CN107387448A - 一种智能风扇控制系统 - Google Patents

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王乐平
汪祥
涂聚友
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
    • F04D27/004—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids by varying driving speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2270/00—Control
    • F05D2270/30—Control parameters, e.g. input parameters
    • F05D2270/303—Temperature

Abstract

本发明公开了一种智能风扇控制系统，包括STM8单片机、键盘、电机控制模块、OLED液晶显示和温度传感器，所述STM8单片机的输出端与温度显示模块的输入端电性连接，所述键盘、机控制模块和数字温度传感模块的输出端与STM8单片机的输入端电性连接；所述STM8单片机的性价比高，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，内置串口通信、A/D转换等功能，可以减少硬件的开销。本发明采用的12V直流电压则大大增加了它的使用场合，可以看出，个性化、节能、方便易用正是本文设计智能风扇控制系统的目的所在。

Description

一种智能风扇控制系统
技术领域
本发明涉及电力设备领域，具体为一种智能风扇控制系统。
背景技术
尽管电风扇有其市场优势，但传统电风扇还是有许多地方应当进行改良的，最突出的缺点是它不能根据温度的变化适时调节风力大小，对于夜间温差大的地区，人们在夏夜使用电风扇时可能遇到这样的问题：当凌晨降温的时候电风扇依然在工作，可是人们因为熟睡而无法察觉，既浪费电资源又容易引起感冒，传统的机械定时器虽然能够控制电风扇在工作一定后关闭，但定时范围有限，且无法对温度变化灵活处理。鉴于以上方面的考虑，我们需要设计一种智能电风扇控制系统来解决这些问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能风扇控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种智能风扇控制系统，包括STM8单片机、键盘、电机控制模块、OLED液晶显示和温度传感器，所述STM8单片机的输出端与温度显示模块的输入端电性连接，所述键盘、机控制模块和数字温度传感模块的输出端与STM8单片机的输入端电性连接；所述STM8单片机的性价比高，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，内置串口通信、A/D转换等功能，可以减少硬件的开销；温度传感器可以选用DS18B20数字温度传感器，它可以直接将模拟温度信号转化为数字信号，降低了电路的复杂程度，提高了电路的运行质量，且温度传感器与单片机之间的通信方式为单总线方式，STM8单片机写入温度检测命令后，等待检测结束后，写入读取温度命令并读取温度；OLED液晶显示采用SPI总线方式与单片机通信，基础程序包括写数据和命令等；数据显示原理是将相应的字符通过解码成或亮或暗的光点最终组成数据，图像显示一般将整个图像解码，显示在整个屏幕上；电机控制模块与STM8单片机之间采用采用双向可控硅过零触发方式，由单片机控制双向可控硅的通断，通过改变每个控制周期内可控硅导通和关断交流完整全波信号的个数来调节负载功率，进而达到调速的目的。
优选的，所述主机控制DS18B20完成温度转换工作必须经过三个步骤：初始化、ROM操作指令、存储器操作指令；单片机所用的系统频率为12MHz，根据DS18B20初始化时序、读时序和写时序分别可编写4个子程序：初始化子程序、写子程序、读子程序、显示子程序。
优选的，所述A/D 转换接口是手动模式无极调速的输入信号；外部中断接口由4个按键中断组成，用于一键采集、液晶分屏、蓝牙连接等按键选择；SPI是液晶屏幕输出协议；PWM用于控制电机转速。
优选的，所述电机控制模块中的电路中采用了过零双向可控硅型光耦MOC3041 ,集光电隔离、过零检测、过零触发等功能于一身,避免了输入输出通道同时控制双向可控硅触发的缺陷, 简化了输出通道隔离2驱动电路的结构。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该智能风扇控制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；在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，增强系统的抗扰性，设计中采用的12V直流电压则大大增加了它的使用场合，可以看出个性化、节能、方便易用正是本文设计智能风扇控制系统的目的所在；且该系统的适用性强，用户只需对界面参数进行设置并启动系统正常运行便可满足不同用户对最适合温度的要求，实现对最适温度的实时监控；系统成本低廉，操作非常简单，随时可以根据软件编写新的功能加入产品；操作界面可扩展性强，只要稍加改变，即可增加其他按键的使用功能。
附图说明
图1为本发明的原理框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供的一种实施例：一种智能风扇控制系统，包括STM8单片机、键盘、电机控制模块、OLED液晶显示和温度传感器，所述STM8单片机的输出端与温度显示模块的输入端电性连接，所述键盘、机控制模块和数字温度传感模块的输出端与STM8单片机的输入端电性连接；所述STM8单片机的性价比高，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，内置串口通信、A/D转换等功能，可以减少硬件的开销；温度传感器可以选用DS18B20数字温度传感器，它可以直接将模拟温度信号转化为数字信号，降低了电路的复杂程度，提高了电路的运行质量，且温度传感器与单片机之间的通信方式为单总线方式，STM8单片机写入温度检测命令后，等待检测结束后，写入读取温度命令并读取温度；OLED液晶显示4采用SPI总线方式与单片机通信，基础程序包括写数据、命令等；数据显示原理是将相应的字符通过解码成或亮或暗的光点最终组成数据，图像显示一般将整个图像解码，显示在整个屏幕上；电机控制模块与STM8单片机之间采用采用双向可控硅过零触发方式，由单片机控制双向可控硅的通断，通过改变每个控制周期内可控硅导通和关断交流完整全波信号的个数来调节负载功率，进而达到调速的目的，调速的具体工作原理为: 阳-阴极间加正向电压；控制极-阴极间加正向触发电压；阳极电流IA 大于可控硅的最小维持电流IH;电风扇的风速设为从高到低5、4、3、2、1档，各档风速都有一个限定值；在额定电压、额定功率下，以最高转速运转时，要求风叶最大圆周上的线速度不大于2150m/min；所述主机控制DS18B20完成温度转换工作必须经过三个步骤：初始化、ROM操作指令、存储器操作指令；单片机所用的系统频率为12MHz；根据DS18B20初始化时序、读时序和写时序分别可编写4个子程序：初始化子程序、写子程序、读子程序、显示子程序，所述A/D转换接口是手动模式无极调速的输入信号；外部中断接口由4个按键中断组成，用于一键采集、液晶分屏、蓝牙连接等按键选择；SPI是液晶屏幕输出协议；PWM用于控制电机转速，所述电机控制模块中的电路中采用了过零双向可控硅型光耦MOC3041 ,集光电隔离、过零检测、过零触发等功能于一身,避免了输入输出通道同时控制双向可控硅触发的缺陷, 简化了输出通道隔离2驱动电路的结构。
工作原理：在手动模式下，通过A/D转换获得的电压数据，转换为速度信息；通过一键采集，将电压一速度对存人数组；当在自动模式下，通过单总线控制DS18B20采集温度信息，并根据预存温度速度关系转换成速度信息；根据速度信息、测量得来的实时速度，完成对电机的PI闭环控制；串口中断接收手机端的命令与数据，进行标志位改变以及信息存储操作；液晶实时刷新，并可以使用按键对液晶进行分屏、开关等操作。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (4)

1.一种智能风扇控制系统，包括STM8单片机、键盘输入、电机控制模块、OLED液晶显示和温度传感器，其特征在于：所述STM8单片机的输出端与温度显示模块的输入端电性连接，所述键盘、机控制模块和数字温度传感模块的输出端与STM8单片机的输入端电性连接；所述STM8单片机的性价比高，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，内置串口通信和A/D转换等功能，可以减少硬件的开销；温度传感器可以选用DS18B20数字温度传感器，它可以直接将模拟温度信号转化为数字信号，降低了电路的复杂程度，提高了电路的运行质量，且温度传感器与单片机之间的通信方式为单总线方式，STM8单片机写入温度检测命令后，等待检测结束后，写入读取温度命令并读取温度；OLED液晶显示采用SPI总线方式与单片机通信，基础程序包括写数据和命令等；数据显示原理是将相应的字符通过解码成或亮或暗的光点最终组成数据，图像显示一般将整个图像解码，显示在整个屏幕上；电机控制模块与STM8单片机之间采用双向可控硅过零触发方式，由单片机控制双向可控硅的通断，通过改变每个控制周期内可控硅导通和关断交流完整全波信号的个数来调节负载功率，进而达到调速的目的。
2.根据权利要求1所述的一种智能风扇控制系统，其特征在于：所述主机控制DS18B20完成温度转换工作必须经过三个步骤：初始化、ROM操作指令、存储器操作指令；单片机所用的系统频率为12MHz，根据DS18B20初始化时序、读时序和写时序分别可编写4个子程序：初始化子程序、写子程序、读子程序、显示子程序。
3.根据权利要求1所述的一种智能风扇控制系统，其特征在于：所述A/D 转换接口是手动模式无极调速的输入信号；外部中断接口由4个按键中断组成 ，用于一键采集、液晶分屏、蓝牙连接等按键选择 ；SPI是液晶屏幕输出协议 ；PWM用于控制电机转速。
4.根据权利要求1所述的一种智能风扇控制系统，其特征在于：所述电机控制模块中的电路中采用了过零双向可控硅型光耦MOC3041,集光电隔离、过零检测、过零触发等功能于一身,避免了输入输出通道同时控制双向可控硅触发的缺陷, 简化了输出通道隔离2驱动电路的结构。
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