扇动力控制系统，在直流电机上安装使用废弃硬质材料裁剪而成的扇叶作为风扇模拟装置。实验过程中，采用未经过封装的直流电机、温度传感器、双H桥电机驱动芯片、Arduino进行连接，组成智能风扇。采用温度传感器对当前温度进行采集，根据采集的温度控制直流电机I与直流电机2的转动情况，根据温度不同，模拟风扇可能处于三种状态:
[0004]I)电机I与电机2均停止。此时，模拟风扇I与模拟风扇2处于关闭状态。
[0005]2)电机I转动、电机2停止。此时，模拟风扇I处于工作状态，模拟风扇2处于关闭状态。
[0006]3)电机I与电机2均转动。此时，模拟风扇I与模拟风扇2均处于工作状态。
[0007]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:该教学仪器的设备连接示意图如图1所示，其包含一个盒子，盒子采用废弃的硬质材料裁剪而成，盒内有Arduino板、双H桥电机驱动芯片L298N、1000欧姆的可变电阻、外部电源；在盒子的右侧有温度传感器LM35，在盒子顶部有两个直流电机、一个LED灯，在每个直流电机上均有使用废弃硬质材料裁剪而成的扇叶。
[0008]电路图如图2，双H桥电机驱动芯片L298N(2)的ENA引脚(21)、INl引脚(22)、IN2引脚(23)、ENB引脚(24)、IN3引脚(25)、IN4引脚(26)分别按照顺序依次与Arduino板⑴的PWM引脚I (11)、数字引脚I (12)、数字引脚2(13)、PWM引脚2(14)、数字引脚1(15)、数字引脚2(16)连接；双!1桥电机驱动芯片L298N(2)中用于驱动直流电机电源的引脚I (201)、引脚2(202)连接到外接电源(8);双H桥电机驱动芯片L298N(2)的OUTl引脚(211)、0UT2引脚(212)连接到直流电机I (6);双H桥电机驱动芯片L298N(2)的0UT3引脚(221)、0UT4引脚(222)连接到直流电机2(7);双H桥电机驱动芯片L298N(2)的电源引脚(231)、GND引脚(232)依次连接到Arduino板(I)的电源引脚(17)、GND引脚(10);温度传感器LM35(3)的电源引脚(31)、模拟输出引脚(32)、GND引脚(33)按照顺序依次连接到Arduino板(I)的电源引脚(17)、模拟引脚I (18)，GND引脚(10) ；LED灯通过一个1000欧姆的可变电阻连接到Arduino板。
[0009]本实用新型的有益效果是，智能风扇实验仪器制作过程中采用了废弃的硬质材料，体现了节能环保的理念，节约了能源，避免了浪费。实现的过程中，采用未经过二次封装的元器件进行直接组装，提高了学习者的学习兴趣，利于学习者掌握更多的细节信息。
【附图说明】
[0010]图1是实现智能风扇功能的Arduino教学仪器的设备连接示意图。
[0011]图1中，附图标记81是由废弃包装材料裁剪而成的盒子，附图标记82是Arduino板，附图标记83是双H桥电机驱动芯片L298N，附图标记84是温度传感器LM35，附图标记85是直流电机1，附图标记86是直流电机2，附图标记87是使用废弃硬质材料裁剪而成的扇叶1，附图标记88是使用废弃硬质材料裁剪而成的扇叶2，附图标记89是LED灯，附图标记810是1000欧姆的可变电阻，附图标记811是外部电源。为了说明上的方便，将直流电机I与扇叶I的组成部分简称为模拟风扇1，将直流电机2与扇叶2的组成部分简称为模拟风扇2。
[0012]图2是实现智能风扇功能的Arduino教学仪器的电路图。
[0013]图2中，附图标记I是Arduino板、附图标记10是Arduino板的GND引脚、附图标记11是Arduino板的PWM引脚1、附图标记12是Arduino板的数字引脚1、附图标记13是Arduino板的数字引脚2、附图标记14是Arduino板的PWM引脚2、附图标记15是Arduino板的数字引脚3、附图标记16是Arduino板的数字引脚4、附图标记17是Arduino板的电源引脚、附图标记18是Arduino板的模拟引脚1、附图19是Arduino板的数字引脚5。附图标记2是双H桥电机驱动芯片L298N、附图标记21是双H桥电机驱动芯片L298N的ENA引脚、附图标记22是双H桥电机驱动芯片L298N的INl引脚、附图标记23是双H桥电机驱动芯片L298N的IN2引脚、附图标记24是双H桥电机驱动芯片L298N的ENB引脚、附图标记25是双H桥电机驱动芯片L298N的IN3引脚、附图标记26是双H桥电机驱动芯片L298N的IN4引脚，附图标记211是双H桥电机驱动芯片L298N的OUTl引脚、附图标记212是双H桥电机驱动芯片L298N的0UT2引脚、附图标记221是双H桥电机驱动芯片L298N的0UT3引脚、附图标记222是双H桥电机驱动芯片L298N的0UT4引脚，附图标记201是双H桥电机驱动芯片L298N中用于驱动直流电机电源的引脚1，附图标记202是双H桥电机驱动芯片L298N中用于驱动直流电机电源的引脚2，附图标记231是双H桥电机驱动芯片L298N的电源引脚、附图标记232是双H桥电机驱动芯片L298N的GND引脚。附图标记3温度传感器LM35、附图标记31是温度传感器LM35的电源引脚、附图标记32是温度传感器LM35的模拟输出引脚、附图标记33是温度传感器LM35的GND引脚。附图标记4是LED灯。附图标记5是1000欧姆的可变电阻。附图标记6是直流电机I。附图标记7是直流电机2。附图标记8是外部电源。
【具体实施方式】
[0014]实现智能风扇功能的Arduino教学仪器的设备连接示意图如图1所示。使用废弃的硬质材料裁剪成一个盒子(81)，在盒子(81)的底部放置Arduino板(82)，在盒子(81)垂直方向中间位置的左边放置双H桥电机驱动芯片L298N(83)，在盒子(81)垂直方向中间位置的右侧三分之二处放置1000欧姆的可变电阻(810)，在盒子(81)的垂直方向的右侧五分之四处位置安置外部电源(811)，在盒子(81)的右侧边缘位置安置温度传感器LM35 (84)，在盒子(81)顶部左侧位置安置直流电机I (85)，在直流电机1(85)上安置使用废弃硬质材料裁剪而成的扇叶I (87)，在盒子(81)顶部中间位置安置直流电机2(86)，在直流电机2(86)上安置使用废弃硬质材料裁剪而成的扇叶2 (88)，在盒子(81)顶部右侧位置安置LED灯(89)ο
[0015]实现智能风扇功能的Arduino教学仪器的电路图如图2所示，双H桥电机驱动芯片L298N(2)的ENA引脚(21)与Arduino板(I)的PWM引脚1(11)连接，双H桥电机驱动芯片L298N(2)的INl引脚(22)与Arduino板(I)的数字引脚1(12)连接，双H桥电机驱动芯片L298N(2)的IN2引脚(23)与Arduino板(I)的数字引脚2(13)连接，双H桥电机驱动芯片L298N(2)的ENB引脚(24)与Arduino板(I)的PWM引脚2 (14)连接，双H桥电机驱动芯片L298N(2)的IN3引脚(25)与Arduino板(I)的数字引脚1(15)连接，双H桥电机驱动芯片L298N(2)的IN4引脚(26)与Arduino板(I)的数字引脚2(16)连接；双H桥电机驱动芯片L298N中用于驱动直流电机电源的引脚I (201)、引脚2 (202)连接到外接电源
(8);双H桥电机驱动芯片L298N(2)的OUTl引脚(211)、0UT2引脚(212)连接到直流电机1(6);双!1桥电机驱动芯片L298N(2)的0UT3引脚(221)、0UT4引脚(222)连接到直流电机2(7);双!1桥电机驱动芯片L298N(2)的电源引脚(231)连接到Arduino板(I)的电源引脚
(17)，双H桥电机驱动芯片L298N(2)的GND引脚(232)连接到Arduino板(I)的GND引脚
(10);温度传感器LM35(3)的电源引脚(31)连接到Arduino板(I)的电源引脚(17)，温度传感器LM35(3)的模拟输出引脚(32)连接到Arduino板(I)的模拟引脚I (18)，温度传感器LM35 (3)的GND引脚(33)连接到Arduino板(I)的GND引脚(10) ；LED灯(4) 一端与Arduino板(I)的GND引脚(10)连接，另一端与1000欧姆的可变电阻(5)相连，该1000欧姆的可变电阻(5)另一端与Arduino板(I)的数字引脚5(19)相连。
【主权项】
1.一种实现智能风扇功能的Arduino教学仪器，其特征是:该教学仪器包含一个盒子，盒子采用废弃的硬质材料裁剪而成，盒内有Arduino板、双H桥电机驱动芯片L298N、1000欧姆的可变电阻、外部电源；在盒子的右侧有温度传感器LM35，在盒子顶部有两个直流电机、一个LED灯，在每个直流电机上均有使用废弃硬质材料裁剪而成的扇叶；双H桥电机驱动芯片 L298N(2)的 ENA 引脚(21)、INl 引脚(22)、IN2 引脚(23)、ENB 引脚(24)、IN3 引脚(25)、IN4引脚(26)分别按照顺序依次与Arduino板(I)的PWM引脚I (11)、数字引脚I (12)、数字引脚2(13)、PWM引脚2 (14)、数字引脚I (15)、数字引脚2 (16)连接WH桥电机驱动芯片L298N(2)中用于驱动直流电机电源的引脚I (201)、引脚2(202)连接到外接电源⑶；双11桥电机驱动芯片L298N(2)的OUTl引脚(211)、0UT2引脚(212)连接到直流电机I (6);双H桥电机驱动芯片L298N(2)的0UT3引脚(221)、0UT4引脚(222)连接到直流电机2 (7);双H桥电机驱动芯片L298N(2)的电源引脚(231)、GND引脚(232)依次连接到Arduino板(I)的电源引脚(17)、GND引脚(10);温度传感器LM35 (3)的电源引脚(31)、模拟输出引脚(32)、GND引脚(33)按照顺序依次连接到Arduino板⑴的电源引脚(17)、模拟引脚I (18)，GND引脚(10)。
【专利摘要】本实用新型是实现智能风扇功能的Arduino教学仪器，本实用新型涉及自动控制、电子、计算机控制、智慧家庭等相关技术领域。电路组成上，双H桥电机驱动芯片L298N的引脚分别按照特定的顺序依次与Arduino板的引脚连接；双H桥电机驱动芯片L298N中的引脚分别连接到外接电源、直流电机1、直流电机2、Arduino板的电源及GND引脚；温度传感器引脚按照顺序依次连接到Arduino板的对应引脚。电路图如图所示。外观组成上，使用废弃硬质材料裁剪一盒子，盒内安放Arduino、电机驱动芯片、可变电阻、外部电源，盒子右侧边缘安置温度传感器，盒子顶部安置直流电机、LED灯,在直流电机的顶部安装使用废弃硬质材料裁减而成的自制扇叶。该仪器能够广泛地应用于Arduino的教学活动中。
【IPC分类】G09B23/18
【公开号】CN204632202
【申请号】CN201520182286
【发明人】李立宗
【申请人】天津职业技术师范大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年3月30日