【训练营_进阶班】物联网智能风扇（改造） - 嘉立创EDA开源硬件平台

# **设计原因** 家里的电风扇是好几十年前的了，一直没有下岗，由于当时没有什么芯片，所以那时的风扇的定时采用的齿轮结构，夜晚定时哒哒哒声音很让人心烦，还有调速也是机械转动结构，如果在床上必须下地转动旋钮才可以控制，（懒~），于是准备给他加点智能化元素，如软件定时，手机遥控调速等等。 # **设计需求** 1. **拥有手机遥控功能** 2. **四挡调速（关、低、中、高）** 3. **定时功能（节约成本，通过手机连接服务器定时）** 4. **可以通过小爱同学控制** 5. **保留原有风扇结构，即使不联网也可正常使用（重要）** # **方案实现&器件选型** - - - * **使用ESP8266-12F作为主控芯片，可以实现手机联网遥控。另外8266可以使用Arduino IDE来进行编程操控，开发十分简单快捷，另外由于本方案使用的均为数字接口，不用模拟接口，故12F的IO口足够使用，性价比很高，还可预留IIC接口，接众多传感器或者OLED。** * **使用"Blinker"可以快速的实现小爱同学控制，以及定时功能，缩短开发时间周期。界面UI个性化高，可以按照自己喜欢的风格搭建，支持Arduino IDE开发。** * **使用四路继电器实现档数切换，实际只用3路，第四路原计划风扇摇头设置，但是需要拆风扇头，暂不用，设计已预留。继电器选择AC250V 3A，一般的家用电器的功率都可承受，由于风扇不算经常需要开断的用电器，所以可以选择廉价一些的。** * **使用AC220V转DC5V模块给ESP8266以及继电器供电，不用外加电池，直接可使用风扇电源，这部分涉及强电降压，需要考虑众多保护，如短路保护，过流保护，因能力有限，所以使用了模块，防止设计失误损坏元器件及风扇（重要）。** * **预留了一路IIC接口，可以扩展温湿度传感器或者OLED。增加更多智能化元素！！！** * **预留了控制器总开关，如果家人不会使用可以关闭控制器开关，省电，作为普通的手动调速风扇使用。** # **调试过程** 拆开风扇后发现电风扇原理为：  考虑如果在手机遥控是低速时，外部把调速档位拧到了高速挡，即这样  会不会出现意外，发生危险，由于对内部电机调速原理不太懂，请教老师后得知电机内部调速结构为这样   * 所以当继电器连着低速时，如果手拧到高速，那么则以高速运行，不会发生危险。（然后就放心大胆地干~） 通过查找资料发现摇头功能不是电气结构，而是机械结构，所以第四路继电器打算改为小夜灯功能。  * 焊接时发现接线端子的3D预览模型和实际模型是反的，没有大影响，就是丝印不整齐。。。然后元件稍微有一点错位，有点挤  * 通过连接数据线时发现，这次选的MIC-USB焊接好以后也不是很牢固，还是应该选其他的大牛角座的USB座子， # **成品展示**    # **设计心得** **通过这次训练营学到了很多布线布局的知识，之前只是以为DRC没问题就行了（哈哈），随意摆放，随意走线，走不过去就打个过孔，还过不去就绕大圈，，，后来和宋工周工还有群内同学学到USB要走差分信号线，继电器一侧不要铺铜，零线，火线之间最好挖个槽孔。在焊接空间允许的情况下，先焊接电源器件，然后做一下测试，一切正常再焊接控制芯片及其他器件。（之前都是一股脑全焊上，一接电。。。没少翻车）。觉得这次训练营是一次我的蜕变，从之前的玩各种模块面包线连接搭积木，到现在自己把所有所需的器件合理摆在一块板子上，删除掉之前模块上用不到的的器件，既节约了空间又提升了稳定性。离真正的做设计的工程师又近了一步。** # **V1.1版本** **预计8月20号后以后返校开始弄，优化设计** 1. **改进MIC-USB的封装，改用更牢固的** 2. **调整接线端子的位置，使其能正常摆放** 3. **调整总开关，使其能够控制USB的电源及降压模块来的供电** 4. **给继电器增加续流二极管和继电器供电位置增加电容** 5. **优化布局，尽量在缩小下尺寸** 6. **优化布线** # **V1.2版本** **8月25日更新** 发现引脚在上电瞬间为高电平，因为继电器也是高电平触发，所以会闪烁一下，为保障安全，每一个继电器加了一路反相器。对应也需要更改程序，调整为满足条件输出低电平。 通过查找资料得知ESP-12F的引脚上电瞬间电平为下表 | GPIO-X | PIN-X | 初始状态 | 初始电平 | | ------ | ----- | ---- | ---- | | GPIO0 | Pin15 | 输入上拉 | H | | GPIO2 | Pin14 | 输入上拉 | H | | GPIO4 | Pin16 | 输入下拉 | L | | GPIO5 | Pin24 | 输入下拉 | L | | GPIO12 | Pin10 | 输入上拉 | H | | GPIO13 | Pin12 | 输入上拉 | H | | GPIO14 | Pin9 | 输入上拉 | H | | GPIO15 | Pin13 | 输入上拉 | H | | GPIO16 | Pin8 | 输出置高 | H |