一種自動(dòng)調(diào)頻風(fēng)扇及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種電風(fēng)扇，特別是一種自動(dòng)調(diào)頻風(fēng)扇及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在業(yè)界，對(duì)電風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)都是用人手通過(guò)觸摸開(kāi)關(guān)或者按鍵開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)的。如申請(qǐng)?zhí)枮?01110442743.0號(hào)專利，公開(kāi)了一種直流無(wú)刷電風(fēng)扇及其控制方法:用戶通過(guò)調(diào)整編碼器旋鈕產(chǎn)生動(dòng)作信號(hào)，單片機(jī)收到該信號(hào)后對(duì)該旋鈕信號(hào)分析處理后輸出一定占空比不變的頻率至直流無(wú)刷電機(jī)。用戶需要通過(guò)手動(dòng)調(diào)節(jié)編碼器來(lái)調(diào)整風(fēng)扇風(fēng)速，調(diào)節(jié)麻煩，調(diào)整后的電機(jī)速度和停轉(zhuǎn)頻率不能隨周圍環(huán)境的溫度和光照強(qiáng)度的變化而變化。如在夏季使用時(shí)，用戶初始設(shè)定一個(gè)舒適的風(fēng)速，當(dāng)室內(nèi)溫度改變較大時(shí)，初始設(shè)定的速度不再改變，用戶還要重新去調(diào)整風(fēng)速，調(diào)整麻煩。當(dāng)在白天和夜晚睡眠使用時(shí)，人的機(jī)體處于不同的活躍狀態(tài)，風(fēng)扇不能自動(dòng)調(diào)整并輸出不同的風(fēng)速和停轉(zhuǎn)頻率來(lái)適應(yīng)人體，用戶使用舒適度差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)以上技術(shù)的不足與缺陷，本發(fā)明的目的旨在提供一種操作簡(jiǎn)單，便于推廣，舒適度強(qiáng)的風(fēng)扇。
[0004]本發(fā)明的目的是通過(guò)采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:按此目的設(shè)計(jì)的一種自動(dòng)調(diào)頻風(fēng)扇，其電路特征，包括光照強(qiáng)度采集電路單元，溫度采集電路單元，光耦調(diào)控頻率電路單元，電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路單元，觸摸感應(yīng)電路單元，OLED顯示電路單元，WiFi和藍(lán)牙通信電路單元，報(bào)警提示電路單元，內(nèi)存擴(kuò)展電路單元，電源電路和電風(fēng)扇。
[0005]所述光照強(qiáng)度采集電路單元，單片機(jī)連接有光照強(qiáng)度傳感器，可通過(guò)對(duì)光敏電阻的AD值進(jìn)行米集處理。
[0006]所述溫度采集電路單元，單片機(jī)通過(guò)DS18B20對(duì)周圍的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行采集并處理。
[0007]所述光耦調(diào)控頻率電路單元，可編程單片機(jī)通過(guò)對(duì)室內(nèi)的溫度和光照強(qiáng)度數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集和處理，通過(guò)單片機(jī)內(nèi)部的PWM輸出功能輸出與此時(shí)采集的溫度和光照強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的占空比的頻率到光耦的集電極，光耦的發(fā)射極一端連接著電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入端，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)速度的控制；單片機(jī)的一個(gè)引腳連接著光耦的發(fā)射管，通過(guò)這個(gè)引腳輸出與此時(shí)采集的溫度和光照強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的高低電平以及高電平延時(shí)時(shí)間和低電平延時(shí)時(shí)間進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)停轉(zhuǎn)頻率的調(diào)控，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)電機(jī)停轉(zhuǎn)頻率和速度的獨(dú)立調(diào)控。
[0008]通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型模擬四條曲線，第一條和第二條分別為在白天和夜間情況下，不同的溫度所對(duì)應(yīng)的PWM輸出曲線，第三條和第四條分別為在白天和夜間情況下，不同的溫度所對(duì)應(yīng)的電機(jī)停轉(zhuǎn)頻率曲線。當(dāng)室內(nèi)光照強(qiáng)度和溫度改變時(shí)，電機(jī)的速度和停轉(zhuǎn)頻率做出相應(yīng)的調(diào)整，當(dāng)光照強(qiáng)度和溫度不變時(shí)，電機(jī)的速度與停轉(zhuǎn)頻率將穩(wěn)定在一定的范圍內(nèi)，即實(shí)現(xiàn)了在不同的光照強(qiáng)度和不同溫度的條件下對(duì)應(yīng)不同的電機(jī)速度和電機(jī)停轉(zhuǎn)頻率，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)頻和自動(dòng)調(diào)速。
[0009]所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路單元，當(dāng)單片機(jī)產(chǎn)生一定占空比的頻率到光耦的集電極時(shí)，如果光耦的發(fā)射管發(fā)射光線，則光耦的集電極和發(fā)射極導(dǎo)通，此時(shí)單片機(jī)能將一定占空比的頻率輸入到電機(jī)驅(qū)動(dòng)的頻率輸入端，電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路工作，電機(jī)按一定的轉(zhuǎn)速運(yùn)行；當(dāng)光耦的發(fā)射管不發(fā)射光線，則光耦的集電極和發(fā)射極截止，單片機(jī)產(chǎn)生的一定占空比的頻率不能輸入到電機(jī)驅(qū)動(dòng)的頻率輸入端，電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路停止工作，電機(jī)停轉(zhuǎn)。單片機(jī)的一個(gè)引腳連接著光耦的發(fā)射管，通過(guò)這個(gè)引腳輸出高低電平以及高電平延時(shí)時(shí)間和低電平延時(shí)時(shí)間進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)停轉(zhuǎn)頻率的調(diào)整；當(dāng)光耦的發(fā)射管發(fā)射光線，光耦的集電極和發(fā)射極導(dǎo)通時(shí)，單片機(jī)輸出不同占空比的頻率到光耦的集電極，光耦的發(fā)射極能將不同占空比的頻率送至電機(jī)驅(qū)動(dòng)的頻率輸入端，從而電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片輸出不同的功率到電機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的無(wú)極調(diào)速。
[0010]四種工作模式:
普通模式，只能通過(guò)人手觸摸來(lái)調(diào)控電機(jī)速度，無(wú)法對(duì)電機(jī)的停轉(zhuǎn)頻率進(jìn)行調(diào)控。
[0011]調(diào)頻模式:根據(jù)單片機(jī)對(duì)所采集的溫度和光照強(qiáng)度信息進(jìn)行處理，自動(dòng)調(diào)整電機(jī)停轉(zhuǎn)頻率，可以通過(guò)人手觸摸調(diào)控電機(jī)速度。
[0012]智能模式:根據(jù)單片機(jī)對(duì)所采集的溫度和光照強(qiáng)度信息進(jìn)行處理，自動(dòng)調(diào)整電機(jī)速度和電機(jī)停轉(zhuǎn)頻率，不能通過(guò)人手觸摸調(diào)控電機(jī)速度。
[0013]睡眠模式:通過(guò)建立一時(shí)間軸，即在不同的時(shí)刻對(duì)應(yīng)系統(tǒng)設(shè)定的電機(jī)速度和電機(jī)停轉(zhuǎn)頻率，無(wú)法通過(guò)人手觸摸調(diào)整電機(jī)速度和電機(jī)停轉(zhuǎn)頻率。
[0014]手機(jī)、電腦客戶端軟件可以調(diào)用手機(jī)、電腦內(nèi)部的硬件資源，通過(guò)手機(jī)內(nèi)部的各種傳感器可以實(shí)現(xiàn)對(duì)定時(shí)時(shí)間、電機(jī)速度和電機(jī)停轉(zhuǎn)頻率的快速設(shè)置，通過(guò)WiFi或藍(lán)牙通信將設(shè)置的參數(shù)信息發(fā)送給自動(dòng)調(diào)頻風(fēng)扇。
[0015]用戶可以通過(guò)手機(jī)和電腦客戶端軟件設(shè)置各種參數(shù)，設(shè)計(jì)適合自己的睡眠曲線，可以通過(guò)云服務(wù)上傳自己設(shè)計(jì)的睡眠曲線至客戶端平臺(tái)，同樣用戶可以通過(guò)客戶端平臺(tái)下載他人分享的睡眠曲線，用戶下載后，手機(jī)、電腦終端會(huì)通過(guò)WiFi或藍(lán)牙通信自動(dòng)將程序下載至自動(dòng)調(diào)頻風(fēng)扇?？梢酝ㄟ^(guò)客戶端平臺(tái)和云服務(wù)建立不同地域、不同環(huán)境、不同生活習(xí)慣中人們的睡眠曲線庫(kù)，用戶可以體驗(yàn)各種睡眠曲線并且分享睡眠曲線。
[0016]同樣，可以通過(guò)客戶端平臺(tái)和云服務(wù)建立不同地域、不同環(huán)境、不同生活習(xí)慣中人們?cè)诎滋旌鸵归g，不同的溫度所對(duì)應(yīng)的PffM輸出曲線庫(kù)，不同的溫度所對(duì)應(yīng)的電機(jī)停轉(zhuǎn)頻率曲線庫(kù)，通過(guò)搭建客戶端平臺(tái)，可以使用戶自主分享多樣化的工作模式。
[0017]當(dāng)人體處在不同的睡眠狀態(tài)(深層睡眠和淺層睡眠)下，人的機(jī)體處于不同的活躍狀態(tài)，在睡眠模式下，應(yīng)該降低風(fēng)扇的風(fēng)速和停轉(zhuǎn)頻率，增加風(fēng)扇在一個(gè)周期內(nèi)的工作時(shí)間和停止時(shí)間，通過(guò)建立一時(shí)間軸，即在不同的時(shí)刻對(duì)應(yīng)系統(tǒng)設(shè)定的電機(jī)速度和電機(jī)停轉(zhuǎn)頻率，更加有利于人體的健康，對(duì)于體質(zhì)較差的老人和孩子，更加有益。
[0018]所述觸摸感應(yīng)電路單元中設(shè)有紅外對(duì)管，單片機(jī)內(nèi)部的具有AD采集功能的一個(gè)引腳與紅外對(duì)管的集電極一端相連，用于對(duì)用戶指令的輸入。
[0019]所述OLED顯示電路單元用來(lái)對(duì)定時(shí)時(shí)間，室內(nèi)溫度，光照強(qiáng)度，風(fēng)扇模式，電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度和電機(jī)停轉(zhuǎn)頻率等信息進(jìn)行顯示。
[0020]所述WiFi和藍(lán)牙通信電路單元用于自動(dòng)調(diào)頻風(fēng)扇和手機(jī)、電腦之間的通信。
[0021]所述報(bào)警提示電路單元包括蜂鳴器、LED指示燈。
[0022]所述內(nèi)存擴(kuò)展電路單元包括SD卡，用于對(duì)內(nèi)存的擴(kuò)展。
[0023]所述電源部分包括內(nèi)部供電和外部供電，內(nèi)部供電部分通過(guò)鋰電池進(jìn)行供電，夕卜部供電部分通過(guò)常用的min1-USB數(shù)據(jù)線插座或其它插座與外部電源連接。
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1為本發(fā)明的邏輯框圖1。
[0025]圖2為本發(fā)明的邏輯框圖2。
[0026]圖3為光耦調(diào)控頻率電路單元和電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路單元原理圖。
[0027]圖4為在白天和夜間情況下，不同的溫度所對(duì)應(yīng)的PWM輸出曲線。
[0028]圖5為在白天，不同的溫度所對(duì)應(yīng)的電機(jī)停轉(zhuǎn)頻率曲線。
[0029]圖6為在夜間，不同的溫度所對(duì)應(yīng)的電機(jī)停轉(zhuǎn)頻率曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步描述。
[0031]第一實(shí)施例
參見(jiàn)圖1一圖6，本電風(fēng)扇，其電路特征:包括光照強(qiáng)度采集電路單元，溫度采集電路單元，光耦調(diào)控頻率電路單元，電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路單元，觸摸感應(yīng)電路單元，WiFi和藍(lán)牙通信電路單元，OLED顯示電路單元，內(nèi)存擴(kuò)展電路單元，報(bào)警提示電路單元，電源電路，電風(fēng)扇。
[0032]上述光照強(qiáng)度采集電路單元包括光敏電阻RL和電阻RC，光敏電阻RL和電阻RC串聯(lián)接在VCC和GND之間，RL和RC的節(jié)點(diǎn)一端接在單片機(jī)的1 口上。
[0033]所述光照強(qiáng)度采集電路單元，單片機(jī)連接有光照強(qiáng)度傳感器，可通過(guò)對(duì)光敏電阻的AD值進(jìn)行采集處理來(lái)獲取室內(nèi)的光照強(qiáng)度信息。
[0034]上述溫度采集電路單元通過(guò)DS18B20溫度傳感器對(duì)室內(nèi)的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，同樣可以采用其它溫度傳感器對(duì)室內(nèi)溫度進(jìn)行采集。
[0035]所述觸摸感應(yīng)電路單元中設(shè)有紅外對(duì)管，單片機(jī)內(nèi)部的具有AD采集功能的一個(gè)引腳與紅外對(duì)管的集電極一端相連，用于對(duì)用戶指令的輸入。
[0036]所述WiFi和藍(lán)牙通信電路單元用于自動(dòng)調(diào)頻風(fēng)扇和手機(jī)、電腦之間的通信。
[0037]所述OLED顯示電路單元用來(lái)對(duì)定時(shí)時(shí)間，室內(nèi)溫度，光照強(qiáng)度，風(fēng)扇模式，電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度和電機(jī)停轉(zhuǎn)頻率等信息進(jìn)行顯示。
[0038]所述內(nèi)存擴(kuò)展電路單元包括SD卡，用于對(duì)內(nèi)存的擴(kuò)展。
[0039]所述報(bào)警提示電路單元包括蜂鳴器、LED指示燈。
[0040]第二實(shí)施例
參見(jiàn)圖3:光耦調(diào)控頻率電路單元包括光耦Ul和電阻R2，光耦Ul的發(fā)射管負(fù)極接地，正極與電阻R2相連，電阻R2的另一端與單片機(jī)1 口相連，光耦Ul的集電極與單片機(jī)1口相連，發(fā)射極與電機(jī)驅(qū)動(dòng)輸入端相連。
[0041]參見(jiàn)圖3:電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路單元包括N型MOS管MOSl，電阻Rl、R3、R4、二極管D101，電容Cl，電阻R3 —端與光親的發(fā)射極相連，一端與N型MOS管的柵極相連。
[0042]所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路單元，當(dāng)單片機(jī)產(chǎn)生一定占空比的頻率到光耦Ul的集電極時(shí)，光耦Ul的發(fā)射管發(fā)射光線，則光耦Ul的集電極和發(fā)射極導(dǎo)通，單