一种风扇及控制电路的制作方法

本实用新型涉及家用电器技术领域，特别涉及一种风扇及控制电路。

背景技术：

电风扇作为一种常用的家用电器，具有耗电量低的优点，在炎热的夏季，一般家庭都会使用电风扇使空气加速流通，起到清凉解暑和空气流通的作用，提高人体舒适感。

现有的电风扇一般具备摇头功能，但其摇头范围是固定的，即摇头角度是固定的；当使用人数较少时，若采用固定模式进行吹风，存在部分使用者不能吹到风的问题；若采用摇头模式进行吹风，存在转动区域过大，转动区域内的部分区域不存在使用者的情况，而电风扇转动一个周期的时间较长，导致使用者等待吹风的时间较长，降低了用户的使用体验。

可见，现有技术还有待改进和提高。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种风扇及控制电路，通过信号接收单元、控制单元和角度测量单元的配合，可根据客户需求设定风扇的摆动范围，提高用户的使用体验。

为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：

一种风扇的控制电路，包括供电单元以及分别与供电单元电性连接的控制单元、信号接收单元、角度测量单元和驱动单元；所述控制单元包括第一控制芯片u1，所述信号接收单元用于接收遥控器所发送的角度设定信号，所述角度测量单元用于测量风扇的旋转角度，所述驱动单元用于实现风扇的正反转；信号接收单元接收角度设定信号并反馈至控制单元；所述信号接收单元、角度测量单元和驱动单元分别与控制单元电性连接。

所述的风扇的控制电路中，所述信号接收单元包括红外三极管m1，所述红外三极管m1的引脚1与供电单元连接，所述红外三极管m1的引脚2与第一控制芯片u1的引脚12连接。

所述的风扇的控制电路中，所述角度测量单元包括第二电阻r2和可调式角度传感器rv1，所述第二电阻r2的一端与供电单元连接，第二电阻r2的另一端与可调式角度传感器rv1连接，可调式角度传感器rv1还与第一控制芯片u1的引脚1连接。

所述的风扇的控制电路中，所述驱动单元包括正反转驱动单元；所述正反转驱动单元包括第一直流电机m1、第一三极管q1、第二三极管q2、第一继电器k1和第二继电器k2；所述第一三极管q1的基极与第一控制芯片u1的引脚25连接，第一三极管q1的集电极与第一继电器k1连接，所述第二三极管q2的基极与第一控制芯片u1的引脚26连接，第二三极管q2的集电极与第二继电器k2连接，所述第一继电器k1和第二继电器k2分别与第一直流电机m1连接。

所述的风扇的控制电路中，所述信号接收单元还可接收遥控器所发送的换挡信号，所述驱动单元还包括强度转换单元，所述强度转换单元用于调整风扇所输出的风量的强度大小，所述强度转换单元与第一控制芯片u1电性连接。

所述的风扇的控制电路中，所述强度转换单元包括第二直流电机m2、第三三极管q3、第四三极管q4、第五三极管q5、第三继电器k3、第四继电器k4和第五继电器k5；所述第三三极管q3的基极与第一控制芯片u1的引脚21连接，第三三极管q3的集电极与第三继电器k3连接；所述第四三极管q4的基极与第一控制芯片u1的引脚22连接，第四三极管q4的集电极与第四继电器k4连接；所述第五三极管q5的基极与第一控制芯片u1的引脚23连接，第五三极管q5的集电极与第五继电器k5连接，所述第三继电器k3、第四继电器k4和第五继电器k5分别与第二直流电机m2连接。

本实用新型还相应地提供了一种风扇，包括底座和设置于底座顶部的可转动的风扇头，所述底座内设置有pcb板，所述pcb板上印刷有上述的风扇的控制电路，所述风扇头的一侧设置有用于实现风扇头正反转的正反转机构，所述风扇头的底部设置有用于测量风扇头旋转角度的角度传感器，所述正反转机构和角度传感器分别与pcb板电性连接。

所述的风扇中，所述正反转机构包括摇杆机构、第一直流电机、第一齿轮和第二齿轮，所述第一直流电机与第一齿轮连接，所述第一齿轮和第二齿轮啮合，所述第二齿轮与摇杆机构的一端连接，摇杆机构的另一端与所述底座连接。

所述的风扇中，还包括中心轴和连接板，所述连接板上开设有通孔，所述角度传感器通过所述通孔与所述中心轴连接。

有益效果：

本实用新型提供了一种风扇及控制电路，所述风扇的控制电路包括信号接收单元、控制单元、角度测量单元和驱动单元；信号接收单元、控制单元和角度测量单元的配合，使用户可根据个人需求设定风扇的摆动范围，控制单元、角度测量单元和驱动单元的配合，使风扇可在用户所设定的角度范围内转动，提高风扇的实用性且可提高用户的使用体验。

附图说明

图1为本实用新型提供的风扇的控制电路的结构示意图；

图2为本实用新型提供的控制单元的电路结构图；

图3为本实用新型提供的信号接收单元的电路结构图；

图4为本实用新型提供的角度测量单元的电路结构图；

图5为本实用新型提供的正反转驱动单元的电路结构图；

图6为本实用新型提供的强度转换单元的电路结构图；

图7为本实用新型提供的风扇的结构示意图；

图8为本实用新型提供的风扇头的结构示意图；

图9为本实用新型提供的a部分放大图。

主要元件符号说明：1-底座、2-风扇头、31-第一直流电机、32-第一齿轮、33-第二齿轮、34-摇杆机构、4-角度传感器、5-连接板、51-通孔、6-中心轴。

具体实施方式

本实用新型提供了一种风扇及控制电路，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型作进一步详细说明。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“顶部”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，不能理解为对本实用新型的限制；此外，术语“安装”、“连接”等应做广义理解，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参阅图1至图6，本实用新型提供了一种风扇的控制电路，包括供电单元以及分别与供电单元电性连接的控制单元、信号接收单元、角度测量单元和驱动单元，所述信号接收单元、角度测量单元和驱动单元分别与控制单元电性连接；所述控制单元包括第一控制芯片u1，所述信号接收单元用于接收遥控器所发送的角度设定信号，所述角度测量单元用于测量风扇的旋转角度，所述驱动单元用于实现风扇的正反转；信号接收单元接收角度设定信号并反馈至控制单元；所述控制单元在接收到所述角度设定信号的时刻获取角度测量单元所反馈的角度信息，并根据角度信息控制驱动单元的工作；所述供电单元为现有技术，所述供电单元可以但不限于是型号为sm7095-12的电源芯片。

本实用新型提供的风扇的控制电路，通过信号接收单元接收遥控器所发送的各种信号，当信号接收单元接收到遥控器所发送的角度设定信号并反馈至控制单元时，控制单元获取该时刻的角度测量单元所反馈的角度信息，并将该时刻的角度信息设置为风扇摇头范围的左限位角度或右限位角度；在风扇的后续工作过程中，控制单元实时获取角度测量单元实时反馈的角度信息，当风扇的摇头角度与左限位角度或右限位角度一致时，控制单元输出控制信号至驱动单元，驱动单元实现风扇的正反转，实现风扇在用户设定的角度范围内转动，即用户可根据个人需求调整风扇的摇头范围，提高用户的使用体验。

请参阅图2，在一个实施例中，所述第一控制芯片u1为stc12c5a60s2单片机，具有低功耗、运行速度快和抗干扰强的优点，此型号的单元机集成2路pwm、8路10位a/d转换，可直接对角度测量单元输出的电压进行测量并转换成数字信号，以进行电压和角度的转换。

进一步地，请参阅图2，所述控制单元还包括用于产生时钟信号的时钟电路，所述时钟电路包括第一电容c1、第二电容c2和第一晶振x1，所述第一电容c1和第二电容c2的一端接地，所述第一电容c1的另一端分别与第一晶振x1的一端以及第一控制芯片u1的引脚19连接，所述第一电容c2的另一端分别与第一晶振x1的另一端以及第一控制芯片u1的引脚18连接。

进一步地，请参阅图3，所述信号接收单元包括红外三极管m1，所述红外三极管m1的引脚1与供电单元连接，所述红外三极管m1的引脚2与第一控制芯片u1的引脚12连接，所述红外三极管m1的引脚3接地；所述红外三极管m1用于接收遥控器所发出的红外信号并反馈至控制单元。

进一步地，请参阅图4，所述角度测量单元包括第二电阻r2和可调式角度传感器rv1，所述第二电阻r2的一端与供电单元连接，第二电阻r2的另一端与可调式角度传感器rv1连接，可调式角度传感器rv1还与第一控制芯片u1的引脚1连接。

当风扇处于摇头模式时，风扇头带动可调式角度传感器rv1的滑片移动，可调式角度传感器rv1的电阻大小发生变化，导致角度测量单元输出的电压信号发生改变；角度测量单元输出的电压信号为模拟电压信号，控制单元自带ad转换通道，可将角度测量单元输出的模拟电压信号转换为数字信号；当风扇头的摆动角度为0时，即风扇头的中心轴与底座的中心轴平行时，角度测量单元输出的电压信号的电压大小为vang＝25v/11；当控制单元检测到角度测量单元输出的电压信号的电压vx﹥25v/11时，表明风扇头相对中心位置左偏，即风扇头向左摆动，摆动角度当控制单元检测到角度测量单元输出的电压信号的电压vx<25v/11时，表明风扇头相对中心位置右偏，即风扇头向右摆动，摆动角度所述角度测量单元输出的为电压信号，所述控制单元接收角度测量单元所反馈的电压信号后，根据电压信号的大小，确认风扇头的转动方向，并计算风扇头的转动角度。

进一步地，请参阅图5，所述驱动单元包括正反转驱动单元；所述正反转驱动单元包括第一直流电机m1、第一三极管q1、第二三极管q2、第一继电器k1和第二继电器k2；所述第一三极管q1的基极与第一控制芯片u1的引脚25连接，第一三极管q1的集电极与第一继电器k1连接，所述第二三极管q2的基极与第一控制芯片u1的引脚26连接，第二三极管q2的集电极与第二继电器k2连接，所述第一继电器k1和第二继电器k2分别与第一直流电机m1连接。

进一步地，请参阅图5，所述正反转驱动单元还包括第一二极管d1、第二二极管d2、第三电阻r3和第四电阻r4；所述第三电阻r3设置于第一三极管q1的基极与第一控制芯片u1的引脚25之间，起限制第一三极管q1基极电流的作用；所述第四电阻r4设置于第二三极管q2与第一控制芯片u1的引脚26之间，起限制第二三极管q2基极电流的作用；所述第一二极管d1与第一继电器k1并联，起保护第一继电器k1的线圈的作用；所述第二二极管d2与第二继电器k2并联，起保护第二继电器k2的线圈的作用。

在用户设定其所需要的风扇的摇头角度范围之前，控制单元默认的风扇的摇头角度范围为左限位角度为30°以及右限位角度为30°；当风扇开始工作时，控制单元控制引脚25输出高电平1以及引脚26输出低电平0，正反转驱动单元中的第一三极管q1饱和导通，第二三极管q2截止，从而控制第一直流电机正转，风扇头往左转动；控制单元实时接收角度测量单元所反馈的角度信息，当风扇头旋转到默认的左限位角度30°时，控制单元控制引脚25输出低电平0以及引脚26输出高电平1，正反转驱动单元中的第一三极管q1截止，第二三极管q2饱和导通，从而控制第一直流电机反转，风扇头往右转动；控制单元实时接收角度测量单元所反馈的角度信息，当风扇头旋转到默认的右限位角度30°时，控制单元控制引脚25输出高电平1以及引脚26输出低电平0，从而控制风扇头正转，风扇头往左转动；通过上述流程，实现风扇头的左右往复运动。

当用户需要调整风扇的摇头角度范围时，可通过遥控器向信号接收单元发送左限位角度设定信号或右限位角度设定信号，所述遥控器上对应设置有左限位按键和右限位按键；当按下左限位按键时，遥控器向信号接收单元发送左限位角度设定信号；当按下右限位按键时，遥控器向信号接收单元发送右限位角度设定信号。

当信号接收单元所反馈的信号为左限位角度设定信号时，控制单元控制引脚25和引脚26输出低电平0，正反转驱动单元中的第一三极管q1和第二三极管q2截止，风扇头停止转动；控制单元获取角度测量单元所反馈的角度对应的电压信息，并根据电压信息计算此时风扇头的偏移角度，将该偏移角度设定为左限位角度；完成设定后，控制单元控制引脚25输出低电平0以及引脚26输出高电平1，正反转驱动中的第一三极管q1截止，第二三极管q2导通，从而控制第一直流电机反转，风扇头开始往右转动；当信号接收单元所反馈的信号为右限位角度设定信号时，控制单元控制引脚25和引脚26输出低电平0，正反转驱动单元中的第一三极管q1和第二三极管q2截止，风扇头停止转动；控制单元获取角度测量单元所反馈的角度对应的电压信息，并根据电压信息计算此时风扇头的偏移角度，将该偏移角度设定为右限位角度；完成设定后，控制单元控制引脚25输出高电平1以及引脚26输出低电平0，正反转驱动单元中的第一三极管q1饱和导通，第二三极管q2截止，从而控制第一直流电机正转，风扇头往左转动；风扇后续的摇头角度范围在设定的左限位角度和右限位角度之间，当到达左限位角度时，控制单元控制正反转驱动单元中的第一直流电机反转，当到达右限位角度时，控制单元控制正反转驱动单元中的第一直流电机正转，实现风扇可在用户设定的摇头角度范围内转动，提高风扇的实用性以及用户的使用体验。

进一步地，请参阅图6，所述信号接收单元还可接收遥控器所发送的换挡信号，所述驱动单元还包括强度转换单元，所述强度转换单元用于调整风扇所输出的风量的强度大小，所述强度转换单元与第一控制芯片u1电性连接。

进一步地，请参阅图6，所述强度转换单元包括第二直流电机m2、第三三极管q3、第四三极管q4、第五三极管q5、第三继电器k3、第四继电器k4和第五继电器k5；所述第三三极管q3的基极与第一控制芯片u1的引脚21连接，第三三极管q3的集电极与第三继电器k3连接；所述第四三极管q4的基极与第一控制芯片u1的引脚22连接，第四三极管q4的集电极与第四继电器k4连接；所述第五三极管q5的基极与第一控制芯片u1的引脚23连接，第五三极管q5的集电极与第五继电器k5连接，所述第三继电器k3、第四继电器k4和第五继电器k5分别与第二直流电机m2连接。

进一步地，请参阅图6，所述强度转换单元还包括第五电阻r5、第六电阻r6、第七电阻r7、第三二极管d3、第四二极管d4和第五二极管d5；所述第五电阻r5设置于第三三极管q3的基极与第一控制芯片u1的引脚21之间，起限制第三三极管q3基极电流的作用；所述第六电阻r6设置于第四三极管q4的基极与第一控制芯片u1的引脚22之间，起限制第四三极管q4基极电流的作用；所述第七电阻r7设置于第五三极管q5与第一控制芯片u1的引脚23之间，起限制第五三极管q5基极电流的作用；所述第三二极管d3与第三继电器k3并联，起保护第三继电器k3的线圈的作用；所述第四二极管d4与第四继电器k4并联，起保护第四继电器k4的线圈的作用；所述第五二极管d5与第五继电器k5并联，起保护第五继电器k5的线圈的作用。

当用户需要调整风扇所输出的风量的大小时，即用户需要换挡时，用户可通过遥控器想信号接收单元发送换挡信号；所述换挡信号包括强档风信号、中档风信号和弱档风信号，所述遥控器上对应设置有强档风按键、中档风按键和弱档风按键；当用户按下强档风按键时，遥控器向信号接收单元发送强档风信号，当用户按下中档风按键时，遥控器向信号接收单元发送中档风信号，当用户按下弱档风按键时，遥控器向信号接收单元发送弱档风信号。

当信号接收单元向控制单元反馈的信号为强档风信号时，第一控制芯片u1控制引脚21输出高电平1以及控制引脚22和引脚23输出低电平0，强度转换单元中的第三三极管q3饱和导通，第四三极管q4和第五三极管q5截止，第三继电器k3的开关闭合，第四继电器k4和第五继电器k5的开关断开，第二直流风机控制风扇转速保持在第一转速，风扇输出强档风；当信号接收单元向控制单元反馈的信号为中档风信号时，第一控制芯片u1控制引脚22输出高电平1以及控制引脚21和引脚23输出低电平0，强度转换单元中的第四三极管q4饱和导通，第三三极管q3和第五三极管q5截止，第四继电器k4的开关闭合，第三继电器k3和第五继电器k5的开关断开，第二直流风机控制风扇转速保持在第二转速，风扇输出中档风；当信号接收单元向控制单元反馈的信号为弱档风信号时，第一控制芯片u1控制引脚23输出高电平1以及控制引脚21和引脚22输出低电平0，强度转换单元中的第五三极管q5饱和导通，第三三极管q3和第四三极管q4截止，第五继电器k5的开关闭合，第三继电器k3和第四继电器k4的开关断开，第二直流风机控制风扇转速保持在第三转速，风扇输出弱档风；所述第一转速大于第二转速，所述第二转速大于第三转速；通过上述流程，用户可根据个人需求调整风扇所输出的风量的大小，提高用户的使用体验。

请参阅图7至图9，本实用新型还相应地提供了一种风扇，包括底座1和设置于底座1顶部的可转动的风扇头2，所述底座1内设置有pcb板，所述pcb板上印刷有上述的风扇的控制电路，所述风扇头2的一侧设置有用于实现风扇头2正反转的正反转机构，所述风扇头2的底部设置有用于测量风扇头2旋转角度的角度传感器4，所述正反转机构和角度传感器4分别与pcb板电性连接。

进一步地，所述底座1内还设置有第二直流电机，所述第二直流电机与风扇头连接，所述第二直流电机用于调整风扇的转速，从而实现风扇输出风量强度的调整；所述第二直流电机与pcb板电性连接，所述第二直流电机采用上述风扇的控制电路中的强度转换单元进行控制，实现风扇输出风量强度的调整。

进一步地，请参阅图8，所述正反转机构包括摇杆机构34、第一直流电机31、第一齿轮32和第二齿轮33，所述第一直流电机31与第一齿轮32连接，所述第一齿轮32和第二齿轮33啮合，所述第二齿轮33与摇杆机构34的一端连接，摇杆机构34的另一端与所述底座1连接；所述第一直流电机31与所述pcb板电性连接。

所述第一直流电机31的正反转通过上述的风扇的控制电路中的正反转驱动单元的控制实现，第一直流电机31的正反转带动第一齿轮32的正反转，第一齿轮32和第二齿轮33啮合，第一齿轮32带动第二齿轮33正反转，摇杆机构34的运动由第二齿轮33带动，即第二齿轮33带动摇杆机构34实现风扇头2的左右摆动；在一个实施例中，所述第一齿轮32为小齿轮，所述第二齿轮33为大齿轮，所述摇杆机构34为现有技术中可实现风扇头2转动的机构，在此不作赘述。

进一步地，请参阅图9，所述风扇还包括中心轴6和连接板5，所述连接板5上开设有通孔51，所述角度传感器4通过所述通孔51与所述中心轴6连接；所述角度传感器4为环形的可调电阻式传感器，角度传感器4包括可调电阻，所述中心轴6穿过所述通孔51与所述角度传感器4的可调电阻的滑片连接；所述中心轴会随着风扇头的转动而转动，中心轴转动时，带动滑片移动，实现角度传感器4电阻大小的调节，从而引起角度传感器4的输出信号产生相应的变化，pcb板上的控制单元根据角度传感器4所输出的信号确认风扇头2相对于中心轴6的偏移方向以及计算风扇头2的相对于中心轴6的偏移角度。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型的保护范围。