基于Arduino的自动调速风扇

好久没有更新了，家里实在太乱，最近趁着618活动，买了一堆收纳抽屉和置物架，把家里彻底收拾了一下，然后客厅就成了这个奇葩样子，注孤生的节奏了。

话不多说，夏天到了，天气逐渐热起来，风扇成了必不可少的消暑利器。

本文主要介绍两种基于Arduino的风扇自动调速方案，使用的是5V的USB风扇，物美价廉还省电。

方案一是通过舵机控制旋钮变压器实现调速，方案二通过脉冲宽度调制（PWM）实现调速。

方案一：旋钮变压器

材料清单

名称	数量	淘宝单价
Arduino UNO	1	15
USB风扇调速器	1	6
DH11温湿度传感器	1	4
SG90S舵机	1	7.5
红外接收模块加遥控器	1	3.3

所用零件均可在淘宝买到，价格时有波动。

思路是通过DH11温湿度传感器测量温度，根据温度控制舵机的角度，舵机的转轴与USB风扇调速器的旋钮连接，带动旋钮转动，进而控制风扇的输入电压，实现转速控制。

此外，增加了红外控制，用于远程开关风扇，切换模式。

接线

代码

需要红外控制模块和DH11温湿度传感器的库，代码及库的下载链接在文末。

3种红外信号分别对应全开、全关和自动模式。

自动模式会根据室温调节风扇的转速。

#include   //调用dh11温湿度传感器的库
#include   //调用红外控制的库
#include   //调用舵机控制的库

dht DHT;
Servo servo;

#define RECV_PIN 9  //定义红外接收器针脚
IRrecv irrecv(RECV_PIN);
decode_results results;

#define dataPin 10  //定义温湿度传感器针脚
int servoPin = 7;   //定义舵机针脚
char value;  //红外接收器接收的数值
float t;  //温湿度传感器测量的温度数值
int a = 0;
int b = 0;  //a、b用于切换模式


void setup() {
  irrecv.enableIRIn();
  servo.attach(servoPin);
  servo.write(0);
  delay(1000);
  servo.detach();
  //Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  if (irrecv.decode(&results)) {
    if (results.value == 16753245) {
      a = 1;
    }
    if (results.value == 16736925) {
      a = 0;
      b = 0;
    }
    if (results.value == 16769565) {
      a = 0;
      b = 1;
    }
    irrecv.resume();
  }

  if (a == 0 && b == 0) {
    servo.attach(servoPin);
    servo.write(0);
    delay(1000);
    servo.detach();  //关闭风扇
  }
  if (a == 0 && b == 1) {
    servo.attach(servoPin);
    servo.write(180);
    delay(1000);
    servo.detach();  //打开风扇
  }
  if (a == 1) {
    int readData = DHT.read11(dataPin);
    t = DHT.temperature;
    if (t <= 26) {
      servo.attach(servoPin);
      delay(1);
      servo.write(0);
      delay(500);
      servo.detach();  //自动模式低于26度关风扇
    }
    else if (t > 26 && t <= 28) {
      servo.attach(servoPin);
      delay(1);
      servo.write(60);
      delay(500);
      servo.detach();  //自动模式26-28度一档
    }
    else if (t > 28 && t <= 30) {
      servo.attach(servoPin);
      delay(1);
      servo.write(120);
      delay(500);
      servo.detach();  //自动模式28-30度二档
    }
    else if (t > 30 && t <= 40) {
      servo.attach(servoPin);
      delay(1);
      servo.write(180);
      delay(500);
      servo.detach();  //自动模式高于30度全开
    }
    //Serial.println(t);
    delay(1000);
  }
}

方案二：脉冲宽度调制（PWM）

脉冲宽度调制（pulse width modulation）通过快速打开和关闭电源来调整发送到电子设备的平均电压值。

平均电压取决于占空比，占空比是指在一个脉冲循环内，通电时间相对于总时间所占的比例。

可以通过Arduino的脉宽调制输出连接L298N电机驱动模块，并通过控制脉宽调制输出来控制电机的速度。

通过下图可以看出，输入电压为12V，当占空比为0.25时，平均电压值为3V；当占空比为0.5时，平均电压值为6V。

材料清单

名称	数量	淘宝单价
Arduino UNO	1	15
L298N电机控制模块	1	6
DH11温湿度传感器	1	4

所用零件均可在淘宝买到，价格时有波动。

仍然是通过DH11温湿度传感器测量温度，然后根据温度计算占空比，改变L298N电机控制模块的平均输出电压，实现转速控制。

接线

代码

需要L298N电机控制模块和DH11温湿度传感器的库，代码及库的下载链接在文末。

通过map函数将室温转换为占空比。

motorSpeed = map(t, tempMin, tempMax, speedMin, speedMax);

以本文为例

motorSpeed = map(t, 28, 50, 30, 100);

上文已经交代，占空比是指在一个脉冲循环内，通电时间相对于总时间所占的比例。

即温度从28变化到50，占空比从0.3变化到1。

#include   //调用L298N模块的库
#include   //调用dh11温湿度传感器的库

dht DHT;
#define IN1 2
#define IN2 4
#define ENA 3   //必须是带有~符号的PWM针脚

const int CCW = 2; //反转
const int CW  = 1; //正转
const int motorDirection = CW;
#define motor1 1
Robojax_L298N_DC_motor motor(IN1, IN2, ENA, true);

#define dataPin 10  //定义温湿度传感器针脚
float t;  //温湿度传感器测量的温度数值

const float tempMin = 28.0;  //温度下限
const int speedMin = 30;  //转速下限
const float tempMax = 50.0;  //温度上限
const int speedMax = 100;  //转速上限

int motorSpeed;  //根据温度计算出的转速

void setup() {
  motor.begin();
}

void loop() {
  tempToSpeed();
  motor.rotate(motor1, motorSpeed, motorDirection);
  delay(500);
}

void tempToSpeed()
{
  float readData = DHT.read11(dataPin);
  t = DHT.temperature;
  motorSpeed = map(t, tempMin, tempMax, speedMin, speedMax);
  if (t < tempMin)
  {
    motorSpeed = 0;
    motor.brake(1);  //温度低于下限停止
  }
  if (t > tempMax)
  {
    motorSpeed = 100;  //温度高于上限全开
  }
}

代码及库下载的链接

• 方案一代码
  提取码：vgwz
• 方案二代码
  提取码：akgf
• 红外控制模块库
  提取码：ldhx
• DH11温湿度传感器库
  提取码：9x70
• L298N电机控制模块库
  提取码：8vek

本人菜鸟，发现错误，欢迎指出，谢谢大家。