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[家电]DIY直流无刷小吊扇arduino版 [复制链接]

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离线学坏
 

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只看楼主 倒序阅读 我要置顶 楼主  发表于: 2018-07-22
— 本帖被 發騷友 执行加亮操作(2018-08-06) —
摘要
  使用无刷直流电机制作了小吊扇。控制板核心采用arduinonano,电机使用nidec直流无刷电机。具有调速,定时,自然风,睡眠模式等功能。外壳采用3d打印技术。控制方面红外遥控和蓝牙遥控相合。
  
前言
随着天气逐渐转热,中联小吊扇又开始使用,但是直吹一晚体验非常差,其采用的是交流同步电机,调速需对220V电源进行变频,难度大。因此萌生了采用直流电机制作小吊扇的想法,调速方便,结合单片机可灵活控制。

本论坛中@guansm 已经系统的完成了直流无刷风扇的制作:http://bbs.mydigit.cn/read.php?tid=2389219,对本人电机选择,扇叶选择,程序设计等具有重大指导意义。本人在前人的经验基础上,使用arduino制作了控制板,降低了编程以及电路搭建的难度,同时加入自然风功能,避免风扇直吹引起的不适感。
    
1.主要硬件选择

电机采用NIDEC的无刷电机,此电机有7根线,分别为电机电源,5V电源,GND,PWM调速线,刹车信号线,转动方向控制线和一根无用的调试线。电机电源可采用12V电源,电机控制电路使用的是5V电源,可以通过7805来将12V将到5V。PWM(5V,20khz,我用了25khz没问题),刹车,转动方向则由单片机控制。刹车线可实现急停的效果,当风扇转速很快时急停可能会损坏扇叶,因此不建议作为开关使用。需要关停通过PWM降速比较平稳些。电机的固定有三个螺丝孔,可用M3螺丝固定。

扇叶采用13.5包邮的扇叶,装在电机上刚刚好,固定用的螺母跟电机也匹配,但是由于这个扇叶比较便宜,质量不太好,有点歪,转动起来有抖动,在悬挂使用的情况下速度只能开到50%,否则抖动很厉害,好在吊在床上面也不需要转太快。谁有平衡比较好的扇叶麻烦推荐一下





2.电路搭建

电路主控采用arduino nano开发板,外围电路有红外接收,12V转5V,蓝牙接口,风扇接口等,设计简单,所有部件焊接在一块pcb上。也可完全通过各种模块(arduinonano,红外模块,12V转5V模块,可选蓝牙模块)用杜邦线连接实现,无需定制PCB。

对于其他单片机,总感C语言编程麻烦,环境搭建麻烦,代码复用麻烦,烧录程序麻烦,自己水平业余,玩不转,对于非专业人士没有arduino方便。arduino也可自己搭建最小系统,能缩小电路板,但是便宜不了多少,算下来还是直接买arduini nano或者mini比较省心。
红外接收采用最常见的接收头,参考datasheet加入电阻电容,当然水平业余的本人觉得不加应该也能工作。蓝牙模块采用hc-05,带5v转3.3v转换的那种模块。
12V转5V使用7805实现,随便加了两个小电容。
为保证风扇不在芯片上电期间意外工作,对控制风扇的io采取上拉处理。   加入一个5050RGB led来指示工作状态。




3.控制序编写

控制程序使用arduino ide进行编写,arduino有好多现成的库,非常方便,对于业余爱好者很省时省力。

一共有三个模式,恒速模式,随机风速模式,自然风模式。两个小功能:定时功能,睡眠功能。恒速模式速度不变,通过PWM控速。随机风速模式每隔一段固定的时间就随机调整风速。自然风模式根据一篇论文上的自然风模型进行调速。
红外遥控功能的编写比较简单,现成的库拿来用一用就行了。蓝牙通过一个手机APP设计了一个小遥控器。
程序编写时加入了不少注释,方便阅读







4.外壳设计

外壳遵循能用就行,无需美观的理念。整个外壳像个筐子把电机兜在里面,控制板挡在侧面的槽里。附件里有solidworks源文件。



5.组装试运行



发现电路板几个缺陷:
1.蓝牙和串口上传程序冲突,没办法加了一个小开关在蓝牙的TX引脚上。                                     2.因为用了红外库,导致PIN3无法输出PWM,也就是我的5050RGB变成了5050GB。 其他功能正常运行。实测速度一半时已经很不稳定,晃的太厉害,看来得换平衡好的扇叶。
晚上试了一下自然风模式,比较舒适。

需要空白pcb或外壳的可私信联系pcb送,外壳成本价
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离线18736460587

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只看该作者 1楼 发表于: 2018-07-22
好创意,楼主可以试试stm32刷bootloader来当Arduino用,性能压倒优势

楼主留言:

谢谢以后需要高性能的时候可以试试

离线ztrdiy

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只看该作者 2楼 发表于: 2018-07-23
做的挺好,顶顶。
离线a0815

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只看该作者 3楼 发表于: 2018-07-23
看来中联小吊扇,用的人还很多,我用型号500的感觉风大了,又买了个400的,感觉挺好
离线firebird213

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只看该作者 4楼 发表于: 2018-07-23
做的不错,功能设计的也好,
离线ffd

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只看该作者 5楼 发表于: 2018-07-23
楼主那张有日文的电机尺寸图是在哪里找到的?

楼主留言:

1688搜索48F704L470,卖家有图

离线chww2013

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只看该作者 6楼 发表于: 2018-07-24
想问一下,可以换成24V来供电吗?
离线xpeng86

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只看该作者 7楼 发表于: 2018-07-24
楼主的外壳是3D 打印的么?

楼主留言:

是的

离线李平生
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只看该作者 8楼 发表于: 2018-07-24
这个风扇看起来很高端啊
离线学坏

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只看该作者 9楼 发表于: 2018-07-24
回 chww2013 的帖子
chww2013:想问一下,可以换成24V来供电吗? (2018-07-24 12:40) 回 chww2013 的帖子

可以,不过卖家说24V运行要是意外断电会烧控制板。同时7805会很烫
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