TW202412455A - 一種串接調變設備風扇及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本發明公開了一種串接調變設備風扇及控制方法，所述設備風扇包括一框體、設置於框體內的扇葉，還包括一設置於框體內的發光模組；所述框體的對應兩側分別各設置一電路板及一頂針結構，兩側的頂針及電路板功能不分極性，可以自動切換識別輸入和輸出的功能；所述電路板的兩側框體上各設置一磁鐵，用於與相鄰風扇框體磁性連接；所述電路板與主控制器電性連接。本發明應用電腦系統散熱風扇和RGB LED氛圍燈控制信號合併傳送，省去了線材成本，解決了容易混淆，以及更好理線和美觀等問題；通過風扇與風扇之間的連接通過磁鐵吸合的方式連接，完成對接，增強導電特性和延長使用壽命，以及給使用者更好的拼接方式和風扇自身方方正正的美觀度。
Description
本發明涉及一種風扇 ，特別涉及一種串接調變設備風扇及其控制方法。
目前市面上的電腦主機殼系統散熱風扇和RGB LED氛圍燈的供電，信號控制都是分開的，一顆帶RGB LED的風扇有二組線捆綁在一起，對生產製造和終端使用者使用，非常繁鎖，容易混淆，不好理線等問題。例如，現有技術中的信號控制都是分開的，在風扇與風扇之間進行多顆拼接時，要注意連接的方向性，卡門的方向也要對好，然後在用力相互滑動後才能卡到位，而且容易造成電器觸點的磨損，影響導電特性和使用壽命。
本發明的目的是為了解決以上技術問題，而提出一種串接調變設備風扇及其控制方法，節省空間和組裝更加簡易，同時節省了材料成本。
為了實現上述目的，本發明採用了如下技術方案：
一種串接調變設備風扇，所述設備風扇包括一框體、設置於框體內的扇葉，
還包括一設置於框體內的發光模組；
所述框體的對應兩側分別各設置一電路板及一頂針結構，所述頂針結構設置於電路板上方；
所述電路板的兩側框體上各設置一磁鐵，用於與相鄰風扇框體磁性連接；
所述電路板與主控制器電性連接。
作為本發明的較佳實施例，本發明所述框體包括框體上蓋及框體下蓋，所述框體上蓋及框體下蓋通過螺釘固定連接或者卡合固定連接。
作為本發明的較佳實施例，本發明所述框體上的磁鐵與相鄰風扇框體上的磁鐵呈極性相反設置，相鄰風扇之間通過磁鐵吸合方式連接。
作為本發明的較佳實施例，本發明所述框體為四面方形結構，兩兩分為兩組對稱結構設置，一組分別設置一電路板及一頂針結構，另外一組分別設置一側面飾板。
作為本發明的較佳實施例，本發明所述框體的側面設置四個腳墊。
作為本發明的較佳實施例，本發明所述驅動晶片模組的外側設置一扇葉圓框飾板。
作為本發明的較佳實施例，本發明所述電路板包括從屬風扇單片機和位址碼模組、風扇馬達和驅動晶片模組、燈條模組及直流穩壓器模組，所述從屬風扇單片機和位址碼模組分別與風扇馬達和驅動晶片模組、燈條模組及直流穩壓器模組電性連接。
作為本發明的較佳實施例，本發明所述設備風扇控制器包括電腦電源供電模組、PC端應用程式USB介面、主控制器單片機及輸出介面，所述輸出介面與電路板通信連接。
一種基於所述的串接調變設備風扇的控制方法，包括：
所述主控制器與多個從屬設備風扇組成風扇系統；
所述主控制器與多個從屬設備風扇之間通過UART協定或者I2C協定的通訊和識別；通過識別後，所有的介面功能均會依照通訊協定的要求進行資料傳送；如果無法通過識別，則判定為普通風扇，UART和I2C的介面將會定義PWM信號輸出和轉速信號輸入功能，支援普通風扇功能的控制；
主控制器通過USB介面與電腦上位機應用程式通訊，對從屬設備風扇或者普通風扇進行控制，控制方式包括主控制器的信號流程及從屬設備風扇信號流程控制流程：
主控制器的信號流程控制如下：
步驟S101.主控制器風扇與發光模組的RGB LED燈的信號串變整合在一起，通過UART協定或者I2C協定與從屬設備風扇進行通訊和控制，輸出埠定製為六組或根據需要任意設置，每一組信號獨立控制；
步驟S102.主控制器通過USB介面與PC通訊，使用者通過PC端應用程式，對輸出端的從屬設備風扇進行轉速和燈光效果控制；
步驟S103.通過UART協定或者I2C協定，主控制器識別從屬設備風扇和普通PWM信號控制的風扇，從而進行信號切換，相容普通PWM信號控制的風扇；
從屬設備風扇信號流程控制如下：
步驟S201.從屬設備風扇之間通過UART協定或者I2C協定進行識別，並自動生成位址碼，與主控制器連接的風扇自動編成第一從屬設備風扇，與從屬設備風扇為第二從屬設備風扇，以此類推串聯四個或根據需要設置；
步驟S202.從屬設備風扇均設置一單片機與主控制器通訊，設置輸入介面和輸出介面，所有串聯的從屬設備風扇通過輸入介面和輸出介面，接收來自主控制器的指令，同時將相關資料送回到主控制器，然後再由主控制器把資料送到PC端應用程式進行處理；
每一顆從屬設備風扇均可作為一個獨立的個體進行識別和控制，具體識別控制流程如下：
每一組串聯的四顆風扇，獨立設置和控制轉速和資料讀取，以及獨立發光模組的效果，發光模組的燈效可獨立設置不同的顏色；
所有資料通過UART協定或者I2C協定提供給主控制器，然後通過USB的協議傳送到PC端應用程式進行管理，所有發出去的控制指由PC端應用程式發給控制器，再傳遞到從屬設備風扇。
與現有技術相比，本發明提供了一種串接調變設備風扇及其控制方法，具備以下有益效果：
1. 通過電腦主機殼系統散熱風扇和RGB LED氛圍燈控制信號串接合並傳送；
2. 從屬風扇(SLAVE)可以獨立控制，在PC端的應用程式(App)上，通過主控制器(MASTER)對不同通道的從屬風扇(SLAVE)下值該產品對應的轉速和燈效;
3. 通過接點物理編碼的原理或者通過晶片類比開關，對輸入信號和輸出信號進行切換，從而達到風扇之間的對接輸入和輸出介面共用，不分方向，以免插錯或者插反；
4. 通過信號線的合併，可以節省一組信號和電源供應線，在多個風扇連接時，改善了理線的問題，同時也節省了控制器RGB LED的輸出介面，控制盒可以做的更加簡化，節省了成本；
5. 通過風扇與風扇之間的連接通過磁鐵吸合的方式連接，組裝時直接吸合就可以完成對接，簡化了使用者的拼接方式。
下面將結合本發明實施例中的圖式，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。
在本發明的描述中，需要理解的是，術語“上”、“下”、“前”、“後”、“左”、“右”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示的方位或位置關係為基於圖式所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。
實施例1
如圖1、2所示，一種串接調變設備風扇，所述設備風扇包括一框體1、設置於框體1內的扇葉2，還包括一設置於框體1內的發光模組4。本發明中的框體根據使用者需求設置，可以設置為一體成型，也可以設置為上蓋及下蓋分體設置。另外發光模組4為RGB LED燈，可以根據需要設置在風扇框體或扇葉的不同位置，例如設置於沿框體內側及扇葉外周圍均勻分佈RGB LED燈，或者在扇葉的中部驅動組件上位置，從而實現多個位置能夠發光，具有炫彩效果。當然本發明的發光模組4根據使用者需要設置，位置不唯一，且位置顏色根據需要設置。
如圖1、2所示，所述框體1包括框體上蓋11及框體下蓋12，所述框體上蓋11及框體下蓋12通過螺釘固定連接或者卡合固定連接。圖中所示為螺釘固定連接，但本發明並不限於螺釘連接，如通過框體上蓋11及框體下蓋12上設置卡扣結構，實現卡合連接也在本發明的保護範圍內。本發明的扇葉均勻分佈在框體內，扇葉安裝在驅動組件上，所述驅動組件為驅動馬達（本圖未示出），如圖2所示，驅動馬達設置於扇葉圓框飾板21的下方，圖中未示出，另外驅動馬達與風扇馬達和驅動晶片模組52電性連接，通過風扇馬達和驅動晶片模組52驅動本發明的驅動馬達工作從而帶動扇葉旋轉。
如圖1、2、8所示，所述框體1的對應兩側分別各設置一電路板5及一頂針結構6，所述頂針結構6設置於電路板5上方；頂針結構6與電路板5電性連接，所述頂針結構6為彈性頂針結構。現有技術中的結構通過二組線公母端子來實現連接。而本發明多個從屬設備風扇之間的的電器連接，採用彈性頂針(POGO PIN)和觸點的方式連接。這樣能減少磨損和摩擦能夠提高導電特性和延長使用壽命。
為了更好的實現頂針結構6之間的連接，如圖1、2、11所示，所述電路板5的兩側框體1上各設置一磁鐵3，用於與相鄰風扇框體磁性連接；本發明所述框體1上的磁鐵3與相鄰風扇框體上的磁鐵3呈極性相反設置，相鄰風扇之間通過磁鐵吸合方式連接。如圖11所示，相鄰3個風扇之間的連接為磁鐵吸合方式，然後再進一步通過螺釘將風扇固定於主機殼上。如圖2所示，31為N極磁鐵，32為S極磁鐵，當與相鄰風扇連接時，與N極磁鐵31相鄰的是S極磁鐵，與S極磁鐵32對應的是N極磁鐵，以此類推，多個相鄰設備之間通過磁鐵吸合方式連接。本發明採用磁鐵南極(S)和磁鐵北極(N)吸合的原理，實現風扇之間的對接，也符合彈性頂針的使用特性，組裝時直接吸合就可以完成對接，能減少磨損和摩擦能夠提高導電特性和延長使用壽命。
如圖3、9所示，本發明中，所述電路板5與主控制器7電性連接，實現主控制器7對各個從屬設備風扇的獨立控制。
如圖1、2所示，本發明所述框體1為四面方形結構，兩兩分為兩組對稱結構設置，一組分別設置一電路板5及一頂針結構6，另外一組分別設置一側面飾板13，當然本發明所示的側面飾板13可以設置，也可以僅為側面面板。本發明所述框體1的側面設置四個腳墊14，達到防震防滑的效果。本發明所述驅動組件3的外側設置一扇葉圓框飾板21，此處的扇葉圓框飾板21根據需要設置，有些結構風扇中可不設置扇葉圓框飾板21。本發明所述的側面飾板13及扇葉圓框飾板21為麥拉片、合金材料或者其他具有裝飾或絕緣作用的材料。
如圖4-9，本發明所述電路板5包括從屬風扇單片機和位址碼模組51、風扇馬達和驅動晶片模組52、燈條模組53及直流穩壓器模組54，所述從屬風扇單片機和位址碼模組51分別與風扇馬達和驅動晶片模組52、燈條模組53及直流穩壓器模組54電性連接。從屬設備風扇的從屬風扇單片機和位址碼模組51通過UART協定或者I2C協定進行識別，並自動生成位址碼，與主控制器7(Master)連接，然後給予風扇馬達和驅動晶片驅動信號，從而驅動設備風扇的驅動馬達帶動扇葉工作，另外一路給予燈條模組驅動信號，從而驅使燈條模組工作，另外一12V轉5V的直流穩壓器模組54能夠保證從屬設備風扇工作。主控制器為各個從屬設備風扇提供穩定的電源。本發明中，主控制器7與各個從屬風扇之間為獨立控制關係，能分別控制各個從屬設備風扇的轉速及LED燈的閃爍顏色等。
如圖3所示，本發明所述設備風扇控制器7包括電腦電源供電模組71、PC端應用程式USB介面72、主控制器單片機73及輸出介面74，所述輸出介面74與電路板5通信連接。
如圖9、10所示，一種基於所述的串接調變設備風扇的控制方法，包括：
所述主控制器與多個從屬設備風扇組成風扇系統；
所述主控制器與多個從屬設備風扇之間通過UART協定或者I2C協定的通訊和識別；通過識別後，所有的介面功能均會依照通訊協定的要求進行資料傳送；如果無法通過識別，則判定為普通風扇，UART和I2C的介面將會定義PWM信號輸出和轉速（TACH）信號輸入功能，支援普通風扇功能的控制；
主控制器通過USB介面與電腦上位機應用程式通訊，對從屬設備風扇或者普通風扇進行控制，控制方式包括主控制器的信號流程及從屬設備風扇信號流程控制流程：
主控制器的信號流程控制如下：
步驟S101.主控制器風扇與發光模組的LED燈的信號整合在一起，通過UART協定或者I2C協定與從屬設備風扇進行通訊和控制，輸出埠定製為六組或根據需要任意設置，每一組信號獨立控制；
步驟S102.主控制器通過USB介面與PC通訊，使用者通過PC端應用程式，對輸出端的從屬設備風扇進行轉速和燈光效果控制；
步驟S103.通過UART協定或者I2C協定，主控制器識別從屬設備風扇和普通PWM信號控制的風扇，從而進行信號切換，相容普通PWM信號控制的風扇；
從屬設備風扇信號流程控制如下：
步驟S201.從屬設備風扇之間通過UART協定或者I2C協定進行識別，並自動生成位址碼，與主控制器連接的風扇自動編成第一從屬設備風扇，與從屬設備風扇為第二從屬設備風扇，以此類推串聯四個或根據需要設置；
步驟S202.從屬設備風扇均設置一MCU與主控制器通訊，設置輸入介面和輸出介面，所有串聯的從屬設備風扇通過輸入介面和輸出介面，接收來自主控制器的指令，同時將相關資料送回到主控制器，然後再由主控制器把資料送到PC端應用程式進行處理。
進一步的，如圖3、9所示，主控制器(Master)信號流程的具體過程如下：
主控制器(Master)、風扇與LED燈（ARGB LED）的信號整合在一起，通過UART協定或者I2C協定與從屬設備風扇(SLAVE DEVICE)進行通訊和控制，輸出埠定製為六組（如圖3所示，輸出介面74為六組），每一組可以控制4顆從屬設備風扇，且每一組信號可以獨立控制；
主控制器(Master)通過USB介面與PC通訊，使用者通過PC端應用程式(APP)，對輸出端的從屬設備風扇(SLAVE DEVICE)進行轉速和燈光效果控制；
通過UART協定或者I2C協定，主控制器(Master)可以識別從屬設備風扇(SLAVE DEVICE)和普通PWM信號控制的風扇，從而進行信號切換，可以相容普通PWM信號控制的風扇；
控制器(Master)風扇介面連接器，採用電腦主機板標準的4針偏扣位針座，相容普通PWM信號控制的風扇。
如圖4-10所示，從屬設備風扇(SLAVE DEVICE)信號流程的具體過程如下：
從屬設備風扇(SLAVE DEVICE)之間也是通過UART協定或者I2C協定進行識別，並自動生成位址碼，與主控制器(Master)連接的風扇自動編成第一顆風扇，與從屬設備風扇(SLAVE DEVICE)為第二顆風扇，以此類推可以串聯4個風扇，當然本發明並不限於4個風扇，可以根據需要設置；
從屬設備風扇(SLAVE DEVICE)也設置了一顆單片機MCU與主控制器(Master)通訊，設置輸入介面和輸出介面，所有串聯的風扇通過這些介面接收來自主控制器(Master)的指令，同時把相關資料送回到控制器(Master)，然後再由控制器(Master)把資料送到PC端APP進行處理。
如圖4-10所示，每一顆從屬設備風扇(SLAVE DEVICE)均可作為一個獨立的個體進行識別和控制，具體識別控制流程如下：
每一組串聯的4顆風扇，可以獨立設置和控制轉速和資料讀取，以及獨立LED燈光的效果，例如，設置第一顆風扇轉速1500RPM, 第二顆1000RPM，第三顆停止運行，第四顆2000RPM，LED的燈效也可以獨立設置不同的顏色；如圖3-9所示，主控制器的介面一輸出4條控制引腳：DC12V、GND、UART-IN_1、UART-IN_2，可以獨立控制從屬風扇_1#、從屬風扇_2#、從屬風扇_3#及從屬風扇_4#，然後通過UART協定或者I2C協定進行單獨控制；
所有資料都會通過UART協定或者I2C協定提供給主控制器(Master)，然後通過USB的協議傳送到PC端APP進行管理，所有發出去的控制指由APP發給控制器(Master)，再到從屬設備風扇(SLAVE DEVICE)。
本發明通過信號線的合併，可以節省一組信號和電源供應線，在多個風扇連接時，改善了理線的問題，同時也節省了控制器RGB LED的輸出介面，控制盒可以做的更加簡化，節省了成本；風扇與風扇之間的組裝，輸入和輸出介面可以不分方向，用磁鐵吸合在一起，用彈性頂針(POGO PIN)連接。
以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。
1:框體
11:框體上蓋
12:框體下蓋
13:側面飾板
14:腳墊
2:扇葉
21:扇葉圓框飾板
3:磁鐵
31:N極磁鐵
32:S極磁鐵
4:發光模組
5:電路板
51:從屬風扇單片機和位址碼模組
52:風扇馬達和驅動晶片模組
53:燈條模組
54:直流穩壓器模組
6:頂針結構
7:主控制板
71:電腦電源供電模組
72:PC端應用程式USB介面
73:主控制器單片機
74:輸出介面
圖1為本發明的整體結構示意圖；
圖2為本發明的具體實施例示意圖；
圖3為本發明的主控制器結構示意圖；
圖4為本發明的從屬設備風扇1#與主控制器連接示意圖；
圖5為本發明的從屬設備風扇2#及前後連接示意圖；
圖6為本發明的從屬設備風扇3#及前後連接示意圖；
圖7為本發明的從屬設備風扇4#及前後連接連接示意圖；
圖8為本發明的電路板與頂針結構示意圖；
圖9為本發明的圖3-7依次相互連接示意圖；
圖10為本發明的控制方法流程圖；
圖11為本發明的風扇系統結構示意圖。
1:框體
2:扇葉
3:磁鐵
4:發光模組
5:電路板
6:頂針結構
Claims (9)
- 一種串接調變設備風扇，所述設備風扇包括一框體、設置於框體內的扇葉，其特徵在於： 還包括一設置於所述框體內的發光模組； 所述框體的對應兩側分別各設置一電路板及一頂針結構，所述頂針結構設置於所述電路板上方； 所述電路板的兩側框體上各設置一磁鐵，用於與相鄰風扇框體磁性連接； 所述電路板與主控制器電性連接。
- 根據請求項1所述的串接調變設備風扇，其中：所述框體包括框體上蓋及框體下蓋，所述框體上蓋及框體下蓋通過螺釘固定連接或者卡合固定連接。
- 根據請求項1所述的串接調變設備風扇，其中：所述框體上的磁鐵與相鄰風扇框體上的磁鐵呈極性相反設置，相鄰風扇之間通過磁鐵吸合方式連接。
- 根據請求項1所述的串接調變設備風扇，其中：所述框體為四面方形結構，兩兩分為兩組對稱結構設置，一組分別設置一電路板及一頂針結構，另外一組分別設置一側面飾板。
- 根據請求項4所述的串接調變設備風扇，其中：所述框體的側面設置四個腳墊。
- 根據請求項1所述的串接調變設備風扇，其中：所述電路板包括從屬風扇單片機和位址碼模組、風扇馬達和驅動晶片模組、燈條模組及直流穩壓器模組，所述從屬風扇單片機和位址碼模組分別與風扇馬達和驅動晶片模組、燈條模組及直流穩壓器模組電性連接。
- 根據請求項1所述的串接調變設備風扇，其中：所述驅動晶片模組的外側設置一扇葉圓框飾板。
- 根據請求項1所述的串接調變設備風扇，其中：所述設備風扇控制器包括電腦電源供電模組、PC端應用程式USB介面、主控制器單片機及輸出介面，所述輸出介面與所述電路板通信連接。
- 一種基於請求項1-8中任一項所述的串接調變設備風扇的控制方法，包括： 所述主控制器與多個從屬設備風扇組成風扇系統； 所述主控制器與多個從屬設備風扇之間通過UART協定或者I2C協定的通訊和識別；通過識別後，所有的介面功能均會依照通訊協定的要求進行資料傳送；如果無法通過識別，則判定為普通風扇，UART和I2C的介面將會定義PWM信號輸出和轉速信號輸入功能，支援普通風扇功能的控制； 主控制器通過USB介面與電腦上位機應用程式通訊，對從屬設備風扇或者普通風扇進行控制，控制方式包括主控制器的信號流程及從屬設備風扇信號流程控制流程： 主控制器的信號流程控制如下： 步驟S101.主控制器風扇與發光模組的RGB LED燈的信號串變整合在一起，通過UART協定或者I2C協定與從屬設備風扇進行通訊和控制，輸出埠定製為六組或根據需要任意設置，每一組信號獨立控制； 步驟S102.主控制器通過USB介面與PC通訊，使用者通過PC端應用程式，對輸出端的從屬設備風扇進行轉速和燈光效果控制； 步驟S103.通過UART協定或者I2C協定，主控制器識別從屬設備風扇和普通PWM信號控制的風扇，從而進行信號切換，相容普通PWM信號控制的風扇； 從屬設備風扇信號流程控制如下： 步驟S201.從屬設備風扇之間通過UART協定或者I2C協定進行識別，並自動生成位址碼，與主控制器連接的風扇自動編成第一從屬設備風扇，與從屬設備風扇為第二從屬設備風扇，以此類推串聯四個或根據需要設置； 步驟S202.從屬設備風扇均設置一單片機與主控制器通訊，設置輸入介面和輸出介面，所有串聯的從屬設備風扇通過輸入介面和輸出介面，接收來自主控制器的指令，同時將相關資料送回到主控制器，然後再由主控制器把資料送到PC端應用程式進行處理； 每一顆從屬設備風扇均可作為一個獨立的個體進行識別和控制，具體識別控制流程如下： 每一組串聯的四顆風扇，獨立設置和控制轉速和資料讀取，以及獨立發光模組的效果，發光模組的燈效可獨立設置不同的顏色； 所有資料通過UART協定或者I2C協定提供給主控制器，然後通過USB的協議傳送到PC端應用程式進行管理，所有發出去的控制指由PC端應用程式發給控制器，再傳遞到從屬設備風扇。
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