智能风扇2

图片展示：

视频链接：

B站视频--功能演示及介绍

项目简介

本项目是基于ESP8266和阿里云物联网平台的智能桌面USB小风扇。可通过天猫精灵语音控制、手机APP远程控制、旋转编码器控制，具备9档风速可调。市面上常见的桌面小风扇通常不具备远程控制功能，风速小，做多三档风速。
项目的亮点和难点在于如何通过单片机控制升压模块输出任意可调电压。

项目功能

天猫精灵语音控制、手机APP远程控制、旋转编码器控制，9档调速。

项目参数

• 采用ESP8266作为主控接入阿里云物联网平台，与天猫精灵无缝连接。
• 外壳使用现成的桌面小风扇，更换为自制PCB。
• 增加旋转编码器进行开关和风速的调节。
• 升压芯片采用SX1308，由ESP8266来控制输出电压。
• 手机APP由阿里云物联网官方提供，支持安卓和苹果，无需自行开发。

原理解析（硬件说明）

本项目硬件由以下部分组成，主控：ESP8266;电机驱动：SX1308,操控：旋转编码器。

电机驱动：
该风扇电机虽然是无刷电机，但是自带霍尔开关，无需复杂的三相线路就能控制，可以把它当做一个简单直流电机，电压越大转速越快。于是需要一个具有大电流，输出电压3-12V的电路。
传统的升压会通过mos管构建bost升压电路，由单片机输出pwm信号来控制mos管的通断，最终达到升压的目的。但是这样的电路比较复杂，需要考虑过压、短路、空载的情况，否则很容易就会烧掉mos管，这样会增加软硬件的难度。因此本项目采用专用的升压芯片，只需要关注如何升压。市面上的升压芯片很多，功能结构都类似，本项目采用SX1308作为升压芯片，实测无论是否接电机，输出电压不变，不存在烧芯片的问题。
市面上的SX1308模块和参考电路图统一都是通过电位器来改变反馈引脚FB的电压来改变输出电压的，没有通过单片机来进行调节的。

那么如何通过单片机来进行控制呢？
SX1308的FB引脚固定输出为0.6V，当R1变小，根据分压原理，FB处的电压就会提高，那么为了保证FB为0.6V，芯片只有降低输出电压，直到FB为0.6V为止。如果R1变大，那么FB处的电压就会降低，芯片为了保证FB为0.6V,只有提高输出电压，这就是SX1308芯片的升降压原理。
通过上面的分析，就有了如下的设计：

单片机只需要改变FB处的电压，则SX1308就能调整输出电压，达到升压的目的。
由于esp8266没有dac，因此构建了一个pwm dac电路，并且增加了一个由LM358构成的电压跟随器，提高dac输出驱动能力。其中D2二极管是为了防止升压芯片的电流反流到dac，影响升压芯片的输出。
传统sx1308电路只能升压，不能降压，于是本项目采用了sepic电路。

原理图和程序没有问题后，pcb的布局布线也不能大意，如果不合理，则很容易导致无法升压。可以参考B站上的视频讲解：
https://www.bilibili.com/video/BV1hE411Z7i6/?spm_id_from=333.999.0.0&vd_source=3fed0714b584649b555dfc61705378be
我总结如下：

• 1.SW引脚要靠近第一个电感，且SW的面积要尽量小。
• 2.功率电感体积不能太小，电感值通常都是4.7uH，但体积有区别，体积越大则饱和电流就越大，也就是做负载要带大电流，则这两个电感要选大封装的，否则带不动。
• 3.连接到FB引脚的反馈电阻的连线不能太粗，否则容易被干扰。通常10mil就可以了。尽量从最外面的电容连，而不是从肖特基二极管输出脚连。
• 4.电感和电容的GND引脚处要打很多个过孔，具体原因未知，视频中老师是这么做的，买的模块上也全是这么做的。
• 5.最终的输出VOUT的面积不能太大，这个不绝对。
• 6.视频中老师的顶层基本上都是手动加填充区域，只有底层采用覆铜。

软件代码

代码比较简单，涉及物联网平台账号就不开源了，可以参考ESP官方项目：
https://github.com/espressif/esp-aliyun

注意事项

1. 由于电机驱动需要大电流，因此供电用的USB线必须足够粗，原风扇自带的电源线不能用，会导致升压芯片无法升压，需选用快充数据线。
2. 为了满足原风扇的外壳结构，本项目使用的是micro usb接口，而不是typec接口。