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——创新之心——
1830年美国人詹姆斯·拜伦从钟表结构中受到启发,发明了可以固定在天花板上,用发条驱动的机械风扇;这种机械风扇转动扇叶的方式第一次为人们带来了徐徐凉风。1872年法国人约瑟夫又研制出一种靠发条涡轮启动,用齿轮链条装置传动的机械风扇,这个风扇比拜伦发明更精致也更方便。1882年美国纽约的克罗卡日卡齐斯发动机厂发明了商品化的电风扇,并批量生产,使得电风扇开始进入千家万户。1908年美国埃克发动机及电气公司研制成功世界上最早的齿轮驱动左右摇头的电风扇,这也是我们小时候用过最常见的电风扇形态。
从机械控制到涡轮控制再到电控制,从吊扇到立式再到台式,每一次的形态和功能的更迭无不是更贴近和方便人们的使用需求。智能化作为最新的生活趋势,智能风扇也应运而生,听到智能化大家往往会觉得这是个很大的课题,但其实我们可以通过一些小小的改变和操作就能实现。
——改变之力——
”把大象装进冰箱需要几步“——”2步,打开冰箱,大大象装进去“
”改造智能风扇需要几步“——”2步,思考 验证”
什么样的风扇会符合你对智能风扇的要求?
1. 操作上能够随时随地不受空间和物理条件的限制
2. 功能上可以满足日常不同场景的吹风需求
详细功能设计如下:
功能设计 | 详细说明 |
工作模式 | 正常风 |
风速控制 | 编码器旋转控制风扇,顺时针旋转风速 ,逆时针旋转风速 - |
模式切换 | 编码器按钮短按切换模式,长按设备复位 |
定时控制 | 支持APP和按键双控制,定时结束后自动关机,定时按键:无定时 -> 1 小时 -> 2 小时 -> 3 小时 -> 4 小时 -> 无定时。 |
指示灯显示 1 | 4 颗指示灯显示风速,4 颗指示灯指示 8 档风速,闪烁代表 1 档,常亮代表 2 档。4 颗指示灯还复用本地定时指示。 |
指示灯显示 2 | LED 有 8 颗,除指示风速 4 颗 LED 外,还有 4 颗指示灯。一颗 Wi-Fi 指示灯,指示 Wi-Fi 状态;其他三颗指示当前风扇模式。 |
电源 | 电源按键,控制风扇的启动和断电状态 |
设备配网 | 长按 Wi-Fi 按键,设备进入配网模式 |
指示灯调节 | LED 指示灯亮度可通过 App 调整,正常亮度,较暗亮度 |
断电记忆 | 设备通电自动恢复 |
“思考”
先来看一看普通电风扇的工作原理,普通电风扇主要是依靠电源给电机 供电带动扇叶工作,完成送风,风速档位一般为3-4个;
为了完成智能化的转变我们在普通的电风扇基础上添加一个Wi-Fi模组来帮助实现智能化控制,同时为了让风扇性能更稳定,送风时噪声更小建议使用直流无刷电机来配合运行。使用无流直刷电机可以使风速档位调整更加精确,这次智能风扇改装设置支持APP 0-100档档位调整。
“验证”
确定好改造方案我们实际操作来验证一下。
这次硬件改造核心部分如下:
1. 接入WiFi模组
2. 接入直流无刷电机
3. 接入DC-DC电路转换,12V DC 转 3.3V DC 用于给 Wi-Fi 模组及外围供电; 12V DC 转 5V DC 用于 给FU6832S 电机驱动控制芯片及外围供电。
以下为这次硬件改造的线路图:Wi-Fi模组和外围电路的接线图(图一)DC-DC转换电路接线图(图二)电机控制芯片和外围电路图(图三)
创建远程控制端
为了方便我们对智能化设备的控制我们为智能风扇创建一个控制端。进入涂鸦IoT平台的产品创建页面。选择小家电>风扇,开发方案确定为自定义方案,通讯方式选择为Wi-Fi 。详细的设置步骤可以根据涂鸦IoT平台上的创建产品操作指导来进行
嵌入式功能开发
这次智能风扇的改装时在Linux下进行编译开发的,完整的代码已经在GitHub仓库,大家可以免费使用。(点击文末“了解更多”免费获取完整代码)
1.模组 SDK GitHub 仓库
2.应用代码 GitHub 仓库
按照提供的代码大家可以自行编译对应的功能:(点击文末“了解更多”免费获取详细操作步骤)
- 配网及配网指示灯显示:调用函数 tuya_iot_wf_gw_unactive() 可以进入配网模式
- 风扇工作模式:我们根据常用的生活场景设置了普通、自然和睡眠风三种模式,同时设置APP 控制1~100档风速调整
- 编码器及按键:在这里可以设置按键初始化以及编码器回调函数
- 设备本地定时:调用软件定时器来实现
- 通电自动恢复:设置将Flash读到的信息存放到结构体种,设备通电后,首先读取 Flash 中的数据对设备状态进行设定
- 风扇恢复初始设置:设置复位功能,该功能可以通过将 Flash 中存储的设备状态更改为初始化值,或者直接擦除 Flash 中的信息来实现
- 改变风扇工作状态:当用户通过 App 改变风扇状态,例如从自然风模式切换成睡眠风模式,可以调用该函数实现,也可以使用按键来控制设备
经过以上开发过程一台支持远程控制、多档位调整以及定时关机的智能风扇就完成了,你也可以使智能风扇接入家里的语音控制设备来实现语音控制。如果你也对智能风扇感兴趣,不妨动手试试。
点击下方“了解更多”免费获取详细的开发步骤和资源包。
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