CN115405567A - 一种串接调变设备风扇及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种串接调变设备风扇及其控制方法，所述设备风扇包括一框体、设置于框体内的扇叶，还包括一设置于框体内的发光模组；所述框体的对应两侧分别各设置一电路板及一顶针结构，两侧的顶针及电路板功能不分极性，可以自动切换识别输入和输出的功能；所述电路板的两侧框体上各设置一磁铁，用于与相邻风扇框体磁性连接；所述电路板与主控制器电性连接。本发明应用电脑系统散热风扇和RGB LED氛围灯控制信号合并传送，省去了线材成本，解决了容易混淆，以及更好理线和美观等问题；通过风扇与风扇之间的连接通过磁铁吸合的方式连接，完成对接，增强导电特性和延长使用寿命，以及给用户更好的拼接方式和风扇自身方方正正的美观度。

Description

一种串接调变设备风扇及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种风扇，特别涉及一种串接调变设备风扇及其控制方法。
背景技术
目前市面上的电脑机箱系统散热风扇和RGB LED氛围灯的供电，信号控制都是分开的，一颗带RGB LED的风扇有二组线捆绑在一起，对生产制造和终端用户使用，非常繁锁，容易混淆，不好理线等问题。例如，现有技术中的信号控制都是分开的，在风扇与风扇之间进行多颗拼接时，要注意连接的方向性，卡门的方向也要对好，然后在用力相互滑动后才能卡到位，而且容易造成电器触点的磨损，影响导电特性和使用寿命。
发明内容
本发明的目的是为了解决以上技术问题，而提出一种串接调变设备风扇及其控制方法，节省空间和组装更加简易，同时节省了材料成本。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种串接调变设备风扇，所述设备风扇包括一框体、设置于框体内的扇叶，
还包括一设置于框体内的发光模组；
所述框体的对应两侧分别各设置一电路板及一顶针结构，所述顶针结构设置于电路板上方；
所述电路板的两侧框体上各设置一磁铁，用于与相邻风扇框体磁性连接；
所述电路板与主控制器电性连接。
作为本发明的较佳实施例，本发明所述框体包括框体上盖及框体下盖，所述框体上盖及框体下盖通过螺钉固定连接或者卡合固定连接。
作为本发明的较佳实施例，本发明所述框体上的磁铁与相邻风扇框体上的磁铁呈极性相反设置，相邻风扇之间通过磁铁吸合方式连接。
作为本发明的较佳实施例，本发明所述框体为四面方形结构，两两分为两组对称结构设置，一组分别设置一电路板及一顶针结构，另外一组分别设置一侧面饰板。
作为本发明的较佳实施例，本发明所述框体的侧面设置四个脚垫。
作为本发明的较佳实施例，本发明所述驱动组件的外侧设置一扇叶圆框饰板。
作为本发明的较佳实施例，本发明所述电路板包括从属风扇单片机和地址码模块、风扇马达和驱动芯片模块、灯条模块及直流稳压器模块，所述从属风扇单片机和地址码模块分别与风扇马达和驱动芯片模块、灯条模块及直流稳压器模块电性连接。
作为本发明的较佳实施例，本发明所述设备风扇控制器包括电脑电源供电模块、PC端应用程序USB接口、主控制器单片机及输出接口，所述输出接口与电路板通信连接。
一种基于所述的串接调变设备风扇的控制方法，包括：
所述主控制器与多个从属设备风扇组成风扇系统；
所述主控制器与多个从属设备风扇之间通过UART协议或者I2C协议的通讯和识别；通过识别后，所有的接口功能均会依照通讯协议的要求进行数据传送；如果无法通过识别，则判定为普通风扇，UART和I2C的接口将会定义PWM信号输出和转速信号输入功能，支持普通风扇功能的控制；
主控制器通过USB接口与电脑上位机应用程序通讯，对从属设备风扇或者普通风扇进行控制，控制方式包括主控制器的信号流程及从属设备风扇信号流程控制流程：
主控制器的信号流程控制如下：
步骤S101.主控制器风扇与发光模组的RGB LED灯的信号串变整合在一起，通过UART协议或者I2C协议与从属设备风扇进行通讯和控制，输出端口定制为六组或根据需要任意设置，每一组信号独立控制；
步骤S102.主控制器通过USB接口与PC通讯，用户通过PC端应用程序，对输出端的从属设备风扇进行转速和灯光效果控制；
步骤S103.通过UART协议或者I2C协议，主控制器识别从属设备风扇和普通PWM信号控制的风扇，从而进行信号切换，兼容普通PWM信号控制的风扇；
从属设备风扇信号流程控制如下：
步骤S201.从属设备风扇之间通过UART协议或者I2C协议进行识别，并自动生成地址码，与主控制器连接的风扇自动编成第一从属设备风扇，与从属设备风扇为第二从属设备风扇，以此类推串联四个或根据需要设置；
步骤S202.从属设备风扇均设置一单片机与主控制器通讯，设置输入接口和输出接口，所有串联的从属设备风扇通过输入接口和输出接口，接收来自主控制器的指令，同时将相关数据送回到主控制器，然后再由主控制器把数据送到PC端应用程序进行处理；
每一颗从属设备风扇均可作为一个独立的个体进行识别和控制，具体识别控制流程如下：
每一组串联的四颗风扇，独立设置和控制转速和数据读取，以及独立发光模组的效果，发光模组的灯效可独立设置不同的颜色；
所有数据通过UART协议或者I2C协议提供给主控制器，然后通过USB的协议传送到PC端应用程序进行管理，所有发出去的控制指由PC端应用程序发给控制器，再传递到从属设备风扇。
与现有技术相比，本发明提供了一种串接调变设备风扇及其控制方法，具备以下有益效果：
1.通过电脑机箱系统散热风扇和RGB LED氛围灯控制信号串接合并传送；
2.从属风扇(SLAVE)可以独立控制，在PC端的应用程序(App)上，通过主控制器(MASTER)对不同通道的从属风扇(SLAVE)下值该产品对应的转速和灯效；
3.通过接点物理编码的原理或者通过芯片模拟开关，对输入信号和输出信号进行切换，从而达到风扇之间的对接输入和输出接口共用，不分方向，以免插错或者插反；
4.通过信号线的合并，可以节省一组信号和电源供应线，在多个风扇连接时，改善了理线的问题，同时也节省了控制器RGB LED的输出接口，控制盒可以做的更加简化，节省了成本；
5.通过风扇与风扇之间的连接通过磁铁吸合的方式连接，组装时直接吸合就可以完成对接，简化了用户的拼接方式。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的具体实施例示意图；
图3为本发明的主控制器结构示意图；
图4为本发明的从属设备风扇1#与主控制器连接示意图；
图5为本发明的从属设备风扇2#及前后连接示意图；
图6为本发明的从属设备风扇3#及前后连接示意图；
图7为本发明的从属设备风扇4#及前后连接连接示意图；
图8为本发明的电路板与顶针结构示意图；
图9为本发明的图3-7依次相互连接示意图；
图10为本发明的控制方法流程图；
图11为本发明的风扇系统结构示意图。
图中：1.框体；11.框体上盖；12.框体下盖；13.侧面饰板；14.脚垫；2.扇叶；21.扇叶圆框饰板；3.磁铁；31.N极磁铁；32.S极磁铁；4.发光模组；5.电路板；51.从属风扇单片机和地址码模块；52.风扇马达和驱动芯片模块；53.灯条模块；54.直流稳压器模块；6.顶针结构；7.主控制板；71.电脑电源供电模块；72.PC端应用程序USB接口；73.主控制器单片机；74输出接口。
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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”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发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例1
如图1、2所示，一种串接调变设备风扇，所述设备风扇包括一框体1、设置于框体1内的扇叶2，还包括一设置于框体1内的发光模组4。本发明中的框体根据用户需求设置，可以设置为一体成型，也可以设置为上盖及下盖分体设置。另外发光模组4为RGB LED灯，可以根据需要设置在风扇框体或扇叶的不同位置，例如设置于沿框体内侧及扇叶外周围均匀分布RGB LED灯，或者在扇叶的中部驱动组件上位置，从而实现多个位置能够发光，具有炫彩效果。当然本市有效性的发光模组4根据用户需要设置，位置不唯一，且位置颜色根据需要设置。
如图1、2所示，所述框体1包括框体上盖11及框体下盖12，所述框体上盖11及框体下盖12通过螺钉固定连接或者卡合固定连接。图中所示为螺钉固定连接，但本发明并不限于螺钉连接，如通过框体上盖11及框体下盖12上设置卡扣结构，实现卡合连接也在本发明的保护范围内。本发明的扇叶均匀分布在框体内，扇叶安装在驱动组件上，所述驱动组件为驱动马达(本图未示出)，如图2所示，驱动马达设置于扇叶圆框饰板21的下方，图中未示出，另外驱动马达与风扇马达和驱动芯片模块52电性连接，通过风扇马达和驱动芯片模块52驱动本发明的驱动马达工作从而带动扇叶旋转。
如图1、2、8所示，所述框体1的对应两侧分别各设置一电路板5及一顶针结构6，所述顶针结构6设置于电路板5上方；顶针结构6与电路板5电性连接，所述顶针结构6为弹性顶针结构。现有技术中的结构通过二组线公母端子来实现连接。而本发明多个从属设备风扇之间的的电器连接，采用弹性顶针(POGO PIN)和触点的方式连接。这样能减少磨损和摩擦能够提高导电特性和延长使用寿命。
为了更好的实现顶针结构6之间的连接，如图1、2、11所示，所述电路板5的两侧框体1上各设置一磁铁3，用于与相邻风扇框体磁性连接；本发明所述框体1上的磁铁3与相邻风扇框体上的磁铁3呈极性相反设置，相邻风扇之间通过磁铁吸合方式连接。如图11所示，相邻3个风扇之间的连接为磁铁吸合方式，然后再进一步通过螺钉将风扇固定于机箱上。如图2所示，31为N极磁铁，32为S极磁铁，当与相邻风扇连接时，与N极磁铁31相邻的是S极磁铁，与S极磁铁32对应的是N极磁铁，以此类推，多个相邻设备之间通过磁铁吸合方式连接。本发明采用磁铁南极(S)和磁铁北极(N)吸合的原理，实现风扇之间的对接，也符合弹性顶针的使用特性，组装时直接吸合就可以完成对接，能减少磨损和摩擦能够提高导电特性和延长使用寿命。
如图3、9所示，本发明中，所述电路板5与主控制器7电性连接，实现主控制器7对各个从属设备风扇的独立控制。
如图1、2所示，本发明所述框体1为四面方形结构，两两分为两组对称结构设置，一组分别设置一电路板5及一顶针结构6，另外一组分别设置一侧面饰板13，当然本发明所示的侧面饰板13可以设置，也可以仅为侧面面板。本发明所述框体1的侧面设置四个脚垫14，达到防震防滑的效果。本发明所述驱动组件3的外侧设置一扇叶圆框饰板21，此处的扇叶圆框饰板21根据需要设置，有些结构风扇中可不设置扇叶圆框饰板21。本发明所述的侧面饰板13及扇叶圆框饰板21为麦拉片、合金材料或者其他具有装饰或绝缘作用的材料。
如图4-9，本发明所述电路板5包括从属风扇单片机和地址码模块51、风扇马达和驱动芯片模块52、灯条模块53及直流稳压器模块54，所述从属风扇单片机和地址码模块51分别与风扇马达和驱动芯片模块52、灯条模块53及直流稳压器模块54电性连接。从属设备风扇的从属风扇单片机和地址码模块51通过UART协议或者I2C协议进行识别，并自动生成地址码，与主控制器7(Master)连接，然后给予风扇马达和驱动芯片驱动信号，从而驱动设备风扇的驱动马达带动扇叶工作，另外一路给予灯条模块驱动信号，从而驱使灯条模块工作，另外一12V转5V的直流稳压器模块54能够保证从属设备风扇工作。主控制器为各个从属设备风扇提供稳定的电源。本发明中，主控制器7与各个从属风扇之间为独立控制关系，能分别控制各个从属设备风扇的转速及LED灯的闪烁颜色等。
如图3所示，本发明所述设备风扇控制器7包括电脑电源供电模块71、PC端应用程序USB接口72、主控制器单片机73及输出接口74，所述输出接口74与电路板5通信连接。
如图9、10所示，一种基于所述的串接调变设备风扇的控制方法，包括：
所述主控制器与多个从属设备风扇组成风扇系统；
所述主控制器与多个从属设备风扇之间通过UART协议或者I2C协议的通讯和识别；通过识别后，所有的接口功能均会依照通讯协议的要求进行数据传送；如果无法通过识别，则判定为普通风扇，UART和I2C的接口将会定义PWM信号输出和转速(TACH)信号输入功能，支持普通风扇功能的控制；
主控制器通过USB接口与电脑上位机应用程序通讯，对从属设备风扇或者普通风扇进行控制，控制方式包括主控制器的信号流程及从属设备风扇信号流程控制流程：
主控制器的信号流程控制如下：
步骤S101.主控制器风扇与发光模组的LED灯的信号整合在一起，通过UART协议或者I2C协议与从属设备风扇进行通讯和控制，输出端口定制为六组或根据需要任意设置，每一组信号独立控制；
步骤S102.主控制器通过USB接口与PC通讯，用户通过PC端应用程序，对输出端的从属设备风扇进行转速和灯光效果控制；
步骤S103.通过UART协议或者I2C协议，主控制器识别从属设备风扇和普通PWM信号控制的风扇，从而进行信号切换，兼容普通PWM信号控制的风扇；
从属设备风扇信号流程控制如下：
步骤S201.从属设备风扇之间通过UART协议或者I2C协议进行识别，并自动生成地址码，与主控制器连接的风扇自动编成第一从属设备风扇，与从属设备风扇为第二从属设备风扇，以此类推串联四个或根据需要设置；
步骤S202.从属设备风扇均设置一MCU与主控制器通讯，设置输入接口和输出接口，所有串联的从属设备风扇通过输入接口和输出接口，接收来自主控制器的指令，同时将相关数据送回到主控制器，然后再由主控制器把数据送到PC端应用程序进行处理。
进一步的，如图3、9所示，主控制器(Master)信号流程的具体过程如下：
主控制器(Master)、风扇与LED灯(ARGB LED)的信号整合在一起，通过UART协议或者I2C协议与从属设备风扇(SLAVE DEVICE)进行通讯和控制，输出端口定制为六组(如图3所示，输出接口74为六组)，每一组可以控制4颗从属设备风扇，且每一组信号可以独立控制；
主控制器(Master)通过USB接口与PC通讯，用户通过PC端应用程序(APP)，对输出端的从属设备风扇(SLAVE DEVICE)进行转速和灯光效果控制；
通过UART协议或者I2C协议，主控制器(Master)可以识别从属设备风扇(SLAVEDEVICE)和普通PWM信号控制的风扇，从而进行信号切换，可以兼容普通PWM信号控制的风扇；
控制器(Master)风扇接口连接器，采用电脑主板标准的4针偏扣位针座，兼容普通PWM信号控制的风扇。
如图4-10所示，从属设备风扇(SLAVE DEVICE)信号流程的具体过程如下：
从属设备风扇(SLAVE DEVICE)之间也是通过UART协议或者I2C协议进行识别，并自动生成地址码，与主控制器(Master)连接的风扇自动编成第一颗风扇，与从属设备风扇(SLAVE DEVICE)为第二颗风扇，以此类推可以串联4个风扇，当然本发明并不限于4个风扇，可以根据需要设置；
从属设备风扇(SLAVE DEVICE)也设置了一颗单片机MCU与主控制器(Master)通讯，设置输入接口和输出接口，所有串联的风扇通过这些接口接收来自主控制器(Master)的指令，同时把相关数据送回到控制器(Master)，然后再由控制器(Master)把数据送到PC端APP进行处理。
如图4-10所示，每一颗从属设备风扇(SLAVE DEVICE)均可作为一个独立的个体进行识别和控制，具体识别控制流程如下：
每一组串联的4颗风扇，可以独立设置和控制转速和数据读取，以及独立LED灯光的效果，例如，设置第一颗风扇转速1500RPM,第二颗1000RPM，第三颗停止运行，第四颗2000RPM，LED的灯效也可以独立设置不同的颜色；如图3-9所示，主控制器的接口一输出4条控制引脚：DC12V、GND、UART-IN_1、UART-IN_2，可以独立控制从属风扇_1#、从属风扇_2#、从属风扇_3#及从属风扇_4#，然后通过通过UART协议或者I2C协议进行单独控制；
所有数据都会通过UART协议或者I2C协议提供给主控制器(Master)，然后通过USB的协议传送到PC端APP进行管理，所有发出去的控制指由APP发给控制器(Master)，再到从属设备风扇(SLAVE DEVICE)。
本发明通过信号线的合并，可以节省一组信号和电源供应线，在多个风扇连接时，改善了理线的问题，同时也节省了控制器RGB LED的输出接口，控制盒可以做的更加简化，节省了成本；风扇与风扇之间的组装，输入和输出接口可以不分方向，用磁铁吸合在一起，用弹性顶针(POGO PIN)连接。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种串接调变设备风扇，所述设备风扇包括一框体(1)、设置于框体(1)内的扇叶(2)，其特征在于：
还包括一设置于框体(1)内的发光模组(4)；
所述框体(1)的对应两侧分别各设置一电路板(5)及一顶针结构(6)，所述顶针结构(6)设置于电路板(5)上方；
所述电路板(5)的两侧框体(1)上各设置一磁铁(3)，用于与相邻风扇框体磁性连接；
所述电路板(5)与主控制器(7)电性连接。
2.根据权利要求1所述的串接调变设备风扇，其特征在于：所述框体(1)包括框体上盖(11)及框体下盖(12)，所述框体上盖(11)及框体下盖(12)通过螺钉固定连接或者卡合固定连接。
3.根据权利要求1所述的串接调变设备风扇，其特征在于：所述框体(1)上的磁铁(3)与相邻风扇框体上的磁铁(3)呈极性相反设置，相邻风扇之间通过磁铁吸合方式连接。
4.根据权利要求1所述的串接调变设备风扇，其特征在于：所述框体(1)为四面方形结构，两两分为两组对称结构设置，一组分别设置一电路板(5)及一顶针结构(6)，另外一组分别设置一侧面饰板(13)。
5.根据权利要求4所述的串接调变设备风扇，其特征在于：所述框体(1)的侧面设置四个脚垫(14)。
6.根据权利要求1所述的串接调变设备风扇，其特征在于：所述驱动组件(3)的外侧设置一扇叶圆框饰板(21)。
7.根据权利要求1所述的串接调变设备风扇，其特征在于：所述电路板(5)包括从属风扇单片机和地址码模块(51)、风扇马达和驱动芯片模块(52)、灯条模块(53)及直流稳压器模块(54)，所述从属风扇单片机和地址码模块(51)分别与风扇马达和驱动芯片模块(52)、灯条模块(53)及直流稳压器模块(54)电性连接。
8.根据权利要求1所述的串接调变设备风扇，其特征在于：所述设备风扇控制器(7)包括电脑电源供电模块(71)、PC端应用程序USB接口(72)、主控制器单片机(73)及输出接口(74)，所述输出接口(74)与电路板(5)通信连接。
9.一种基于权利要求1-8中任一项所述的串接调变设备风扇的控制方法，其特征在于，包括：
所述主控制器与多个从属设备风扇组成风扇系统；
所述主控制器与多个从属设备风扇之间通过UART协议或者I2C协议的通讯和识别；通过识别后，所有的接口功能均会依照通讯协议的要求进行数据传送；如果无法通过识别，则判定为普通风扇，UART和I2C的接口将会定义PWM信号输出和转速信号输入功能，支持普通风扇功能的控制；
主控制器通过USB接口与电脑上位机应用程序通讯，对从属设备风扇或者普通风扇进行控制，控制方式包括主控制器的信号流程及从属设备风扇信号流程控制流程：
主控制器的信号流程控制如下：
步骤S101.主控制器风扇与发光模组的RGB LED灯的信号串变整合在一起，通过UART协议或者I2C协议与从属设备风扇进行通讯和控制，输出端口定制为六组或根据需要任意设置，每一组信号独立控制；
步骤S102.主控制器通过USB接口与PC通讯，用户通过PC端应用程序，对输出端的从属设备风扇进行转速和灯光效果控制；
步骤S103.通过UART协议或者I2C协议，主控制器识别从属设备风扇和普通PWM信号控制的风扇，从而进行信号切换，兼容普通PWM信号控制的风扇；
从属设备风扇信号流程控制如下：
步骤S201.从属设备风扇之间通过UART协议或者I2C协议进行识别，并自动生成地址码，与主控制器连接的风扇自动编成第一从属设备风扇，与从属设备风扇为第二从属设备风扇，以此类推串联四个或根据需要设置；
步骤S202.从属设备风扇均设置一单片机与主控制器通讯，设置输入接口和输出接口，所有串联的从属设备风扇通过输入接口和输出接口，接收来自主控制器的指令，同时将相关数据送回到主控制器，然后再由主控制器把数据送到PC端应用程序进行处理；
每一颗从属设备风扇均可作为一个独立的个体进行识别和控制，具体识别控制流程如下：
每一组串联的四颗风扇，独立设置和控制转速和数据读取，以及独立发光模组的效果，发光模组的灯效可独立设置不同的颜色；
所有数据通过UART协议或者I2C协议提供给主控制器，然后通过USB的协议传送到PC端应用程序进行管理，所有发出去的控制指由PC端应用程序发给控制器，再传递到从属设备风扇。
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