CN210799467U - 智能风扇 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种智能风扇，该智能风扇包括第一通信模块和控制MCU、调速模块和风扇电机，第一通信模块用于接收移动终端或服务器发送的用于控制所述智能风扇运行的第一风速曲线，第一风速曲线为用户自定义设置；控制MCU用于根据所述第一风速曲线发送控制指令至所述调速模块；调速模块用于根据所述控制控制指令控制所述风扇电机的转速。本实用新型可解决风扇的运行模式单一，适应性差的问题。

Description

智能风扇

技术领域

本实用新型涉及风扇领域，具体涉及一种智能风扇。

背景技术

风扇作为一种纳凉的电器，主要通过风扇电机带动扇叶旋转来加快空气的流动，使人体的热量散发达到降温的作用。目前风扇的风速调节以及其他功能的实现主要通过操作风扇本体上的按键或者遥控器上的按键完成。无论哪种操作方法，风扇挡位的切换一般都是固定不变的，即风扇在不同的档位对应固定的风速。虽然一些风扇还具备“自然风”的功能，即按风扇预先设定好电机转速曲线来控制风扇循环运行，一方面用户不能根据自身需求来进行调节，另一方面风扇自身不具备根据环境变化来实现自我调节。比如，当环境温度信息过高时，用户在睡眠时会开启风扇来降温，在进入睡眠状态由于代谢变慢，再以固定的风速来降温会使用户的热量散失较快体表区域温度降低，容易导致感冒。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种智能风扇，旨在解决现有技术中，风扇的运行模式单一，适应性差的问题。

为实现上述目的，本实用新型提出一种智能风扇，该智能风扇包括第一通信模块和控制MCU、调速模块和风扇电机，其中：

所述第一通信模块用于接收移动终端或服务器发送的用于控制所述智能风扇运行的第一风速曲线；

所述控制MCU用于根据所述第一风速曲线发送控制指令至所述调速模块；

所述调速模块用于根据所述控制指令控制所述风扇电机的转速。

优选地，所述智能风扇还包括温度监控模块；

所述温度监控模块用于获取环境温度信息；

所述控制MCU还用于根据所述环境温度信息并结合所述第一风速曲线拟合成第二风速曲线；

所述控制MCU还用于根据所述第二风速曲线控制所述智能风扇运行。

优选地，所述第一通信模块还用于将所述第二风速曲线发送至移动终端和服务器保存。

优选地，所述风扇电机采用交流电机，所述调速模块采用包括三条通道的选通开关，三条所述通道的一端分别与所述风扇电机的三组线圈抽头连接，另一端分别与所述控制MCU的三个IO口连接。

优选地，每条所述通道均包括串联的可控硅和电阻。

优选地，所述智能风扇还包括AC-DC电源转换器U1，所述AC-DC电源转换器U1的输入端连接AC电源，输出端连接所述控制MCU的电源输入引脚。

优选地，所述风扇电机采用以充电电池驱动的直流电机，所述调速模块包括NPN三极管，所述三极管的基极通过一个电阻连接所述控制MCU的PWM控制脚，三极管的集电极连接直流电机的负端，三极管的发射极接地。

优选地，所述风扇电机采用以充电电池驱动的直流电机，所述调速模块包括N沟道MOS管，所述MOS管的栅极通过一个电阻连接所述控制MCU的PWM控制脚，MOS管的漏极连接直流电机的负端，MOS管的源极接地。

优选地，所述温度监控模块采用热敏电阻，所述热敏电阻与所述控制MCU的ADC口连接，以供所述控制MCU根据所述热敏电阻上的电压变化读取温度值。

本实用新型通过获取移动终端或服务器发送的用于控制所述智能风扇运行的第一风速曲线控制智能风扇运行，同时根据环境温度对第一风速曲线进行调整拟合成第二风速曲线，根据所述第二风速曲线控制所述智能风扇运行，避免出现因风速较快使用户体表热量散失大引起感冒的问题。

附图说明

图1为本实用新型智能风扇的功能模块示意图；

图2为本实用新型智能风扇中控制MCU和温度监控模块的电路结构图；

图3为本实用新型智能风扇中调速模块和电源模块的电路结构图。

具体实施方式

下面将详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同标号表示相同的元件或具有相同功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为解决上述技术问题，本实用新型提出一种智能风扇，参照图1，该智能风扇包括第一通信模块20和控制MCU10、调速模块30和风扇电机40，其中：

第一通信模块20用于接收移动终端60或服务器发送的用于控制所述智能风扇运行的第一风速曲线，第一风速曲线为用户自定义设置；

所述控制MCU10用于根据第一风速曲线发送控制指令至调速模块30；

调速模块30用于根据控制指令控制风扇电机40的转速。

在本实施例中，第一通信模块20，其中优选wifi模块、zigbee模块和蓝牙模块，移动终端60与智能风扇可通过第一通信模块20与手机等移动终端60或服务器连接。第一风速曲线由用户在移动终端60上进行自定义设置，具体为风速-时间曲线。移动终端60包括手机、平板电脑、智能手环等，通过移动终端60上的APP、微信公众号，或小程序可实现对智能风扇的控制。此外用户也可通过PC端对智能风扇进行控制。由于人提在睡眠时代谢会减慢，身体发热减少，故第一风速曲线在自定义设置时入睡后的风速应对应调低。智能风扇经第一通信模块20接收到上述第一风速曲线后，由其内部的控制MCU10根据第一风速曲线经调速模块30控制风扇的转速实现对风速的控制。其中控制MCU10可选stm32低功耗单片机。智能风扇的控制MCU10接收的第一风速曲线后将第一风速曲线转化成对应的控制指令，该控制指令为时间-风扇电机功率指令，即根据时间轴控制风扇电机40的输出功率。通过与控制MCU10连接的调速模块30可控制风扇电机4的输出功率以达到控制智能风扇的转速(或风速)的功能，具体的，智能风扇中风扇电机40经调速模块30与电源70(AC电源或DC电源)连接，由AC电源或DC电源进行供电。其他功能部件也同样由电源70供电。本实用新型通过智能调节风扇风速以适应人体所需，使风扇电机40在用户入睡后自动降低输出功率，不论采用交流还是直流电源驱动风扇电机40，都能够起到节能省电的效果。

具体地，如图2和图3所示，控制MCU10采用SoC芯片U2。SoC芯片U2可采用AC69XX、TLSR8263等系列芯片，SoC芯片U2为具有高度集成的系统级芯片，集成了控制MCU10以及蓝牙BLE通信模块作为第一通信模块20，是一个有专用目标的集成电路，其中包含完整系统并有嵌入软件的全部内容，即内部储存有预设的控制程序。

进一步地，如图1所示，智能风扇还包括温度监控模块50；

温度监控模块50用于获取环境温度信息；

控制MCU10还用于根据环境温度信息并结合第一风速曲线拟合成第二风速曲线；

控制MCU10还用于根据所述第二风速曲线控制智能风扇运行。

本实施例中，温度监控模块50设置在无叶风扇出风通道所在的壳体上或者传统电风扇的网罩上，由此在摇头过程中可对环境温度进行测量。由于人在睡眠过程时由于自定义设置的第一风速曲线并不一定完全适合用户各个阶段的睡眠状态及代谢状态，控制MCU10根据环境温度对第一风速曲线进行修正，使风扇的风速适宜用户的睡眠状态。

本实用新型通过获取移动终端60或服务器发送的用于控制智能风扇运行的第一风速曲线控制智能风扇运行，同时根据环境温度对第一风速曲线进行调整拟合成第二风速曲线，根据第二风速曲线控制智能风扇运行，避免出现因风速较快使用户体表热量散失大引起感冒的问题。

进一步的，第一通信模块20还用于将第二风速曲线发送至移动终端60和服务器并进行保存。

在本实施例中，第二风速曲线以及第一风速曲线还可作为用户的睡眠记录信息上传至服务器和移动终端60，用户可实时查看历史记录，跟踪一段时间内的睡眠质量和身体健康状况。

优选地，所述风扇电机40采用交流电机，所述调速模块30采用包括三条通道的选通开关，三条所述通道的一端分别与所述风扇电机的三组线圈抽头连接，另一端分别与所述控制MCU10，即SoC芯片U2的三个IO口连接。

本实施例通过SoC芯片U2的三个IO口，如图2中所示的PC3引脚、PC4引脚和PC5引脚，分别控制选通开关31的三条通道的通断，使选通开关31中的三条通道择一导通，三条通道分别对应连接风扇电机40的三个线圈抽头，用以控制风扇电机40的输出功率，产生三种不同转速。通过三条通道中的两个或三个通道快速轮流切换，可以组合输出更多种不同的风速。

其中，每条通道均包括串联的可控硅和电阻。

可控硅是一种有源开关元件，平时它保持在非道通状态，直到由一个控制信号对其触发使其贯通，并保持导通状态。具体地，如图3所示，第一条通道由可控硅Q1和电阻R25串联；第二条通道由可控硅Q2和电阻R26串联；第三条通道由可控硅Q3和电阻R27串联。三条通道分别连接SoC芯片U2的三个IO口。具体地，所述智能风扇还包括与控制MCU10连接的AC-DC电源转换器U1，AC-DC电源转换器U1的输入端连接AC电源，输出端连接所述SoC芯片U2的电源输入引脚。

如图3所示，AC-DC电源转换器U1及其外围电路(如二极管D4、D5、D6、D7、D8，电阻R21、R29，电容C19、C14、C20，电感L1等均为AC-DC电源转换器的常规外围电路结构，因此本实施例中不多赘述)将输入的交流电转换为5V的直流电，并通过电源输入引脚(如图2中所示的VCC5V引脚)输入至SoC芯片U2，为SoC芯片U2供电。

在一较佳实施例中，所述风扇电机40采用以充电电池驱动的直流电机，所述调速模块30包括NPN三极管，所述三极管的基极通过一个电阻连接控制MCU10(SoC芯片U2)的PWM控制脚，三极管的集电极连接直流电机的负端，三极管的发射极接地。

本实施例中，调速模块30通过SoC芯片U2的PWM控制脚控制输出强度，并通过NPN三极管控制电流通断，以实现风扇电机40的开闭和输出功率控制。

风扇电机40采用直流驱动，并且以充电电池供能，相比采用交流电驱动的方式来说，脱离了电源线，使用更为便捷。而且，调速模块30通过控制风扇电机40的输出功率以达到控制智能风扇转速的功能，极大地提高了充电电池续航能力。

在一较佳实施例中，风扇电机40采用以充电电池驱动的直流电机，所述调速模块30包括N沟道MOS管，所述MOS管的栅极通过一个电阻连接控制MCU(SoC芯片U2)的PWM控制脚，MOS管的漏极连接直流电机的负端，MOS管的源极接地。

与上一实施例同理的，调速模块30通过SoC芯片U2的PWM控制脚控制输出强度，并通过N沟道MOS管作为开关控制电流通断，以实现风扇电机40的开闭和输出功率控制。

同样地，风扇电机40采用直流驱动，并且以充电电池供能，使用更为便捷，且结合本实用新型的调速模块的调速功能，极大地提高了充电电池续航能力。

进一步地，如图2所示，温度监控模块50采用热敏电阻RT1，热敏电阻RT1与控制MCU，即SoC芯片U2的ADC口连接，以供所述SoC芯片U2根据热敏电阻RT1上的电压变化读取温度值。

热敏电阻RT1在采集室内温度时根据室温的不同对应输出不同的电压值至SoC芯片U2的ADC口，如图2中所示的ADC0/PA1引脚，SoC芯片U2则根据该电压值获得室温，从而对第一风速曲线进行调整拟合成第二风速曲线，根据第二风速曲线控制智能风扇运行，避免出现因风速较快使用户体表热量散失大引起感冒的问题。

以上的仅为本实用新型的部分或优选实施例，无论是文字还是附图都不能因此限制本实用新型保护的范围，凡是在与本实用新型一个整体的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型保护的范围内。

Claims (8)

1.一种智能风扇，其特征在于，所述智能风扇包括第一通信模块和控制MCU、调速模块和风扇电机，其中：

所述第一通信模块包括wifi模块、zigbee模块和蓝牙模块中的至少一种，用于接收移动终端或服务器发送的用于控制所述智能风扇运行的第一风速曲线；

所述控制MCU用于根据所述第一风速曲线发送控制指令至所述调速模块；

所述调速模块用于根据所述控制指令控制所述风扇电机的转速。

2.根据权利要求1所述的智能风扇，其特征在于，所述智能风扇还包括温度监控模块；

所述温度监控模块用于获取环境温度信息。

3.根据权利要求1所述的智能风扇，其特征在于，所述风扇电机采用交流电机，所述调速模块采用包括三条通道的选通开关，三条所述通道的一端分别与所述风扇电机的三组线圈抽头连接，另一端分别与所述控制MCU的三个IO口连接。

4.根据权利要求3所述的智能风扇，其特征在于，每条所述通道均包括串联的可控硅和电阻。

5.根据权利要求4所述的智能风扇，其特征在于，所述智能风扇还包括AC-DC电源转换器U1，所述AC-DC电源转换器U1的输入端连接AC电源，输出端连接所述控制MCU的电源输入引脚。

6.根据权利要求1所述的智能风扇，其特征在于，所述风扇电机采用以充电电池驱动的直流电机，所述调速模块包括NPN三极管，所述三极管的基极通过一个电阻连接所述控制MCU的PWM控制脚，三极管的集电极连接直流电机的负端，三极管的发射极接地。

7.根据权利要求1所述的智能风扇，其特征在于，所述风扇电机采用以充电电池驱动的直流电机，所述调速模块包括N沟道MOS管，所述MOS管的栅极通过一个电阻连接所述控制MCU的PWM控制脚，MOS管的漏极连接直流电机的负端，MOS管的源极接地。

8.根据权利要求2所述的智能风扇，其特征在于，所述温度监控模块采用热敏电阻，所述热敏电阻与所述控制MCU的ADC口连接，以供所述控制MCU根据所述热敏电阻上的电压变化读取温度值。

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