張華 趙利俠 徐文全 高立山 李志恒 朱曉駿

摘要：隨著空調(diào)等現(xiàn)代設(shè)施的發(fā)展，傳統(tǒng)的電風(fēng)扇被越來越多的人認(rèn)為是新產(chǎn)品沖擊下的淘汰品，它的基本功能似乎已經(jīng)滿足不了人們的需求。隨著電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，單片機(jī)已經(jīng)是日常生活中處處可見的器件，該文利用89c52單片機(jī)構(gòu)造相關(guān)電路，將傳統(tǒng)的電風(fēng)扇和燈進(jìn)行創(chuàng)新性的整合，探究一款全自動便攜式風(fēng)扇燈。在現(xiàn)有觀念的基礎(chǔ)上提出可行性創(chuàng)新，探究可行的創(chuàng)新性構(gòu)想和相關(guān)電路的設(shè)計。

關(guān)鍵詞：全自動;便攜;風(fēng)扇燈;單片機(jī)

中圖分類號：TP391? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）16-0252-03

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

在空調(diào)等現(xiàn)代設(shè)施的沖擊下，多數(shù)人認(rèn)為傳統(tǒng)的電風(fēng)扇已經(jīng)逐漸淡出了主流市場，越來越多的人選擇了空調(diào)等更加舒適的產(chǎn)品，但實(shí)時并非如此，通過調(diào)查和對調(diào)查數(shù)據(jù)的分析與處理可知，電風(fēng)扇并沒有隨著空調(diào)的普及而淡出我們的視線，多數(shù)人選擇空調(diào)的主要原因是其相對于傳統(tǒng)電扇來說舒適度和體驗(yàn)感更好，要改變這一發(fā)展逆流，最重要的是要改變?nèi)藗儗鹘y(tǒng)電風(fēng)扇的看法，為此需要對傳統(tǒng)的風(fēng)扇進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新。

1 關(guān)于風(fēng)扇燈現(xiàn)狀分析

從最近幾年的風(fēng)扇市場情況來看，越來越多的廠家特別是比較專業(yè)的廠家已經(jīng)充分認(rèn)識到了產(chǎn)品功能上的差異化的重要性，如艾美特的氣流扇，美的的小廈扇、大廈扇，聯(lián)創(chuàng)的空調(diào)扇等功能獨(dú)特、個性鮮明的電風(fēng)扇都具有良好的發(fā)展前景，也都占有很好的市場。調(diào)研結(jié)果顯示：健康、電風(fēng)扇的便捷、新奇、節(jié)能四項(xiàng)功能指標(biāo)是人們選擇風(fēng)扇最主要的選擇標(biāo)準(zhǔn)。

風(fēng)扇燈這一品類早已在國內(nèi)市場出現(xiàn)，但近兩年才開始比較火熱，目前的風(fēng)扇燈主要用于客廳廚房等大型場所，其在小型空間的使用還有待開發(fā)。

由于電風(fēng)扇和空調(diào)之間本身存在著較大的功能性差異，電風(fēng)扇則是“自然防暑”和“通風(fēng)”，而空調(diào)主要是“降溫”。所以電風(fēng)扇一直有著相應(yīng)的市場占有率。為此，本文在保障電風(fēng)扇原有功能的基礎(chǔ)上，安裝了燈，用于照明，大大提高了其實(shí)用性。同時，運(yùn)用通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)智能化的調(diào)控，順應(yīng)時代的發(fā)展。

綜上所述，全自動便攜式燈存在著樂觀的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

2 對全自動便攜式風(fēng)扇燈的研究

2.1 對傳統(tǒng)風(fēng)扇的創(chuàng)新性改造

隨著信息化的推進(jìn)和5G的到來，我們進(jìn)入了萬物互聯(lián)的時代，智能化成為發(fā)展的主流，為了順應(yīng)主流，特此推出創(chuàng)新項(xiàng)目“全自動便攜式風(fēng)扇燈”。本文意在改變風(fēng)扇的單一性和笨重感，將燈與扇相結(jié)合，對其實(shí)現(xiàn)智能化調(diào)控。在保證風(fēng)扇原有功能的基礎(chǔ)上，對其進(jìn)行整合創(chuàng)新，減少其占用空間。通過將風(fēng)與光相結(jié)合，使風(fēng)和光實(shí)現(xiàn)一體化，實(shí)現(xiàn)在照明的同時具有降溫的效果，使得照明更加便捷，更加節(jié)省空間。

與此同時，利用互聯(lián)網(wǎng)通訊技術(shù)對產(chǎn)品進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)照明的智能化。

2.2 全自動便攜式風(fēng)扇燈概述

全自動便攜式風(fēng)扇燈是在改變照明的單一性，將風(fēng)扇與燈結(jié)合起來，燈和風(fēng)扇均實(shí)行多檔調(diào)控，可以根據(jù)需求來選擇不同的擋位。與此同時，增加通訊模塊，將全自動便攜式風(fēng)扇燈與手機(jī)聯(lián)系起來，實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇燈的智能化調(diào)控。在不是特別炎熱的春秋兩季和寒冷的冬季，拿起手機(jī)、動動手指就可以調(diào)整全自動便攜式風(fēng)扇燈的照明位置和工作范圍，使其用起來特別便捷。

同時，全自動便攜式風(fēng)扇燈采用便夾式底座，只要往書桌、 課桌、床頭、辦公桌上一夾即可使用，簡單便捷，節(jié)省了大量空間，使得我們的生活更加舒適與便捷。全自動便攜式風(fēng)扇燈采用USB接口為設(shè)備供電，可外附電池，大大增加了其使用時間，最長續(xù)航8小時;支架采用三節(jié)可伸縮并且可以旋轉(zhuǎn)的支架，可以多方位旋轉(zhuǎn)，支架完全伸長可達(dá)1.2米，完全收縮高度僅0.4米;頭部采用半球形結(jié)構(gòu)，圓面半徑6cm。全自動風(fēng)扇燈綠色環(huán)保，能耗低，安全便捷，老人小孩都可以輕松使用，有效工作范圍3㎡。如果使用者要改變位置，也無需移動風(fēng)扇燈，只需伸縮和轉(zhuǎn)動支架即可改變照明位置。

總而言之，全自動便攜式風(fēng)扇燈在實(shí)現(xiàn)風(fēng)光一體化的同時，實(shí)現(xiàn)了智能化，便攜化，簡潔并易于操作，可實(shí)用性強(qiáng)，可用于書房，辦公室和臥室的照明和范圍式降溫。

2.3 全自動便攜式風(fēng)扇燈的適用人群

全自動便攜式風(fēng)扇燈有著便攜、節(jié)能和智能化的特點(diǎn)，可以滿足不同人群的需求。小巧的結(jié)構(gòu)可以隨身攜帶，為我們節(jié)省了很大的空間，適用于辦公室、書房、學(xué)生宿舍等空間較小的場所。

燈與風(fēng)扇的結(jié)合，既可吹風(fēng)又可照明，更加適用于老人兒童，同時也更適用于學(xué)生群體。全自動便攜式風(fēng)扇燈采用LED節(jié)能燈，價格低廉，節(jié)能省電，綠色環(huán)保?？梢詾槲覀兲峁┦孢m的環(huán)境，創(chuàng)造出一個適宜的空間。

2.4 系統(tǒng)方案設(shè)計及相關(guān)電路介紹

本設(shè)計主要由LED驅(qū)動電路、風(fēng)扇驅(qū)動電路、控制電路、供電電路和外擴(kuò)藍(lán)牙模塊構(gòu)成。

LED驅(qū)動電路由一個三極管TIP42和九個LED構(gòu)成，每三個LED串聯(lián)在一起，三組串聯(lián)的LED并聯(lián)在一起，為了防止電流過高損壞元件，在其上外加一個限流電阻R1;當(dāng)這個三極管的引腳為低電平的時候，電路導(dǎo)通，從VCC端的電流流過R1再流向LED最后流向GND[1]。電路導(dǎo)通，從而實(shí)現(xiàn)LED的照明功能。

風(fēng)扇驅(qū)動電路由一個三極管TIP42和風(fēng)扇接口H1構(gòu)成，風(fēng)扇接口H1與風(fēng)扇相連，當(dāng)這個三極管的一腳為低電平的時候，電路導(dǎo)通，從而實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇功能。

控制電路由單片機(jī)及其最小系統(tǒng)構(gòu)成和按鍵電路構(gòu)成，最小系統(tǒng)包括單片機(jī)及其正常工作時所需要的時鐘、電源、復(fù)位等部件[2]。單片機(jī)的最小系統(tǒng)能保證單片機(jī)始終處于正常的工作狀態(tài)。其中時鐘、電源等電路模塊是單片機(jī)能夠正常工作的必備條件。將最小系統(tǒng)作為應(yīng)用系統(tǒng)的核心部分，通過對其進(jìn)行A/D擴(kuò)展及存儲器擴(kuò)展等，單片機(jī)就可以完成較復(fù)雜的功能[3]。按鍵電路包括風(fēng)扇控制按鍵K1和LED控制按鍵K2組成，其用來調(diào)控風(fēng)扇轉(zhuǎn)速和LED的亮度。

供電電路由USB供電模塊和電池接口組成，對USB而言1號端口為是5V電源的正極， 2號端口是差分信號傳輸線的負(fù)極，3號端口是差分信號傳輸線正極，4號端口是5V電源的接地極。左邊為工口，右邊為母口，將其對應(yīng)連接，構(gòu)成供電電路;電池接口與外部電池相連，為電路提供穩(wěn)定持續(xù)的電流[4]。

外擴(kuò)藍(lán)牙模塊，是指集成藍(lán)牙功能的芯片基本電路的集合，它是一種具有集成藍(lán)牙功能的PCBA板，可以用于無線網(wǎng)絡(luò)通訊，按功能可分為藍(lán)牙語音模塊和藍(lán)牙數(shù)據(jù)模塊，利用藍(lán)牙模塊與手機(jī)通訊功能[5]，使得全自動便攜式風(fēng)扇燈與手機(jī)聯(lián)系起來，從而實(shí)現(xiàn)對利用手機(jī)對電風(fēng)扇和LED燈的智能化調(diào)控。

2.5 系統(tǒng)設(shè)計總流程圖

系統(tǒng)設(shè)計總流程圖如圖7所示。

3 總結(jié)

全自動便攜式風(fēng)扇燈的構(gòu)造和設(shè)計從電風(fēng)扇和燈這個人們?nèi)粘Ｉ畹谋匦杵非腥?，對傳統(tǒng)的風(fēng)扇和燈進(jìn)行創(chuàng)新再組合，形成了具有更高實(shí)用性能的全自動便攜式風(fēng)扇燈，在對產(chǎn)品的構(gòu)思和設(shè)計過程中把自己所學(xué)的理論知識運(yùn)用到實(shí)際問題中。

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【通聯(lián)編輯：唐一東】