RTX4090同款 便携手持风扇

视频链接：

B站视频--功能演示及介绍

项目简介

这个项目是我从大二上学期就开始做的项目，在作为课设交上去之后我就再也没有动过这个项目，一年之后，我重新拾起了这个项目，将原来的方案，包括PCB，外壳，程序，装配完全推倒重做，经过几次大改版，历经两个月，总算是交出了这个完成度极高的答卷。
完成这个项目的过程，本身就是不断学习的过程，因此改版往往也意味着功能改进。到了V3版本，总算是能让我满意了。
不过，虽然使用了0805阻容，但是本项目PCB中全部使用QFN和DFN芯片，还有0.5间距FPC连接器，在焊接这块可能比较难。新手请谨慎考虑复刻。
复刻前，确保你有以下工具：电烙铁，热风枪，点焊机，3D打印机。
复刻交流QQ群：191731763 有问题可以在群里at我，我会耐心解答。

项目功能

• 本项目基于NIDEC AD4A31K05 三相FDB轴流风扇深度定制设计。在风速，噪音和续航上达到了平衡。
• 最大输出功率10W以上，充电功率最大可达15W。睡眠平均电流不大于60uA。
• 使用21700电池，即使最大档位也可使用2小时以上。
• 项目包括PCB，程序，外壳三方面设计，全栈式开发，全部独立完成，高度可用。

graph TD
    MCU[STC8H1K08T MCU]
    BATTERY[21700 Battery]
    CHARGE[SLM6610 Charge]
    BOOST[MP3431 Boost]
    TOUCH[Touch Button]
    FAN[4090 FDB Fan]
    LED[SK6812 RGB]
    USB[Type-C Port]

    BATTERY --> CHARGE
    CHARGE --> USB
    BATTERY --> BOOST
    BOOST --> FAN
    BATTERY --> MCU
    MCU --> TOUCH
    MCU --> LED
    MCU -.-> FAN

项目参数

• 本项目使用STC8H1K08T作为主控芯片，实现包括触摸按键，风速，彩灯控制在内的多种功能。
• 本项目使用MP3431实现单节锂电池升压13.5V，略微超压以提高功率。
• 本项目使用SLM6610实现单节锂电池3A充电。
• 本项目使用SK6812单总线彩灯实现电量显示。

注意事项

• 打板时请打V3版本，前面的版本不适用附件里的外壳。如果不知道怎么导出，直接文件夹里的gerber文件即可。
• 打板需要把电池连接小板和V3主板都打，连接小板是不可缺少的。
• 外壳推荐使用PETGCF，使用PLA的话，可能因为太脆而容易导致磕碰时风扇导风网的辐条折断。
• 注意外壳公差问题，如果没有打印机的话建议多打一套备用。
• 买4090风扇可以去某宝或者海鲜市场，最好不要买不带CD纹盖子的，那都是次品，动平衡不好，轴可能是歪或者松动的。
• 在点焊电池小板与电池之间的镍带时，注意一定要让电池小板尽量居中。
• 在将主板与电池小板焊接时，也尽量保持主板居中，垂直于小板。我没有设计做专用的装具，毕竟也不量产，焊住一个焊点，然后不断微调即可。
• 最好在外壳上将电池镍带预先压弯一下，否则第一次装入外壳时，阻力会过大，难以取出电池，外壳就只能报废。图片.png
• 一定要用我附件里的bom表，EDA导出的表有些不一样。几个网友复刻时都踩坑了。
• 风扇型号一定要买后缀K05的，是12cm反叶的，有网友买成9cm的那个了，用不了的。
• 充电芯片是SLM6610，封装是DFN8 3*3的。不是SLM6600，用不了。
• FPC连接器是下接的，抽屉式的和翻盖式的都可以，但一定要下接的，间距0.5mm。

关于操作

• 单击加档位，总共10档。
• 双击减档位，总共10档。
• 三击一键最大档位，再次三击返回到原来的档位。
• 单击后抬起，再按下后保持可以连续调节风速，同时彩灯会以R-G-B-R的颜色变化指示当前的风扇。
• 双击后抬起，再按下后保持可以连续减小风速。在连续调速状态，风速不会保存，单击后双击即可退出。
• 开机状态长按2秒开机。
• 关机状态，单击后抬起，然后长按2秒，即可开机。

graph TD
    IDLE((Standby / Off))
    
    IDLE -->|Single Click| INC[Speed +1]
    IDLE -->|Double Click| DEC[Speed -1]
    IDLE -->|Triple Click| TURBO[Turbo Mode]
    IDLE -->|Long Press 2s| SHUTDOWN[Shutdown]
    
    INC -->|Hold after release| CONT_INC[Continuous Up]
    DEC -->|Hold after release| CONT_DEC[Continuous Down]
    
    CONT_INC -->|Click| EXIT[Exit Mode]
    CONT_DEC -->|Click| EXIT
    
    EXIT --> IDLE

关于彩灯

• 常态下呼吸效果，以R-Y-G的颜色变化显示当前电量。
• 当关机时插入充电器，彩灯亮起，并呼吸显示电量
• 当档位为10档时，彩灯显示紫色，表示为最大档。
• 当连续调节风速时，彩灯以R-G-B-R的颜色变化表示当前风速。即改变HSV色域的色

关于烧录

烧录焊点间距2.54mm，推荐使用弹簧顶针烧录笔烧录，又或者你焊线烧录，完成后拆掉即可。
同时单片机会向这个烧录用的串口以一定频率回传当前状态，需要调试的可以连上之后看看。
tip：这个串口模块也是我的开源项目之一。

烧录使用STC的ISP软件，Allapp ISP，可以去官网下载。
烧录时选择STC8H1K08T，选择主频24MHZ，其余设置不用修改。
板子上对应G,V,T,R对应串口烧录模块的：GND，VCC，TXD，RXD。连上即可烧录。电压范围3V~5V均可。
如果发现下载后单片机无反应，连不上单片机，直接将单片机的GND切断，给单片机断电复位，然后点击烧录，再连接上即可下载。

组装流程

外壳分为5个部分。

• 风扇涵道。用于固定风扇。
• 导风网。用于约束风向，保护风扇，可旋转拆卸。
• 手柄。安装主板与电池的空间。
• 主板固定框架。用于固定主板上半部分，以及为安装涵道定位。
• 底座。防止立不住。

关于风扇的处理

由于本项目使用的是尼得科的成品风扇，这个风扇是4090显卡那个同款。原本是有一个较长的铁片伸出，用于固定FPC的，但是显然这个结构过于影响外壳设计，因此，需要使用水口钳，将这个铁片的连接处剪掉。
步骤如下

1. 用镊子将贴纸撕掉。
2. FPC与铁片之间是双面胶粘接的，一般可以直接将FPC揭下，如果粘接过紧，也不要硬撕，可以用热风枪加热一会，就可以轻松将FPC与铁片分离。
3. 在分离FPC之后，在如图所示的位置，以及对称的位置，用水口钳剪开两个豁口。注意，不要想着直接剪断，那样会导致有翘起。在剪出豁口之后，反复弯折连接处，即可将铁片取下。
4. 折断之后是这样的。
5. 最后，将FPC排线在适当位置翻折180度，使拐角处于风扇轴心对齐，打上少许T7000胶水。风扇处理完毕。
   
   tip：将风扇装入涵道时，最好也用T7000胶水，因为可以在外壳损坏时拆掉风扇。FPC排线下方必须涂胶水，固定在涵道的对应位置，否则会震动产生噪音，甚至被风扇卷入导致排线断裂。

详细装配可以用fusion360打开文件中的F3Z查看。
图1：剖面图

图2：安装好的风扇涵道。

图3：将主板与电池的连接体滑入手柄中。（如果阻力过大，说明公差不对）
这里是靠镍带定位的，所以不用担心装歪了

图4：最后一步，在连接处上速干胶水（T7000也可以，只是干的慢）

图5：可选，使用1.75mm透明PETG塞入LED孔内，实现均光导光的效果。否则彩灯光线会刺眼（就是普通3D打印耗材）

实物图

题外话：关于开发过程

如果你看了PCB的原理图之后就会发现，怎么会有那么多版本？
因为在发布这个项目之前我一直都对效果不太满意，光PCB就来来回回打样了十版。
装配太难了，升压发热太大了，充电时会把外壳融化等等一堆问题。由于没有什么经验，也没什么可以参考的类似功能。这些我都只能一步步自己走过来。
从V1.0到现在的V3.0，经历了多少呢？我都记不清了，只记得几乎所有设计都推翻过。以至于到最后，这个项目都成了我的执念，干脆不做到最好就不发了，于是到现在才发出来，一个人迭代了好几个版本。
由于没什么经验，所以大部分打板次数都是拿来试错，拿升压方案举例，我一开始用的是XR2981，一个异步升压芯，第一版我都没成功，因为电感饱和电流太小，于是就把电感换成了0630 3R3的，又试了一次，发现输入电压过低的情况下还是会停止输出，最后换成了0850电感才能正常工作。但是这么做不仅装不进外壳里，还占据了一整面来布局。
所以我换成了SY7215，这颗芯片看起来很不错，还支持真关断，但问题是没货，新画的板子又报废了。
于是我又换成了TPS61088，这个很容易买到，TI的芯片确实厉害，到手测试一把就过，但是这个芯片电压只能12.6V，我让他输出超压到12.7左右，莫名其妙就炸掉了，于是只能再换。
最后我还是换成了MP3431，我一开始就考虑过这个芯片，也有用这个芯片的经验，只是当时认为没必要用这么贵的芯片，用个便宜的得了，结果事实证明，真不如一开始就用这个省事。
所以，在这里感谢嘉立创的支持，如果没有嘉立创，玩电子想必会变成一个十分困难的事情。
其实我之前的版本都是用的外置触摸芯片+单片机的方案，至于为什么改为一个单片机来做触摸，其实是因为我用的触摸芯片也不知道是为什么，总是会导致第一个按键输入被吞掉，导致开机不稳定，我不知道是代码问题还是硬件问题，但我选择推翻重做，因为我对自己的要求更高了。
再谈谈外壳的开发过程，从选择4090风扇开始，到设计出我满意的外壳，也打样了十几个版本，光是报废的外壳就堆了一整箱。不过在后来，我逐渐找到一点规律，改的最终版噪音很小。几乎和裸风扇状态没什么区别。

其实第一版我用的是物理按键，只是我发现3D打印外壳压根不适合做做弹性结构，所以才改成了触摸按键。
当时是我在做大学课设，于是这个项目就顺带着被我作为课设交上去了，只不过当时这个项目完成度很低，主板装进外壳里需要靠大力，甚至代码还有点bug，但我还是拿着这个半成品用了一年时间。我可以确信，我的选择确实没错，于是我又将这个项目翻出来完善了。
至于为什么要选4090风扇呢？其一是这风扇作为四线电脑风扇控制简单，其二是这个风扇本身不像服务器风扇，他没有涵道，于是就可以轻松的为他再设计一个外壳，而不用担心怎么把电机拆出来再塞进去。
更何况，4090风扇本身就足够暴力，在13.5V下，输入功率可达10W。相比那些2204航模电机的方案，功率确实不够看，但我敢肯定，这个方案绝对是最平衡的。舒适风速下4090风扇只需要1W~3W功率，即使只有一节21700，也可以使用两天时间。同时，噪音小，重量轻。这样就足够了。
总之，欢迎大家复刻。

更新日志：

• 2026年5月27日14:24:25 ：目前发现风扇在睡眠情况下偶尔会转动，检查发现可能是程序上的问题，现在将相关引脚在休眠后解除与PWM外设的绑定，同时高阻引脚在睡眠时切换为推挽状态，防止向三极管漏电导致风扇通电。