CN212959214U - 一种智能温控风扇 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能温控风扇，涉及智能家居技术领域；包括单片机控制系统电路、液晶显示电路、温度采集电路、键盘输入电路以及电机控制电路；电机控制电路由PWM驱动电路和直流电机组成，PWM驱动电路、液晶显示电路、温度采集电路以及键盘输入电路均电性连接至单片机控制系统电路上；PWM驱动电路包括芯片U3，且芯片U3的型号为L293D，芯片U3的EN12引脚、IN1引脚、IN2引脚以及EN34引脚均连接至单片机控制系统电路上，其中EN12引脚为接受PWM信号的使能端，IN1引脚和IN2引脚用于控制直流电机旋转方向；VCC引脚和VSS引脚分别连接有供电电压，OUT1引脚和OUT2引脚同直流电机相连接；本实用新型的有益效果是：提高了人们对智能风扇的使用需求，给人们生活带来便利。

Description

一种智能温控风扇

技术领域

本实用新型涉及智能家居技术领域，更具体的说，本实用新型涉及一种智能温控风扇。

背景技术

19世纪80年代，有人将叶片装在电机上,世界上第一台真正意义上的电风扇就此诞生。市面上的电风扇种类繁多,根据风扇的作用大致可分为两类,家用电风扇和工业用排风扇，常见的家用电风扇有吊扇、台扇、落地扇等等。工业用排风扇主要是用于强迫空气对流。老式的家用风扇有体积小，挪用方便，价格便宜等特点，但限于当时的生产水平，它的功能过于单一化，能耗较高。随着人们生活生产水平的不断提高，市面上出现了空调扇，无叶扇，这打破了传统风扇的工作方式，更加智能，更加贴近人们的生活。但是，目前市面上的风扇还没有很智能地实现温控设计，仍然存在着不足。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种智能温控风扇，实现对电机的智能控制，提高了人们对智能风扇的使用需求，给人们生活带来便利。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种智能温控风扇，其改进之处在于：包括单片机控制系统电路、液晶显示电路、温度采集电路、键盘输入电路以及电机控制电路；

所述的电机控制电路由PWM驱动电路以及连接于PWM驱动电路上的直流电机组成，所述的PWM驱动电路、液晶显示电路、温度采集电路以及键盘输入电路均电性连接至单片机控制系统电路上；

所述的PWM驱动电路包括芯片U3，且芯片U3的型号为L293D，芯片U3的EN12引脚、IN1引脚、IN2引脚以及EN34引脚均连接至单片机控制系统电路上，其中EN12引脚为接受PWM信号的使能端，IN1引脚和IN2引脚用于控制直流电机旋转方向；VCC引脚和VSS引脚分别连接有供电电压，OUT1引脚和OUT2引脚同直流电机相连接。

在上述的结构中，所述芯片U3的VCC引脚的供电电压为+5V，VSS引脚的供电电压为+7.2V。

在上述的结构中，所述的单片机控制系统电路包括有芯片U2，且芯片U2的型号为STC89C52；

所述芯片U2包括有主电源引脚、控制引脚以及外接晶振引脚，其中主电源引脚包括VCC引脚和GND引脚，控制引脚包括复位引脚RST/P4.7、外部存储器读选通信号引脚NA/P4.4、地址锁存允许信号引脚ALE/4.5以及外部程序存储器读指令引脚EX_LVD/P4.6，外接晶振引脚包括振荡电路的输入端XTAL1和片内振荡电路的输出端XTAL2。

在上述的结构中，所述的键盘输入电路包括按键K1、按键K2、按键K3以及按键K4，且按键K1、按键K2、按键K3以及按键K4的一端接地，其另一端分别同芯片U2上独立的四个I/O口相连。

在上述的结构中，所述的液晶显示电路包括有LCD1602液晶显示器，LCD1602液晶显示器的DB0-DB7引脚作为并行数据输入/输出引脚，依次同芯片U2的P0.0-P0.7引脚相连接。

在上述的结构中，所述温度采集电路包括有芯片W1，且芯片W1的信号为DS18B20，芯片W1的I/O引脚与芯片芯片U2的P2.0引脚连接。

本实用新型的有益效果是：解决了传统风扇无法实现智能化的问题，满足了广大用户的需求。实现了家用电风扇常规的换档功能和定时功能，此外，本设计还具备档位自动调节功能，通过软件和少量硬件实现控制输出及温度显示，使风速更符合人的感受，更具人性化。

附图说明

图1为本实用新型的一种智能温控风扇的方框图示意图。

图2为本实用新型的一种智能温控风扇的单片机控制系统电路的示意图。

图3为本实用新型的一种智能温控风扇的电机控制电路的示意图。

图4为本实用新型的一种智能温控风扇的键盘输入电路的示意图。

图5为本实用新型的一种智能温控风扇的液晶显示电路的示意图。

图6为本实用新型的一种智能温控风扇的温度采集电路的示意图。

图7为本实用新型的一种智能温控风扇的电源接口的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本实用新型的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。另外，专利中涉及到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本实用新型创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

参照图1所示，本实用新型揭示了一种智能温控风扇，具体的，该智能温控风扇包括单片机控制系统电路10、液晶显示电路20、温度采集电路30、键盘输入电路40以及电机控制电路50；所述的电机控制电路50由PWM驱动电路501以及连接于PWM驱动电路501上的直流电机502组成，所述的PWM驱动电路501、液晶显示电路20、温度采集电路30以及键盘输入电路40均电性连接至单片机控制系统电路10上；基于此，本实用信心的智能温控风扇可以实现手动控制模式和自动控制模式，在自动控制模式下，温度采集电路30通过对温度的收集记录后，发送信息给单片机控制系统电路10做处理，然后单片机控制系统电路10再把处理结果显示在液晶显示屏上，本设计采用PWM脉宽调制的方式来改变电机的转速，实现风速的调整；在手动控制模式下，通过键盘输入电路40检测信号，然后把收集到的信号发送给单片机控制系统电路10处理，处理结果也会显示在液晶显示屏上；最后是运用单片机内部的定时器/计数器，通过晶振计算出机器周期1微秒，从而制定定时功能。

如图3所示，即为本实施例中电机控制电路50的示意图，所述的PWM驱动电路501包括芯片U3，本实施例中，芯片U3的型号为L293D，L293D芯片上可以接入两个电机，本实施例中只使用一个5V直流电机502；芯片U3的EN12引脚、IN1引脚、IN2引脚以及EN34引脚均连接至单片机控制系统电路10上，其中EN12引脚为接受PWM信号的使能端，IN1引脚和IN2引脚用于控制直流电机502旋转方向；VCC引脚和VSS引脚分别连接有供电电压，OUT1引脚和OUT2引脚同直流电机502相连接。所述芯片U3的VCC引脚的供电电压为+5V，VSS引脚的供电电压为+7.2V。本实施例中，通过EN12、IN1以及IN2引脚控制一个桥，其中IN1和IN2引脚控制电机旋转方向，通过接入高低电平可以使电机正转或者翻转。因此，可有通过键盘设置温度，键盘输入电路40发送数据给单片机控制系统电路10，单片机控制系统电路10发送指令调整PWM的占空比并输出，通过L293D驱动直流电机502来达到控制电机电压的目的，进而控制电机的转速。

对于所述的单片机控制系统电路10，本实用新型提供了一具体实施例，如图2所示，为单片机最小系统，系统的复位方式采用了上电复位；选择频率为12MHZ的晶振，算得本系统的机器周期为1微秒。所述的单片机控制系统电路10包括有芯片U2，且芯片U2的型号为STC89C52；单片机控制系统电路10的核心是STC89C52芯片，它是STC公司生产的，也是平时做单片机实验最常用到的，它的编程完全可以和51系列相兼容。与8051系列相比，它内部有两个程序储存器：一个是FLASH，可以ISP；另一个是EPROM，只能通过编程器烧录。STC有一个6T的工作模式和AD口，而8051只能是12T的工作模式并且没有AD口。STC89C52作为单片机控制系统的核心，作为整个系统的指挥中心，内部齐全的功能完全满足了本设计对器件的需求，大大简化了电路，减少了工作量。该单片机采用了直插双列式，左边20个引脚，右边20个引脚。本实施例中，所述芯片U2包括有主电源引脚、控制引脚以及外接晶振引脚，其中主电源引脚包括VCC引脚和GND引脚，控制引脚包括复位引脚RST/P4.7、外部存储器读选通信号引脚NA/P4.4、地址锁存允许信号引脚ALE/4.5以及外部程序存储器读指令引脚EX_LVD/P4.6，外接晶振引脚包括振荡电路的输入端XTAL1引脚和片内振荡电路的输出端XTAL2引脚，XTAL1引脚与XTAL2引脚之间串联有晶振Y1，且XTAL1引脚与接地端GND之间设置有电容C3，XTAL2引脚与接地端GND之间设置有电容C4；另外，芯片U2的RST/P4.7引脚与供电端VCC之间设置有电容C2，RST/P4.7引脚与接地端之间还设置有电阻R2。

如图4所示，对于所述的键盘输入电路40，本实用新型提供了一具体实施例，所述的键盘输入电路40包括按键K1、按键K2、按键K3以及按键K4，且按键K1、按键K2、按键K3以及按键K4的一端接地，其另一端分别同芯片U2上独立的四个I/O口相连。本设计共有四个独立按键，K1是温度范围的设定，不同温度将会对应不同的档位；K2是风扇运行模式的选择，分别是手动模式、温控模式和定时模式；K3是档位的增加/温度的上调；K4是档位的减少/温度的下调。按键采用触发式按键，一个独立按键独占用一个I/O口。系统接上电源后，通过对键盘的操作，发送指令给单片机处理，单片机发送相应的指令给电机，电机就会按照指定的模式运行。

如图5所示，对于所述的液晶显示电路20，本实用新型提供了一具体实施例，所述的液晶显示电路20包括有LCD1602液晶显示器，本实施例中，液晶显示屏可以显示3个参数，分别是风扇的模式、运行的档位和目前环境的温度。LCD1602液晶显示器一种字符型液晶显示器，在电子设计中运用广泛，它有16个管脚，其中1号和16号管脚GND接地，2号和15号管脚VCC接+5V，V0引脚是液晶显示的偏压信号，接上一个50K的滑动变阻器；RS引脚、RW引脚、E引脚分别接一个输入/输出口，LCD1602液晶显示器的DB0-DB7引脚作为并行数据输入/输出引脚，依次同芯片U2的P0.0-P0.7引脚相连接。

如图6所示，对于所述的温度采集电路30，本实用新型也提供了一具体实施例，所述温度采集电路30包括有芯片W1，且芯片W1的信号为DS18B20，芯片W1的I/O引脚与芯片芯片U2的P2.0引脚连接。DS18B20是一种智能数字温度传感器。传统上用热敏电阻测温需要进行模数转换，过程比较复杂。DS18B20通过2号管脚与单片机P2.0口进行连接，只需要这一个端口就可以接受和发送数据，不需要任何外围元件，集成度极高，测温范围也相当的宽泛，低至零下55摄氏度，高至125摄氏度，它可以直接输出温度数字信号，具有极强的抗干扰能力。

温度采集电路30的工作原理：DS18B20内部的低温度系数晶振产生的脉冲信号送给减法计数器A，减法计数器B的脉冲输入来自于高温度系数晶振所产生的信号，器件中的门电路开放时，DS18B20就对低温度系数振荡器产生的时钟脉冲后进行计数，进而完成温度测量。

在上述的实施例中，该智能温控风扇还包括有电源接口60，电源接口60连接在单片机控制系统电路上，为系统提供电压。如图7所示，为电源接口60的电路结构示意图，包括芯片U1和电源接口J1，电源接口J1的一端接地，另一端连接至芯片U1的IN引脚，且IN引脚上连接着7.2V供电端，芯片U1的OUT引脚即为供电端VCC。

单片机是一种集成电路芯片，它是由RAM、ROM、CPU、I/O口、中断程序等组成的最小系统。它具有体积小、可靠性高和功耗低等优点，深受广大硬件开发者们的喜爱。INTEL公司算是这个行业的领头羊，最具有代表性的是INTEL的8051，通过一代又一代的更新，INTEL的单片机逐步占领了国际的主流市场。

本设计采用的是STC公司的STC89C52，它基于8051内核，指令代码兼容8051。通过温控电路、液晶显示电路20、电机电路和键盘扫描电路设计出了一个智能温控风扇，大大提高了人们对智能风扇的使用需求。解决了传统风扇无法实现智能化的问题，满足了广大用户的需求。实现了家用电风扇常规的换档功能和定时功能，此外，本设计还具备档位自动调节功能，得益于本设计对温度传感器DS18B20的使用，实现了风扇的智能化。通过软件和少量硬件实现控制输出及温度显示，使风速更符合人的感受，更具人性化。

本实用新型实现了电动机对转速的调节，可以推广到电动机的控制系统中去。在日常的生产生活中，本系统可以运用到家用电风扇中去，特别是家中有老人或者小孩，在夜晚长时间吹电风扇容易感染风寒，此时，用这款智能温控风扇，能提高生活水平，给人们带来极大的便利；在工业生产中，我们通过对输入信号的控制，经过电机驱动输出信号控制电机的转速，从而达到生产的自动化。例如，在电力系统中能够依据不同的负荷控制不同的电压信号，再由得到的电压调节不同的发电机转速，进而调节发电量的大小，从而实现电力自动化的调节。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (6)

1.一种智能温控风扇，其特征在于：包括单片机控制系统电路、液晶显示电路、温度采集电路、键盘输入电路以及电机控制电路；

所述的电机控制电路由PWM驱动电路以及连接于PWM驱动电路上的直流电机组成，所述的PWM驱动电路、液晶显示电路、温度采集电路以及键盘输入电路均电性连接至单片机控制系统电路上；

所述的PWM驱动电路包括芯片U3，且芯片U3的型号为L293D，芯片U3的EN12引脚、IN1引脚、IN2引脚以及EN34引脚均连接至单片机控制系统电路上，其中EN12引脚为接受PWM信号的使能端，IN1引脚和IN2引脚用于控制直流电机旋转方向；VCC引脚和VSS引脚分别连接有供电电压，OUT1引脚和OUT2引脚同直流电机相连接。

2.根据权利要求1所述的一种智能温控风扇，其特征在于：所述芯片U3的VCC引脚的供电电压为+5V，VSS引脚的供电电压为+7.2V。

3.根据权利要求1所述的一种智能温控风扇，其特征在于：所述的单片机控制系统电路包括有芯片U2，且芯片U2的型号为STC89C52；

所述芯片U2包括有主电源引脚、控制引脚以及外接晶振引脚，其中主电源引脚包括VCC引脚和GND引脚，控制引脚包括复位引脚RST/P4.7、外部存储器读选通信号引脚NA/P4.4、地址锁存允许信号引脚ALE/4.5以及外部程序存储器读指令引脚EX_LVD/P4.6，外接晶振引脚包括振荡电路的输入端XTAL1和片内振荡电路的输出端XTAL2。

4.根据权利要求3所述的一种智能温控风扇，其特征在于：所述的键盘输入电路包括按键K1、按键K2、按键K3以及按键K4，且按键K1、按键K2、按键K3以及按键K4的一端接地，其另一端分别同芯片U2上独立的四个I/O口相连。

5.根据权利要求3所述的一种智能温控风扇，其特征在于：所述的液晶显示电路包括有LCD1602液晶显示器，LCD1602液晶显示器的DB0-DB7引脚作为并行数据输入/输出引脚，依次同芯片U2的P0.0-P0.7引脚相连接。

6.根据权利要求3所述的一种智能温控风扇，其特征在于：所述温度采集电路包括有芯片W1，且芯片W1的信号为DS18B20，芯片W1的I/O引脚与芯片芯片U2的P2.0引脚连接。

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