风扇与51单片机玩具上的废旧电机千万别扔，做个单片机控制的智能风扇吧|技术文档|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

玩具上的废旧电机千万别扔，做个单片机控制的智能风扇吧

在中国从北到南都逃脱不了炎热的夏天，天气那么热做一个空调也不太现实，我们何不动手制作一个风扇呢？家里都会一下玩具上的废旧电机，扔掉又太可惜了，直接把电机连在电源两端不能调速又太无聊了，我们何不DIY一个单片机控制的智能风扇，今天给大家展示一下之前做的一个智能风扇，感兴趣的网友可以参考一下。

先来给大家一个制作成功图片

智能风扇

我们所选用的单片机为STC生产的51系列的芯片，初次之外还有一些其它材料像废旧电机、1602显示屏、电机驱动芯片、按键和洞洞板等，对于经常搞单片机diy的网友来说，这些材料都是搞小制作的必需品。

先来介绍一下我们所要制作的智能风扇的功能

1602显示屏

1602显示屏是我们必需品，在这上面我们可以实时读出外界温度以及智能风扇工作状态，显示屏上显示OFF表示风扇不开启，左下角显示智能风扇开启温度，中间显示外界环境的温度，智能风扇分为三个档，温度越高转速越快，大家可以参考一下，如果有技术远远可以扩展的功能很强大。

这个图片显示的风扇开启的状态，除了具有风扇由温度控制开启以外，还可以由使用者强制开启，无论外界温度是多少度都可以开启，但是只能开启最快的档位，在显示屏上我们也可以看到开启的档位为三挡，但是外界温度是很低，这个是我在冬天测试的时候实拍的图片。

我们制作这个智能风扇尽可能的体现它的价值，如果你想送人的话，特别是自己的女友（通过关注我的粉丝比例来看，喜欢单片机的男生占99.9％）我们可以在显示屏上显示一些你想说的话，就像上图显示的内容，当然这个不是固定的，想显示什么完全是由你自己决定。

正常工作状态

除了显示屏之外我还加了四个按键，左面两个是调节智能风扇的启动温度，启动温度就是指显示屏左下角显示的那个数字，现在是26度我们可以通过左面两个按键进行启动温度的增减，第三个按键就是你想对女神或女友说的话，至于显示什么，得看你想说什么了，第四个按键就是智能风扇强制启动按键，按下之后无论智能风扇处于哪种状态，都能强制启动。

个人觉得还是挺好玩的，现在天气很热，非常具有使用价值，我们可以在有空的时候制作一个，由于文章中不能添加代码，所以想直接要代码的朋友只能说声抱歉了，制作起来不是很难，自己动手完全可以的。

电子制作1 -红外遥控风扇的制作

天气太热，睡觉用鸿运扇吹风，有时候会觉得最慢档的风力还是嫌大。我先后尝试给鸿运扇串接一个吊扇的电感调速器，也试过用可控硅调压作调速器，但即便电源电压调到较低了，低到风扇勉强能启动的程度，但还是感到风扇转速偏大，边吹边睡不太舒服。

这也可能我的这个风扇低压启动性能不好。最后我改用单片机控制，用PWM方波控制这个鸿运扇。通过调整不同占空比来控制转速，结果效果比电感调速或者可控硅调压调速好，风扇转速可以调得很慢，还可以通过间隙性给风扇供电，模拟自然风效果。最后再加个红外遥控功能，用起来比较满意。

现将对应的51单片机红外接收遥控风扇控制电路及软件代码介绍如下，供有兴趣的朋友参考。

图3，装在饮料瓶里的红外接收电路+输出插座。

图4，红外接收+控制电路原理图。

软硬件说明：

图4里用标称输出5V的USB电源模块给系统供电。因为实测其输出电压为6V，所以在其5V输出端串接了一个二极管降压。考虑到控制PWM输出的电源开关会频繁地通断，普通电磁继电器的触点寿命有限，所以采用固态继电器控制220V交流输出插座。图4还画了一个双抛开关继电器，原来想用来控制风扇的快慢档线圈转换的。使用中发现，只要调整PWM不同占空比来控制风扇转速已经能基本满足要求，这个器件就多余了。

（4）此前是4keys控制：

0x16=“0”=总电源开关，控制固态继电器-》开通或关断，每按键一次翻转一次。

0x0c=“1”=快慢档控制，控制动圈继电器-》双刀双抛开关实现快慢档转换，每按键一次翻转一次。

0x44=“VOL- ”= 减速，主继电器断电时间控制， =speed- (主继电器断电时间增加到10就变1）。

0x40=“VOL+ ”= 加速，主继电器开通时间控制，=speed- (主继电器开通时间增加到8就变1）。

（5）后来改为8keys控制：

0x43=“PAUSE/play”= 总电源开关，控制固态继电器-》开通或关断，每按键一次翻转一次。

0x09=“EQ”= 快慢档控制，控制动圈继电器-》双刀双抛开关转换，每按键一次翻转一次。

0x44=“PREV ”= 减速，主继电器断电时间增加到10就停止。

0x40=“NEXT ”= 加速，主继电器断电时间减少到1就停止）。

0x15=“VOL- ”= 减速，主继电器开通时间减少到1就停止。

0x07=“VOL+ ”= 加速，主继电器开通时间增加到10就停止。

（6）单片机软件下载用CH340下载线（如下图5，只用TXD+RXD+GND等3根线）。

（7）P02= HYDZR beeper（PIN38）= P02+10k上拉+1K串接9014-B极，9014-C极+LED+BEEPER.

（8） P03= J1（WANJIA双刀双抛继电器，5A250V） = P03+10k上拉+1K串接9014-B极，9014-C极+WJ113H继电器（RJ=55欧，IJ=58MA）

（9） P04= Jmain（总开关固态继电器） = P03+10k上拉+1K串接9014-B极，9014-C极+固态继电器（IJmain= 12MA）。负载接50W灯，导通时，输出接点压降= 8VAC。

（10）38k红外遥控器（配1838红外接收头= HS0038B）：

（11）遥控器按键值

//uchar code Test1[4]={0x16,0x0c,0x08,0x42,};//遥控键0-1-4-7

//uchar code Test2[4]={0x18,0x5e,0x1c,0x5a,};//遥控键2-3-5-6

//uchar code Test3[4]={0x42,0x52,0x4a,0x15,};//遥控键7-8-9-+

按键名称数据码，按键名称数据码，按键名称数据码，按键名称数据码

0 0x16 1 0x0c 2 0x18 3 0x5e

4 0x08 5 0x1c 6 0xaa 7 0x42

8 0x52 9 0xab - 0x07 + 0x15

eq 0x09 next 0x40 prev 0x44 play 0x87

PAUSE/PLAY 0x43

--------------------------===================================------------------------------

（12）源码：

unsigned char IRtime; //红外信号位周期时长计时器,由T0中断计数。

bit irpro_ok,IRrec_Ok;

unsigned char IRcode[4]; //将接收的红外32位数据按四个字节数据保存

unsigned char IR_time[33]; //分别寄存33个bit的时间

sbit Beep = P0^2; //红外接收提示LED灯+beeper

sbit Speed = P0^3; //9014驱动的动圈继电器J1-快慢档输出端口

sbit Power = P0^4; //固态继电器Jmain-总电源控制输出端口

#define ON 1; //定义led=1=on

#define OFF 0; //定义led=0=off

#define TRUE 1;

#define FALSE 0;

uchar Ton, Toff; //Ton是主继电器开通延时时间，Toff是主继电器关断延时时间。

uchar Ton_count, Toff_count; //Ton_count是主继电器开通计数器，Toff_count是主继电器关断计数器。

uchar F_Speed; //调速模式标志，=TRUE=1是调速状态，=0是正常速度状态。

/*--------------------函数声明----------*/

void Ir_work(void);

void Ircode_pro(void);

void Delay_1ms(unsigned int Tx)

{ unsigned int t1,t2;

for(t1=0;t1<Tx;t1++) for(t2=0;t2<120;t2++);

}

void Beeper(unsigned int Tx)

{ Beep = ON; Delay_1ms(Tx); Beep = OFF; Delay_1ms(10);

}

#define PreloadT0H (65536-250)>>8;

#define PreloadT0L (65536-250)%256;

#define PreloadT1H (65536-50000)>>8;

#define PreloadT1L (65536-50000)%256;

unsigned int PreT0h, PreT0l;

unsigned int PreT1h, PreT1l;

//===================================================================

//T0=0001,设为16位定时工作方式0

void TIME0_init(void)

{ TMOD &= 0Xf0; // 低位T0计数方式清0

TMOD |= 0X01; // T0=计数方式1= 16位,

//T0方式选择位C/T=0=定时工作方式1，= 16位,不自动重装参数

PreT0h= PreloadT0H; PreT0l= PreloadT0L;

TH0= PreT0h; TL0= PreT0l;

TR0 = 1;

ET0=1; //允许计数器0中断

PT0= 1; //T0为最高优先级

}

/*-----------------------*/

void time0_isr (void) interrupt 1 using 1

{ IRtime++; //用于计数2个下降沿之间的时间

TH0= PreT0h; TL0= PreT0l;

}

//==================================================================

//T1设为16位定时工作方式0

void TIME1_init(void)

{

TMOD &= 0X0f; // 高位T1计数方式清0

TMOD |= 0X10; // T1=计数方式1= 16位,

//T1方式选择位C/T=0=定时工作方式1= 16位,不自动重装参数

PreT1h= PreloadT1H; PreT1l= PreloadT1L;

TH1= PreT1h; TL1= PreT1l;

TR1 = 1;

ET1=1; //允许计数器1中断

}

/*----------------------------------*/

uchar Txms_count=0;

void time1_isr(void) interrupt 3

{ TH1= PreT1h; TL1= PreT1l;

if(Txms_count++ >=20)

{ Txms_count = 0;

if(F_Speed==1) //=1是调速状态

{

if(Ton_count++ <Ton)

{ Power=ON; }

else if((Ton_count>=Ton)&&(Toff_count++ <Toff) )

{ Power=OFF; }

if((Ton_count>=Ton)&&(Toff_count>=Toff) )

{ Beeper(2); //=心跳信号，在慢速工作状态时，每个"通电+断电结束"周期响一短声。

Ton_count=0; Toff_count=0; } //定时时间到，计数器清零

}

/*----------------------------*/

void EX0init(void)

{ IT0 = 1; //指定外部中断0下降沿触发，INT0 (P3.2)

EX0 = 1; //使能外部中断

}

/*-----------------------------*/

void EX0_ISR (void) interrupt 0 //外部中断0服务函数

{ //接收红外信号处理,将接收到各位数占时存储下来

static unsigned char IRcount; //接收位数计数器

static bit startflag; //是否开始处理标志位

if(startflag)

{

if(IRtime>32) //IRtime>32即认为是引导码，丢弃

//引导码=TC9012的头码=53*IRtime=9ms+4.5ms，33*IRtime=8.448ms

//when IRtime=250us,33*IRtime=8250us, 32*IRtime=8000us

{ IRcount=0; } // IR_time[0]=引导码的时间长度=9ms+4.5ms，

IR_time[IRcount]=IRtime;//存储每个位电平的持续时间，用于以后判断是0还是1

IRtime=0; //清零

IRcount++; //接收位数计数器

if(IRcount==33) //收够32位数据了

{ IRrec_Ok=1; IRcount=0; }

}

else

{ IRtime=0; startflag=1; }

}

void Ir_work(void) //根据接收到的红外键值跳转处理程序--

{

switch(IRcode[2])//只判断第三个数码值

{

case 0x43: //key=PAUSE/play=暂停=Jmain主继电器开通或关断，每按键一次翻转一次

F_Speed = FALSE; //FALSE=0==正常速度状态

Power= !Power; Beeper(200); //跟踪Power= ~Power;是同样效果-20220731

break;

case 0x09: //key=EQ =快慢控制继电器）快速或慢速控制（接通1为慢速，接通2为快速）

F_Speed = FALSE; //FALSE=0=正常速度状态

Speed= !Speed; Beeper(200); //每按键一次翻转一次

break;

case 0x44: //=PREV =Toff-- (Jmain主继电器开通时间减少）

F_Speed = TRUE; //TRUE=1=调速状态

if(Toff-- <2)

{ Toff=1; Beeper(1000); } //从2开始，10档速度，每按键一次，断电时间-1s

Beeper(200); break;

case 0x40: //=NEXT =Toff++ (Jmain主继电器开通时间++）

F_Speed = TRUE; //TRUE=1

if(Toff++ >10)

{ Toff=10; Beeper(1000); } //从2开始，10档速度，每按键一次，断电时间+1s

Beeper(200); break;

case 0x15: //=VOL- =Ton-- (Jmain主继电器开通时间--

F_Speed = TRUE; //TRUE=1

if(Ton-- <2)

{ Ton=1; Beeper(1000); } //从2开始，8档速度，每按键一次，通电时间-1s

Beeper(200); break;

case 0x07: //=VOL+ =Ton++ (Jmain主继电器开通时间--

F_Speed = TRUE; //TRUE=1

if(Ton++ >8)

{ Ton= 8; Beeper(1000); } //从2开始，8档速度，每按键一次，通电时间+1s

Beeper(200); break;

default: F_Speed = FALSE; break;

}

irpro_ok=0;//处理完成标志

}

void Ircode_pro(void)

//将接收的32字节存储在IR_time[32]，根据时长判断个位是0或1，转为四个字节保存

{ unsigned char i, j, k; unsigned char Code32b,value;

k=1; //将引导码=IR_time[0]去掉，所以令k=1；

for(i=0;i<4;i++) //处理4个字节

{

for(j=1;j<=8;j++) //处理每1个字节的8位数

{

Code32b=IR_time[k]; //1th,取出32位数的的第一位IR_time[1],根据时长来判断是0或1。

if(Code32b>6) //大于某值为1，这个和晶振有关系

// 如果收到1，对应的高电平时间=1.168ms,IR_time[]=1.168ms/IRtime，必定大于等于4。

// 如果收到0，对应的高电平时间=0.56ms,IR_time[]=0.56ms/IRtime，必定>=2。

//7*IRtime=1750us, 6*IRtime=1500us,560/250=2.24, 1168/250=4.67个IR_time

// 另有资料说，1对应的高电平时间=1.69ms,IR_time[]=1690us/250=6.76个IR_time。

//结论：用4或8会得乱码。用5-7解码结果都对，取6较合理。

value|=0x80; //令最高位=1

if(j<8) { value>>=1; } //处理下一位

k++;

}

IRcode[i]=value; //将接收的8位数据按1个字节保存

value=0;

}

irpro_ok=1; //将接收的32位数据按四个字节保存，处理完毕标志位置1

}

/*----------- 主函数-------*/

void main(void)

{//MCU通电瞬间的端口高电平,会令各输出端口的9014导通+继电器吸合通电，改用PNP的9012可避免此问题

Power = OFF; Speed = OFF; Beep = OFF; //开机先令几个输出端口=0，防止继电器通电！

Delay_1ms(500); Beeper(200);

EX0init(); //初始化外部中断

TIME0_init(); //初始化定时器0-红外接收定时

TIME1_init(); //初始化定时器1-继电器开关定时

Ton= 3; Toff= 2; //Ton是主继电器开通和关断的延时时间，一秒为单位，调速才用到

Ton_count=0; Toff_count=0; //主继电器开通和关断计数器，调速时，在T1中断1S后计数

EA = 1; //开总中断

while(1)//主循环

{

if(IRrec_Ok) //如果在INT0接收到正确的红外信号，就跳转这里进行红外数据处理

{ Beeper(30); //接收到红外按键信号，发出提示音

Ircode_pro(); //将接收的32位时长数据按四个字节提取并保存到IRcode[i]

IRrec_Ok=0;

}

if(irpro_ok) //数据处理好后，做对应工作

{ Ir_work(); } //根据红外键值跳转处理程序

}

写于20220813

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