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温度感应式小风扇
发布日期:2017-12-07 新闻来源: 正文字号
德州学院机电工程学院  石硕 王志坤 张瑞奇
1 引言
目前,传统小风扇被广泛使用,其使用群体以家庭及在校住宿学生居多。传统小电风扇的缺点主要是:外界温度的变化不能使风扇的风力随之改变,对于那些白天很热晚上凉爽的城市,这种温度感应式风扇很是实用,人们在熟睡中感应不到外界气温的变化,没法调档位,这样既浪费电又容易感冒。
2 温度感应式风扇的优点
温度感应式风扇操作简单,只需插上电源,风速档位全由风扇内的系统智能调节。传统小风扇拥有3个调速档,人工开关。本次设计应用温度传感器及80C51式单片机,实现以外界温度的变化来控制其档位的变化。当然使用者也可以仅仅运用手控档位的方式控制风扇,两者兼可。本次设计主要针对学生、晚上不能长时间吹风的体弱人群,通过温度感应传感器,实时监测室内温度变化。这次设计是在方便大众、服务大众的基础上,以智能、节约为理念,对传统风扇进行的改良。
3 设计要求
3.1温度感应式风扇的基本原理
它以传统的小风扇为基础,扇叶、扇头、底座和控制部分,调速方法多以电容调速法通过改变电机转速达到调速的目的。现加入温度感应装置、专用控制集成电路和单片机使控制风扇更加人性化,当外界温度达到人为设定的值时,风扇自动开启;反之,外界温度过低,单片机接受信号智能控制风扇转速大小。温度感应式风扇选用C51单片机作为其内部核心系统,其价格便宜易购买,专业层面比其他单片机较为成熟,可以精确接收外部的信息来操控单片机档位的变化。
3.2温度感应式小风扇的功能
温度感应式小风扇比传统的风扇功能多样,操作简单,更加智能,可在原有基础上实现以下三个功能:
(1)温度感应控制:在选材方面,基于温度感应式小风扇主要在室内使用,现选择常用的室内温度传感器LM35D,结合C51单片机功能实现信号的传递、输出等。温度感应控制是其核心技术,没有这一步骤的话智能控制将无法实现。
(2)温度、档位显示功能:为方便使用者观察风扇档位和室内温度,风扇上采用数码管动态显示技术,利用单片机和温度感应器使信号显示到扇体上。为了节约用电可把LED数码管亮度调到适宜程度。
现采用功率为8~12W,工作环境-10℃~75℃,寿命大于80000小时的共阴极数码管。将80C51单片机P0口引脚接到共阴极数码管上,通过单片机控制字形码的显示实现动态驱动。虽然名为动态显示,实际上和静态显示是相同的,并不会让人产生闪烁的眩晕感。此外,动态显示的耗电量较低,从而达到了小幅度节约电能的目标。
数码管接到单片机引脚上之后,使之可以循环显示十个基本数字:0到9。然后设定时间间隔循环。最后使用软件Proteus编写程序并画出原理图。其原理大致如下所示:将字模按循序排好储存入数组中,使用时将显示值作为该储存数组的坐标变量,按顺序提取0到9十个中任一字模传到P0口输出,这样用LED数码管的动态显示来完成本次设计中的温度和档位显示就完成了。经用Proteus软件绘制原理图来进行测试,现得出下图2的连接为最佳方式。