智能风扇调速系统的设计(2)

智能风扇调速系统的设计

摘要：温控风扇是利用温度的变化控制风扇启停及转速的智能系统，在现代社会中的生产以及人们的日常生活中都有广泛的应用，如工业生产大型机械散热系统中的风扇、现在笔记本电脑上的广泛应用的智能CPU风扇等。本文设计了基于单片机AT89C51的温控风扇系统，用单片机为控制器，利用温度传感器DS18B20作为温度采集元件，并根据采集到的温度来控制风扇电机。根据检测到的温度与系统设定的温度比较实现风扇电机的自动启动和停止，并能根据温度的变化自动改变风扇电机的转速，同时用LED八段数码管显示检测到的温度与设定的温度。系统的预设温度的设置是通过两个独立按键来实现的，一个增大预设温度，一个减小预设温度。

关键词: AT89C51；智能风扇；调速系统；温控

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Design of intelligent control system for fans

Abstract:Temperature control fan in modern society production and people's daily life have a wide range of applications, Such as industrial production of large mechanical cooling system of fan, now notebook computer on a wide range of application of intelligent CPU fan. This paper introduces the design of MCU based temperature control fan system, using SCM as the controller, use of temperature sensor DS18B20 as a temperature acquisition component, and according to the collected temperature. According to the detected temperature and a set temperature to achieve system comparison of fan motor for automatic start and stop, and according to temperature changes automatically change the fan motor speed, at the same time with the LED eight digital tube display the detected temperature and a set temperature. The preset temperature set by three independent buttons to achieve, The one increase the preset temperature, and the another one reduced the preset temperature.

Key words: AT89C51; smart fan;speed regulating system;temperature control

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引 言

生活中，我们经常会使用一些与温度有关的设备。比如，现在虽然不少城市家庭用上

了空调，但在占中国大部分人口的农村地区依旧使用电风扇作为降温防暑设备，春夏（夏秋）交替时节，白天温度依旧很高，电风扇应高转速、大风量，使人感到清凉；到了晚上，气温降低，当人入睡后，应该逐步减小转速，以免使人感冒。虽然电风扇都有调节不同档位的功能，但必须要人手动换档，睡着了就无能为力了，而普遍采用的定时器关闭的做法，一方面是定时时间长短有限制，一般是一两个小时；另一方面可能在一两个小时后气温依旧没有降低很多，而风扇就关闭了，使人在睡梦中热醒而不得不起床重新打开风扇，增加定时器时间，非常麻烦，而且可能多次定时后最后一次定时时间太长，在温度降低以后风扇依旧继续吹风，使人感冒；第三方面是只有简单的到了定时时间就关闭风扇电源的单一功能，不能满足气温变化对风扇风速大小的不同要求。又比如在较大功率的电子产品散热方面，现在绝大多数都采用了风冷系统，利用风扇引起空气流动，带走热量，使电子产品不至于发热烧坏。要使电子产品保持较低的温度，必须用大功率、高转速、大风量的风扇，而风扇的噪音与其功率成正比。如果要低噪音，则要减小风扇转速，又会引起电子设备温度上升，不能两全其美。为解决上述问题，我们设计了这套温控自动风扇系统。本系统采用高精度集成温度传感器，用单片机控制，能显示实时温度，并根据使用者设定的温度自动在相应温度时作出小风、大风、停机动作，精确度高，动作准确。

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第一章 绪论

空调有强大的制冷功能，可以快速有效的降低环境温度，但是电风扇更温和，更加适合老人和体质弱的人群使用；并且由于大部分家庭消费水平的限制，电风扇作为一个成熟的家电行业中的一员，具有价格优势，价格低廉而且还相对省电，安装和使用都非常简单。在中小城市，以及乡村将来一段时间内仍然占有市场的大部分份额。

尽管电风扇尤其市场优势，但面临庞大的市场需求时，也需要提高市场的竞争力，使其在技术含量上有所提高。传统电风扇有许多地方应当进行改良，最突出的缺点就是他不能根据温度变化适时调节风力大小。智能风扇控制技术，是目前在家电应用方面比较前沿的技术。电风扇是一种比较普及的家电，它与智能控制器技术相结合，实现了智能控制，这类功能优化更新对于智能控制技术发展特别有意义，为我们的日常生活提供了更多方便。风扇的智能控制技术主要体现在这几方面 ：利用按键来实现风扇工作时间及风速的控制 ；周围温度来控制风扇的风速，实现实时自动调节风速，且可显示周围的温度；语音控制风扇的工作与否，这样可以节约能源；以及基于红外技术来实现对风扇的控制，它主要体现在较远距离的遥控控制；等等。新型传感器的应用来实现对风扇的控制有着重大作用。从目前应用来看，以后智能控制技术将有更大的发展前景。

如果能使电风扇具有对环境温度检测的功能，当环境温度升高或者下降时能自动调节风速甚至自动关闭风扇，这样一来就避免了传统风扇的一些缺点。我的设计就是围绕这一点对现有的电风扇改进的。

1.1智能风扇控制系统概述

传统的电风扇是以220V的交流电供电，电机的转速分为几个档次，通过人为调整电机的转速来改变风力大小的目的。每次都人为改变风力的大小，必然会带来诸多的不便，尤其是当老人儿童和体质较弱的人使用时会遇到很多的麻烦。

本设计中的智能风扇调速系统，是将风扇的转速转变为被控制量，由单片机分析采集到的数字温度信号，再通过单片机的输出电平触发对风扇电机进行调速。这样就不用人工控制风扇的转速了，达到了风扇自动控制风力的大小，给我们的生活带来方便。

1.2设计任务和主要内容

本文以AT89C51单片机为核心，通过数字温度传感器对外界环境温度进行数据采集，从而建立一个控制系统，使电风扇随温度的变化而自动调节档位，实现“温度高、风力大、

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温度低、风力弱”的性能。另外，通过红外发射和接收装置及按键实现各种功能的启动与关闭，并且可对各种功能实现遥控，用户可以在一定范围内设置电风扇的最低工作温度，当温度低于所设置温度时，电风扇将自动关闭，当高于此温度时电风扇又将重新启动。

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