基于单片机的智能风扇DIY总结【2020.06每月一练活动】
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功能梳理
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PCB线路板采用核心板+底板实现
核心板：排针引脚间距为2.54mm，2排，双排间距为2.54mm的倍数（方便与面包板联用），未使用引脚全部引出，核心板上的主芯片为STM32F103RET6。
目的：
- 方便与面包板配合使用；
- 核心板上预留两个2.54mm间距，4脚座和5脚座，部分传感器模块只需要这两个底座既可以实现模块功能。
- 核心板上的主芯片相对较贵，做成核心板之后，可以重复利用，方便大家一起跟着做，以后我们只需要修改底板的设计即可。
上图中各个模块简要说明：
- 标号1为ESP8266 WiFi模块，用于实现与阿里云物联网平台连接，实现风扇的远程控制功能；
- 标号2为使用三极管实现风扇的控制；
- 标号3为使用光耦+mos管的方式实现风扇的控制；
- 标号4为电源座；
- 标号5为底板上的5个按键，从下到上，按键功能分别为：风速＋、风速-、风扇开关、风扇开及风扇关；
- 标号6为核心板上预留的按键，用于实现模式的切换，本系统分为三个模式，默认为模式0，底板上的按键功能为上面的描述；模式1为修改系统时间功能，底板上的前三个按键用于调节实时时间的时分秒；模式2为修改定时时间功能，底板上的前三个按键用于调节定时时间的时分秒；
- 标号7为JATG下载STM32程序接口，SW模式，只需要三个引脚即可；
- 标号8为Micro USB底座，通过CH340C芯片与STM32的串口1相连，串口1一般用于系统调试信息的打印；
- 标号9为电源选择方式跳线，当使用跳线帽短接时，系统供电来自于Micro USB接口；当跳线帽拔掉后，系统供电来源于标号4的电源座；
- 标号10为红外接收头；
- 标号11为OLED屏；
- 标号12为DS18B20温度传感器模块，预留了两种接口，直插和防水线式DS18B20温度传感器都可以与底板连接。
后台回复关键词“每月一练”可以获得PCB工程文件，将下图框选的文件发给线路板加工厂家，可以直接打样。两个板子在嘉立创十元钱就可以搞定。
参考阅读：
STM32单片机最小系统详解
- 风扇调速功能
采用PWM调速的原理来实现风扇速度的控制，四挡风速的占空比分别为：15%、30%、60%和100%。
当风速选择0时，进入自动模式，温度分为22℃以下、22到25℃、25到28℃及28℃以上四个区间，对应风速的四个档位；
为了控制简单，大家可以安全操作，我们本次选用一个DC5V的风扇作为演示使用。
风扇调速原理，参考阅读：
利用PWM原理，实现呼吸灯功能
- 温度传感器 DS18B20
用来测量环境温度，实现自动功能。
STM32驱动DS18B20温度传感器，参考阅读：
DS18B20温度传感器时序图解析（STM32）
- WiFi模块
选用ESP8266 WiFi模块，连接阿里云物联网平台。
功能：手机APP控制风扇的开启和关闭，风扇档位及实时室温显示。
ESP8266 WiFi模块的使用及连接阿里云物联网平台，参考阅读：
mini D1 WiFi模块Arduino开发简介
七步快速开启产品智能化
ESP8266连接阿里云物联网平台（Arduino方式）
Windows下AliOS Things环境搭建及ESP8266 固件下载
快速接入阿里云物联网平台技术方案分享
- 串口通信STM32的串口1作为Debug串口；串口5与ESP8266进行数据通信。
STM32串口通信的使用方法，参考阅读：
物联网模块ESP8266返回的数据格式为JSON字符串，对此字符串进行解析，参考阅读：
Keil环境下STM32工程加入cJSON
用cJSON解析心知天气返回的数据包
- 按键
实现切换手动或者自动模式；调节档位，档位加、档位减、切换（手动模式和自动模式切换）。
按键功能实现，参考阅读：
- LCD显示
选用0.96寸 OLED屏 显示内容：当前温度、工作模式和档位模式。
参考阅读：
- RTC
STM32自带RTC功能，选用此功能为了实现定时模式。
此部分文章暂未介绍
- 红外遥控
功能：实现红外遥控功能；
参考阅读：
- LED
作用：
- 电源指示灯
- 系统调试使用
LED驱动功能实现，参考阅读：
完成了本设计之后，考虑一下实现的功能，其实这个设计完全可以改成“智能雾化器”，功能跟本设计基本相同，只需要将DS18B20温度传感器更换为温湿度传感器即可，使用PWM功能可以实现雾化量的控制。
温湿度传感器的使用，参考阅读：
DHT11及DHT21温湿度传感器时序图解析（STM32）
成果展示
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