摘要就目前的电风扇结构,大部分只有手动调速,再加上一个定时器,功能比较单一。
功能单一带来很多的隐患和不足。
本课题围绕原有电风扇的不足,想要能使电风扇具有对环境进行检测的功能,实现空调一样的功能,避免原有风扇的不足。
多功能电风扇的设计所要达到的目的:用中规模数字集成电路实现电风扇控制器的控制功能,实现电风扇高中低3级调速;能够遥控开机,关机;能够遥控设定时间定时关闭电扇;设手动档和自动挡,自动档时由室温自动调速;液晶屏显示风扇运行状态。
关键词:电风扇,检测,遥控调速,单片机Multi-function Eelectric Fan DesignAbstractAs the current electric fan structure, most of only have manual speed regulation and a timer structure, a single comparison function. Single function in a lot of hidden dangers and insufficient.This topic around the shortage of the original electric fan, wanted to be able to make electric fan has to the environment, to realize the function of the detection of the same function, avoid air conditioning of the shortcomings of the original fan.Multi-function electric fan of design to the purpose: use digital integrated circuit implementation of its electric fan controller control functions, realize stepless speed regulation and low fan 3; Can remote boot, shut down; Remote control to set time timing closure fan; A manual and automatic transmission, keeps when the room temperature automatic speed control; The display on the LCD panel fan operation.Keywords:electric fan, detection, remote control, microcontroller目录第一章绪论 (1)1.1引言 (1)1.2 电风扇的简介 (1)1.2.1 电风扇的概述 (1)1.2.2 电风扇的种类 (1)1.3 电风扇的发展状况 (2)1.3.1 电风扇目前的发展状况 (2)1.3.2 电风扇的未来 (3)第二章电风扇的结构 (5)2.1 电风扇的构造模型 (5)2.2扇叶 (5)2.3扇头 (5)2.4摇头机构 (6)2.5定时器 (7)第三章电风扇的工作原理 (9)3.1电风扇的两种调速原理图 (9)3.2PWM脉宽调速 (10)第四章电风扇的设计内容 (12)4.1 设计任务和要求 (12)4.2 家用电扇的状态转换图 (12)第五章电风扇的设计方案 (14)5.1系统框图 (14)5.2 软件说明 (14)5.2.1 DS18B20 (14)5.2.2 温度检测电路设计 (15)5.2.3 红外接收程序设计 (15)5.3硬件说明 (18)5.3.1遥控信号接收头 (18)5.3.2信号发生电路 (18)5.3.3风扇调速电路 (19)5.4器材的选用 (19)第六章制作与调试 (20)6.1硬件调试 (20)6.2软件调试 (20)第七章结论 (22)参考文献 (23)致谢 (24)第一章绪论1.1引言随着人们生活水平的提高及科技水平的不断进步,现在的家用电器在款式、功能等各个方面都日益求精,朝着健康、安全、多功能、节能等方向发展。
过去的电器不断的显露出其不足之处。
电风扇作为家用电器的一种,同样存在一定的问题。
现有的电风扇的现状:大部分只有手动调速,再加上一个定时器,功能单一[1]。
存在着很多的隐患和不足:比如说人们常常离开市内忘记关闭电风扇,浪费电更有可能引发火灾,长时间工作还容易损坏电器。
再比如说夜间温差较大,风速不会随着气温变化,容易着凉[2]。
之所以会产生这些后果的根本原因是:缺乏对环境的检测。
如果能使电风扇具有对环境进行检测的功能,即使房间里面没有人也能自动的关闭电风扇,当温度下降时能自动的减小风速甚至关闭风扇,实现空调一样的功能, 这样一来就避免了上述的不足。
本次设计就是主要围绕这两点对原有电风扇进行改进。
1.2 电风扇的简介1.2.1 电风扇的概述风扇又称电扇,用于散热,夏天可用来乘凉,还可用来驱散室内热气。
1882年,美国纽约的克罗卡日卡齐斯发动机厂的主任技师休伊•斯卡茨•霍伊拉,最早发明了商品化的电风扇。
第二年,该厂开始批量生产,当时的电扇,是只有两片扇叶的台式电风扇。
1908年,美国的埃克发动机及电气公司,研制成功世界上最早的齿轮驱动左右摇头的电风扇。
这种电风扇防止了不必要的三百六十度转头送风,而成为以后销售的主流[3]。
1.2.2 电风扇的种类根据使用环境选择风扇种类。
常用的电风扇有吊扇、落地扇、壁扇、台扇、转页扇。
其中吊扇、壁扇为固定安装式,落地扇、台扇、转页扇移动方便,送风范围广。
按电动机的结构形式分:有单相电容式、单相罩极式、三相感应式、直流及交直流两用串激整流子式电风扇,按用途可分为家用电风扇和工业用排风扇。
家用电风扇有台扇、落地扇、壁扇、顶扇等;台扇中又有摇头的和不摇头之分,也有的转页扇;落地扇中有摇头、转页的。
还有一种微风小电扇,是专门吊在蚊帐里的,夏日晚上睡觉,一开它顿时就微风习习,可以安稳地睡上一觉,还不会生病。
图1-1 家用风扇示意图工业用的排风扇主要用于强迫空气对流之用。
电风扇用久以后,扇叶的下面很容易沾上很多灰尘。
这是电风扇在工作时,由于扇叶和空气相互摩擦而使扇叶带上了静电,带电的物体能够吸引轻小物体的性质,从而能够吸收室内飘浮的细小灰尘造成的。
图1-2 工业风扇示意图1.3 电风扇的发展状况1.3.1 电风扇目前的发展状况电风扇的销售很大程度上取决于产品外观的新颖和功能的人性化。
电风扇企业想要在市场上站稳立足并引领潮流,想要快速提高市场份额必须在外观和功能上有所改进。
有学者实验调查分析,消费者对产品取舍的一部分因素来自于自身对产品外观可视性部件的接受度。
所以说,加强产品外观可视性部件的技术含量是提升产品销售量的一条捷径。
加强电风扇产品的外观可视性就要为工艺设计、功能操作、噪音污染等方面做出进一步调整,由于在家电卖场中,电风扇具有很强的现场演示性,消费者很容易就可以判断出产品的某些部件的优劣[4]。
随着社会的发展、消费者审美观念的转移以及健康节能等大局观念的不断深入,使得电风扇在功能和外观上都要有所进步、功能上:便捷、健康、新奇、节能。
从近几年的市场情况来看,已经有很多厂家特别是比较一些专业的厂家已经充分认识到了产品功能上的差异化的重要性,如美的的大厦扇、小厦扇,艾美特的气流扇、联创的空调扇等个性鲜明、功能独特的电风扇,都取得了很好的市场占有率。
调研结果显示:电风扇的便捷、健康、新奇、节能四项功能指标占调查结果的前四位。
1.3.2 电风扇的未来在空调热的市场带动下,电风扇没有被冷落的主要原因,在于电风扇的性能改进后,新型电风扇可以模拟自然风,让人感觉清爽舒服,没有骤变和空气污浊的感觉。
也在于电风扇价格较低,其价格只及空调机的十分之一至二十分之一。
同时耗电量小,比较适合缺电少电,有欠发达的地区。
目前我国电风扇市场总的来说是供过于求,市场竞争相当激烈,而一部分外商企业也开始把目光投向我们国内电风扇市场。
从目前电风扇行业的发展趋势上看,今后电风扇必将仍是人们消暑的主体,不过随着外资在电风扇行业的投资,我国电风扇市场的竞争必然会更加剧烈,只有质量好、样式新的电风扇才能在激烈的市场竞争中占有一席之地。
电风扇市场在我国从80年代末开始形成规模,经过了一整个年代的迅猛发展,在十余年时间里,已经完成了产品生命周期的几个阶段。
从80年的20万台增至08年的9000万台的电风扇产量,增幅达450倍多,从80年的100万台的社会零售量,经过08年的峰值9000万台,达到目前的平稳值每年一亿万台, 增幅也达到了900倍以上。
从80年的3万台增至2008年的3000万台的社会拥有量,更是增长了近千倍。
这些数据显示在城镇电风扇市场已进人饱和期,而农村电风扇市场也已经在成长中。
首先,因为电风扇在价格、耗电量等方面相对于空调的优势,它的市场地位不可能在短时间内被空调器大量替代。
尽管其饱和期较长, 社会零售量和用户人均拥有量也必将维持一段时间的平衡。
农村电风扇市场处于成长中, 也是扩容速度最快的阶段, 同时鉴于农村总体市场发展水平缓慢及其市场覆盖范围广大等各方面因素, 在较长的一段时间内, 农村居民应该是电风扇的主要消费者[5]。
第二章电风扇的结构2.1 电风扇的构造模型图2-1 台扇的基本结构示意图2.2扇叶(a)芒果型扇叶(b)火炬形扇叶(c)芭蕉型扇叶图2-2 台扇常用的扇形示意图2.3扇头电动机结构如图所示。
1-转子轴;2-顶丝轴;3-轴承;4-穿钉;5-坚固螺母;6-前端盖;7-定子线圈;8-定子;9-转子;10-前端盖;11-蜗杆图2-3 电容式电动机结构示意图2.4摇头机构摇头机构由减速机构、连杆机构、控制机构与过载保护装置组成,形式有两种:离合式与揿拨式。
离合式摇头机构如图2-4所示。
1-离合器压缩弹簧;2-上离合块;3-离合器扣钩;4-钢丝套;5-钢丝拉绳6-蜗杆;7-电机转轴;8-蜗轮;9-摇头直齿轮;10-摇摆连杆;11-中心轴;12-摇摆盘;13-开口销钉;14-啮合轴;15-弹簧片;16-钢珠;17-下离合块;18-销钉图2-4 离合器摇头机构示意图揿拨式摇头机构如图2-5所示。
1-螺钉;2-揿拨柄;3-钢珠;4-套盘;5-u型槽;6-蜗轮;7-啮合轴图2-5 揿拨式摇头机构示意图2.5定时器定时器的结构与外形如图2-6所示。
(a)外形图(b)结构示意图(c)结构图2-6 定时器的结构外形第三章电风扇的工作原理通电线圈在磁场中受力而转动。