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摘 要：风扇，是我们日常生活中的一种常用小型电器，主要用来达到散热降温的功效。目前而言，大多数常见的家用风扇主要依靠手动调节风量以及使用时长，并且可调节的扭档相对较少，每一扭档的风扇风量跨度很大。故此，在日常应用之中仍然有许多不便之处。如何使之有着更高的能效性并且不过多的耗能，顺应绿色生活的号召，成为我们设计创新的主要方向。
基于Arduino的设计开发平台，我们设计了一种可智能调节的温控调速风扇系统。可调速风扇具体实现了随着工作环境温度的变化，进而智能改变风扇风速的功能。该系统结构简易，工作稳定，具备了节能节源的效果。智能调节风速，使电扇这一普遍的家用电器更加环保，改善了普通风扇风速的单一性。温控调速风扇的设计与应用具有了一定的现实意义。
关键词：温控 节能 风扇
風扇是我们在日常生活中必不可少的家用电器，传统的风扇的可调节档速单一，而实际生活中白天温度较高，风扇应处于高转速的状态，但在入夜之后温度会降低较多，人们入睡后却无法调节风扇的转速。
因设计了温控调速风扇的新系统，以此解决了上述的相关问题。实现了让风扇的转速随着温度的变化而变化。当温度升高时，风扇的转速则加快；反之，温度降低，风扇的转速变慢。
1 系统结构
温控调速风扇的系统设计图如图1所示。 本设计使用Arduino作为搭建平台，其包含了一块单板的微控制器和一整套的开发软件，它的硬件包含一个以Atmel AVR单片机为核心的开发板和其他类型的I/O板。软件包括了一个标准编程语言开发环境和在开发版上运行的烧录程序。通过温度传感器和UNO开发板作为电路的主要骨干元件，外加相应阻值的电阻、电位器、马达、小风扇等进行设计。
从设计图中，将实现温度传感器输出的模拟信号值随着温度的改变而改变，使UNO主板输出给马达的PWM信号发生改变，风扇的转速随之发生改变。
图 1 温控调速风扇的系统设计图
2 系统硬件设计
L298N驱动板是一种集成的马达驱动，通过它可以对马达进行驱动，并且控制马达的转速以及转向。在驱动板上取点+5V电压，0-36mA的工作电流。不同型号的L298N驱动板引脚虽有不同，但其相关的功能是一致的。L298N驱动板的引脚图如图2所示。
图 2 L298N驱动板引脚图
2.1 L298N控制马达转向的实现
如图3所示，进行具体连接。使L298N的驱动板的VMS以及GND引脚与电源的正负极相连接，并且使UNO主板的GND引脚与L298N驱动板的GND引脚共地。将L298N驱动板的ENA接UNO的9号引脚，IN1和IN2接UNO主板的3、4号引脚。MOTOR A两个引脚就能够被IN1和IN2两个引脚进行具体的控制。假使，给IN1低电平IN2高电平，马达则会朝一个方向转动。反之，如果给IN1高电平，IN2低电平，马达就会朝与先前相反的方向进行转动。
2.2 温控调速功能的实现
温度传感器能够感受环境温度变化，并将温度变化的信号传递给UNO主板，UNO主板对信号处理后，利用map（）函数对不同温度下的模拟信号、数字信号进行映射，使马达的转速随温度值的变化而变化。
如图4所示，将相关的器件以及驱动板一同接入电路。其中，L298N的ENA引脚需要与UNO主板的9号PWM引脚相互连接。通过9号引脚输出具体的PWM信号进而控制IN1和IN2，同时利用IN1和IN2控制MOTOR A引脚。故此，通过这样的电路使得PWM信号能够控制马达的转速的功能实现。
图 3 电路接线图 图 4 详细设计图
3 系统软件设计
本设计的主流程图如图所示。系统通电运行后，首先进行系统初始化，然后通过LM35来检测空气温度，将信号传输给UNO主板后，将LM35的模拟值按一定比例转化成为数字值，再按照一定的范围给L298N信号。当温度小于26度时，电机按照最低速度旋转，风速最小。当温度升高时，电机获得比列的电压，转速按照比例提升，在使用过程中，LM35一直保持工作状态，将信号反馈给UNO主板主板及时发出反馈，以改变电机转速。
3.1主程序流程图
图 5 主程序流程图
3.2 软件系统代码
参考文献：
[1] 张兆朋；基于AT89S52单片机的自动温控电风扇设计[J]；现代电子技术；2009年03期
[2] 王冬星；风扇智能控制系统设计[J]；电脑学习；2008年06期
[3] 明德刚；DS18B20在单片机温控系统中的应用[J]；贵州大学学报（自然科学版）；2006年01期
作者简介：
孙嘉磊（1997.06-）女，汉族，上海人，学生，预备党员
项目来源：上海工程技术大学2017年校级大学生创新训练项目
基于Arduino的设计开发平台，我们设计了一种可智能调节的温控调速风扇系统。可调速风扇具体实现了随着工作环境温度的变化，进而智能改变风扇风速的功能。该系统结构简易，工作稳定，具备了节能节源的效果。智能调节风速，使电扇这一普遍的家用电器更加环保，改善了普通风扇风速的单一性。温控调速风扇的设计与应用具有了一定的现实意义。
关键词：温控 节能 风扇
風扇是我们在日常生活中必不可少的家用电器，传统的风扇的可调节档速单一，而实际生活中白天温度较高，风扇应处于高转速的状态，但在入夜之后温度会降低较多，人们入睡后却无法调节风扇的转速。
因设计了温控调速风扇的新系统，以此解决了上述的相关问题。实现了让风扇的转速随着温度的变化而变化。当温度升高时，风扇的转速则加快；反之，温度降低，风扇的转速变慢。
1 系统结构
温控调速风扇的系统设计图如图1所示。 本设计使用Arduino作为搭建平台，其包含了一块单板的微控制器和一整套的开发软件，它的硬件包含一个以Atmel AVR单片机为核心的开发板和其他类型的I/O板。软件包括了一个标准编程语言开发环境和在开发版上运行的烧录程序。通过温度传感器和UNO开发板作为电路的主要骨干元件，外加相应阻值的电阻、电位器、马达、小风扇等进行设计。
从设计图中，将实现温度传感器输出的模拟信号值随着温度的改变而改变，使UNO主板输出给马达的PWM信号发生改变，风扇的转速随之发生改变。
图 1 温控调速风扇的系统设计图
2 系统硬件设计
L298N驱动板是一种集成的马达驱动，通过它可以对马达进行驱动，并且控制马达的转速以及转向。在驱动板上取点+5V电压，0-36mA的工作电流。不同型号的L298N驱动板引脚虽有不同，但其相关的功能是一致的。L298N驱动板的引脚图如图2所示。
图 2 L298N驱动板引脚图
2.1 L298N控制马达转向的实现
如图3所示，进行具体连接。使L298N的驱动板的VMS以及GND引脚与电源的正负极相连接，并且使UNO主板的GND引脚与L298N驱动板的GND引脚共地。将L298N驱动板的ENA接UNO的9号引脚，IN1和IN2接UNO主板的3、4号引脚。MOTOR A两个引脚就能够被IN1和IN2两个引脚进行具体的控制。假使，给IN1低电平IN2高电平，马达则会朝一个方向转动。反之，如果给IN1高电平，IN2低电平，马达就会朝与先前相反的方向进行转动。
2.2 温控调速功能的实现
温度传感器能够感受环境温度变化，并将温度变化的信号传递给UNO主板，UNO主板对信号处理后，利用map（）函数对不同温度下的模拟信号、数字信号进行映射，使马达的转速随温度值的变化而变化。
如图4所示，将相关的器件以及驱动板一同接入电路。其中，L298N的ENA引脚需要与UNO主板的9号PWM引脚相互连接。通过9号引脚输出具体的PWM信号进而控制IN1和IN2，同时利用IN1和IN2控制MOTOR A引脚。故此，通过这样的电路使得PWM信号能够控制马达的转速的功能实现。
图 3 电路接线图 图 4 详细设计图
3 系统软件设计
本设计的主流程图如图所示。系统通电运行后，首先进行系统初始化，然后通过LM35来检测空气温度，将信号传输给UNO主板后，将LM35的模拟值按一定比例转化成为数字值，再按照一定的范围给L298N信号。当温度小于26度时，电机按照最低速度旋转，风速最小。当温度升高时，电机获得比列的电压，转速按照比例提升，在使用过程中，LM35一直保持工作状态，将信号反馈给UNO主板主板及时发出反馈，以改变电机转速。
3.1主程序流程图
图 5 主程序流程图
3.2 软件系统代码
参考文献：
[1] 张兆朋；基于AT89S52单片机的自动温控电风扇设计[J]；现代电子技术；2009年03期
[2] 王冬星；风扇智能控制系统设计[J]；电脑学习；2008年06期
[3] 明德刚；DS18B20在单片机温控系统中的应用[J]；贵州大学学报（自然科学版）；2006年01期
作者简介：
孙嘉磊（1997.06-）女，汉族，上海人，学生，预备党员
项目来源：上海工程技术大学2017年校级大学生创新训练项目