一种基于单片机的智能风扇系统的制作方法

本实用新型涉及单片机技术领域，具体的说是一种基于单片机的智能风扇系统。

背景技术：

近年来，随着科技水平不断提高，家用电器的款式、性能都有了很大改善，智能家居也渐渐走入人们日常生活之中。风扇作为最早的取凉用具，具有节能、促进空气流通、降温慢不易得病等优势，深受很多人的喜爱。但是传统的风扇属于有级调速，不能满足更高的要求，并且在一些不太方便手动调速的场合，例如睡觉、开车等情况，不能根据外界信息来改变转速，更是给生活带来了些许不便。人们外出时有时会忘记关掉风扇，风扇在无人情况下持续工作，不仅浪费电源，而且如果长时间工作会减少风扇的使用寿命。目前国内市场很少见真正的智能风扇，大多风扇只是多了摇头、自然风等选项，仍然属于传统风扇的范畴。

因此，为克服上述技术的不足而设计出一款在手动模式下可以进行无极调速、能满足适合人们自己的转速要求、在无人情况下可以自动停止工作、节省电源的一种基于单片机的智能风扇系统，正是发明人所要解决的问题。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种基于单片机的智能风扇系统，其结构简单，在手动模式下可以进行无极调速，能满足适合人们自己的转速要求，能根据外界信息来改变转速，使用方便，在无人情况下可以自动停止工作、节省电源。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于单片机的智能风扇系统，其包括STM8S105C6单片机、蓝牙模块、手动调速模块、电流放大电路、可控硅、风扇驱动电路、风扇、测速模块、测温模块，所述STM8S105C6单片机分别与蓝牙模块、手动调速模块、测温模块、按键、LCD显示屏、时钟电路、晶振电路、复位电路、电源连接，所述蓝牙模块可与手机终端的APP进行无线连接，所述STM8S105C6单片机通过电流放大电路连接可控硅，所述可控硅通过风扇驱动电路连接风扇，所述风扇通过测速模块与STM8S105C6单片机连接，所述STM8S105C6单片机还连接有红外接收电路、人体感应电路，所述人体感应电路采用BISS0001红外热释电处理芯片。

进一步，所述风扇采用12V的直流风扇。

进一步，所述电源包括有220V交流电、12V直流电池。

进一步，所述测速模块选用霍尔传感器。

进一步，所述测温模块选用DS18B20芯片。

本实用新型的有益效果是：

1、本文设计的智能风扇系统，在手动模式下可以进行无极调速，并且对速度进行闭环控制，可以达到高精度的要求。手动模式下还有一键采集功能，将适合自己的温转速点进行存储，作为手机APP调节合适温度-转速曲线的参考。自动模式下风扇将根据温度-转速曲线来动态调节转速，满足每个人的需求，可以使用手机端APP来控制、调节风扇。同时单片机与人体感应电路连接，通过检测人体红外信号来判断有无人的存在，当人们离开时，单片机便会控制风扇驱动电路，停止风扇的工作，节省电能而且还能避免风扇长时间工作而缩短风扇的使用寿命。

2、本实用新型的风扇采用12V的直流电扇作为控制对象，直流电扇调速相对简单、精确，易于实现并且风扇采用可选择的双电源供电，既可以通过220V交流电变换得到供电电压，同时也可以直接使用车载电平、12V直流电池直接供电，增大了风扇的使用空间。

附图说明

图1是本实用新型系统总体结构框图。

图2是本实用新型风扇驱动电路原理图。

图3是本实用新型STM8S105C6单片机电路原理图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型，应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落在申请所附权利要求书所限定的范围。

参见图1是本实用新型系统总体结构框图，该结构一种基于单片机的智能风扇系统，包括STM8S105C6单片机、蓝牙模块、手动调速模块、电流放大电路、可控硅、风扇驱动电路、风扇、测速模块、测温模块，STM8S105C6单片机分别与蓝牙模块、手动调速模块、测温模块、按键、LCD显示屏、时钟电路、晶振电路、复位电路、电源连接，蓝牙模块可与手机终端的APP进行无线连接，STM8S105C6单片机通过电流放大电路连接可控硅，可控硅通过风扇驱动电路连接风扇，风扇通过测速模块与STM8S105C6单片机连接。风扇采用12V的直流风扇，电源可以为220V交流电变换得到的供电电压，也可以是直接使用车载电瓶，或者使用12V直流电池直接供电，测速模块选用霍尔传感器，测温模块选用DS18B20芯片。STM8S105C6单片机还连接有红外接收电路、人体感应电路，人体感应电路采用BISS0001红外热释电处理芯片。

本实用新型以单片机STM8S105C6作为控制核心，通过可控硅控制电压进以控制风扇转速。人机交互通过键盘、LCD显示屏完成，完成手动模式下风扇的控制。蓝牙模块作为与手机通信的通道，来进行数据采集与载入等。

选用12V直流电扇作为控制对象，直流电扇调速相对简单、精确，易于实现并且风扇采用可选择的双电源供电，既可以通过220V交流电变换得到供电电压，同时也可以直接使用车载电平、12V直流电池直接供电，增大了风扇的使用空间。

参见图2是本实用新型风扇驱动电路原理图，风扇驱动电路采用桥式可逆PWM调速方式进行调速。主电路使用IRF540N组成H桥，In5819二极管提供续流通道。IRF540N开关速度快、能耗小。Q2、Q4导通时，风扇启动。IRF540N需要12V及以上的的电平驱动。选择IR2104作为驱动芯片，可以符合要求。IR2104自带死区，因此控制过程安全、方便。

由于风扇结构特殊，齿轮以及对射光电传感器不容易安装，因此选择霍尔传感器作为测速模块。只要有磁场存在，就输出高电平信号，如此只需在风扇转动结构上安装一块小磁铁，便可通过霍尔传感器完成速度数据采集工作。

参见图3是本实用新型STM8S105C6单片机电路原理图，单片机选择STM8S105C6，性价比高。具有多路PWM输出通道，多个输入捕获通道，每个输入输出引脚皆可设置中断。拥有串口AD转换等功能，完全满足系统要求。

测温模块是DS18B20芯片，DS18B20芯片在与微处理器连接时仅需要一条口线即可，节省引脚，测温范围-55℃～+125℃，固有测温误差1°，符合系统要求，并且具有体积小硬件开销低、抗干扰能力强、精度高等优点。

热释电的主控芯片是BISS0001是一款具有较高性能的传感信号处理集成电路。具有独立的高输入阻抗运算放大器，可与多种传感器匹配进行信号处理。带有双向鉴幅器，可有效抑制干扰，结构新颖、稳定可靠、调解范围宽。

本实用新型智能风扇系统在手动模式下可以进行无极调速，并且将满意的温度速度点进行存储。在手机端可以随意更改调速曲线，满足自己的要求。自动模式下可以根据温度一转速曲线调节转速，并且使用闭环控制策略，增强系统的抗干扰性，采用的12V直流电压则大大增加了使用场合，具有个性化、节能、方便易用正的优点。并且本系统还加入了人体感应模块，可以根据周围是否有人来控制风扇的启动和停止，可以有效的解决人们应出门而忘记关闭风扇而带来的不必要的电力资源浪费。