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家用风扇温控/手动同步调速插座(完稿) 本帖主对外承接开发,联系作者
老酒
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发表于Fri Sep 30 12:46:15 CST 2016   |  只看该作者 1# 电梯直达
立创君11月3日晚21点插楼提示:该作品已进入首届立创商城电子制作节15强,点我投票参与公投,选出最终6强!


选题唠叨思路:

1.家里孩子抵抗力低,开空调(科龙老式空调,噪音大,控温不准)容易感冒,还是风扇实在;

2.风扇统一3个档位:大中小。一档风力感觉足够了,但是半夜气温凉下来后就感到风力稍大了,因此需要进行风扇风速二次调节;

3.晚上睡觉,气温降下来时候,希望风扇风速也能够自动降下来,甚至不转,这样既能省电,又可以安稳睡觉,因此需加入温度检测;

4.不想破坏风扇内部元件,做成控制器方式又得开模,干脆做成插座形式,方便!

5.总得有旋钮手动调节风速,这样就变成2个旋钮了:一个调速,一个调温;

6.电源得琢磨怎么简化,又得安全;

7.自家用,管他是否被落选,实用就好,同时也与大家分享软硬件设计过程;

//=========================================================================================================================

方案选定:

1.插座外壳选定,要求留有足够空间放置3段LED数码管,旋钮,且价格便宜,先确认这家吧(https://item.taobao.com/item.htm?spm=a230r.1.14.28.VmtQkI&id=42284174107&ns=1&abbucket=19#detail),¥6.78元,格子大,后续还可以扩展到红外:

2.MCU需要3.3V供电,因此需要220 AC 转 5.0Vdc电源,电流设计200mA足够了!RC阻容降压便宜,但是不隔离且家用,不考虑。还是用LNK304PN吧,到时候自己绕变压器就行(随便去拆个充电器就有高频变压器磁芯,呵呵,简单),查了下商城里面也才¥3.49,可以;

3.MCU选自己熟悉的,用LPC812M101JDH20(¥5.02 ,20个脚,小型封装),商城也有卖,后期再换为STM8系列,先图个快捷;

4.风扇调速得用双向可控硅,因为必须可控,因此选用TLP525G(¥3.41)+ BT136S(¥1.00 ,600V耐压 6A ,够了);

5.可控硅导通的控制信号需要进行市电同步锁相导通,而且必须隔离,选用EL817光耦(¥0.30),也便宜;

6.2个旋钮?感觉多了,想了想,用单个旋钮起始也可以解决问题。到时候拆一个市面上的风扇调速旋钮就可以,先不考虑;

7.数码显示用3段式LED数码管,这样可以显示1~99℃,足够了。查到FJ3361BH(¥2.18 ,3位0.36英寸),暂定了;

//===============================================================================================================================================

确认MCU引脚是否足够:

数码显示用了11个IO + 可控硅1个IO+采样3个IO+同步1个IO = 16个IO;

满足要求!!!

下一步设计原理图!!

//===============================================================================2016年9月30日 13:46:05=====================================================================

感谢 (1)独钓千古愁 提示用MOC3021替代TLP525G!

//=========================================================================================================================================================================

2016年10月4日,更新如下:

1.选用LPC822M101JDH20单片机;

2.芯片电源选用LNK623DG-TL;

 

//===============================================================================2016年11月03日 11:09:32====================================================================

作品发表见#31楼,推荐大家一层一层阅览,与作者一起体验调试过程,相信你也可以学到很多

该帖子已被立创君于Thu Nov 03 21:35:44 CST 2016编辑过
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红尘客
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发表于Fri Sep 30 14:11:43 CST 2016   |  只看该作者 2#
别忘了湿度,人体舒适与湿度有很大关系。 湿度高,出汗也不怎么降温!
◆爱浦电源模块, 网线, 水晶头, 语音合成(SYN6288), 电源滤波器(ACM7060), 万用表(UT890C+), 旋转编码开
谁没穿裤子
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发表于Fri Sep 30 22:12:56 CST 2016   |  只看该作者 3#
       DIY 精神可嘉,   2年前家里的老冰箱坏了,自己用现成板子改了个温控器,现在一直运行稳定
工号:8888
佛山欧豆豆
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发表于Sun Oct 02 08:03:09 CST 2016   |  只看该作者 4#
这字体很难看~~不清晰~
欧豆豆 欧豆豆 欧豆豆
arokh
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发表于Sat Oct 08 17:17:56 CST 2016   |  只看该作者 5#
是不是还能给白炽灯调光
立创商城赵...
【官方工作人员】
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发表于Sun Oct 09 09:51:06 CST 2016   |  只看该作者 6#


控制风扇,有这个操作模式就更好了---- 间歇性的开和关,比如开10分钟,停20分钟,然后反复执行这样的动作。

----- 这个模式较适合晚上睡觉的时候使用。

《立创快报》总编辑、立创电子公共实验室建设者,企业QQ:2355740879
乐东
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发表于Mon Oct 10 11:26:53 CST 2016   |  只看该作者 7#
没想到,你们居然给电冰箱,电风扇,开外挂!
老酒
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发表于Wed Oct 12 22:55:41 CST 2016   |  只看该作者 8#

//=============================原理图关键部分详细说明==============================================

1.可控硅驱动设计原理图:

设计说明:

1)这里采用MOC3021光耦触发,资料见英文部分:

2)  为了能够做到任意相位点触发可控硅,触发信号trac必须是短时脉冲,且触发时间不能超过下一周期;

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

2.按键+旋钮设置原理图

设计说明:

1)除了具备无极调节风扇功能外,我们还需要对温度进行配置,或者其他高级功能配置,因此需要这么硬件具备这么几个功能:设置、浏览、调整;

2) 所选单片机硬件吃紧,因此这里采用单引脚实现上述功能:T2外接10KΩ电位器,按S1键时,adj_ADC剧增;按S2时,adj_ADC剧减;单片机检测跳跃值进行功能切换判断;

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

3.电源+过零检测电路:

设计说明:

1)电源芯片采用LNK623PG,采用ER108+P6KE200A进行钳位;

2)过零检测使用EL817进行同步检测,这里拟采用PID算法进行锁频锁相,实时跟踪市电相位,然后相应触发可控硅;

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

4.数码显示+MCU芯片电路:

设计说明:

1)数码显示是为了更好实现人机互动效果;


老酒
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发表于Wed Oct 12 23:20:52 CST 2016   |  只看该作者 9#

//==================================================================变压器设计:

纯粹玩数字电路没意思,这里跟大家分享下变压器(反激式)的设计过程:

1.输入参数(详见LNK623手册):

输入低压:Umin = 100Vdc

输入高压:Umax = 400Vdc

最大占空比:Dmax = 50%

开关频率:f = 50kHz

最小转换效率:η = 80%

输出绕组1:5.0Vdc/500mA

输出绕组2:8.0Vdc/100mA

2.计算变压器输出功率:

Pout = 5*0.5+8*0.1=3.3W

3.计算最小工作比:

输入电压变化系数Kv = Umax/Umin =400/100 = 4;

计算最小工作比:Dmin = Dmax/((1-Dmax)*Kv + Dmax) = 0.2

4.计算初级电感量:

Lpri = (Umin*Dmax)^2*η/(2*Pout*f)

       = (100*0.5)^2*0.8/(2*3.3*50000)

       = 6.1mH

5.计算初级峰值电流:

Ipk = Umin*Dmax/(Lpri*f)

     = 100*0.5/(6.1*10^(-3)*50000)

    = 0.1639A

6.选取磁感应强度:

  选取PC40磁芯,饱和磁感应强度为390mT,剩磁为60mT(100℃下)。设计选择磁感应强度系数为B = KB*Bm = 0.57*390mT = 222mT。

7.计算磁芯Ap值,选取磁芯骨架:

  

Ap = 1.1*3.3*0.5*10^3/(0.8*0.5*0.6*0.4*3*0.22*50) = 572.9167mm^4 = 0.05cm^4

查询高频变压器磁芯参数:

显然EE13磁芯满足要求。选之!!


8.计算磁芯气隙: 

  Lgap = 0.4*3.14*Lpri*Ipk^2/(Ae*ΔB^2)

          = 0.4*3.14*6.1*10^(-3)*0.1639^2/((17.10/100)*0.22^2)

          = 0.0249 cm

9.计算初级绕组匝数:

  Np = Lpri*Ipk/( Ae*ΔB

       = 6.1*10^(-3)*0.1639*10^4/((17.10/100)*0.22)

       = 265.7602 匝

10.计算次级绕组匝数:

  Ns = Np*(Us/Umin)*((1-Dmax)/(Dmax)) 

      = 266*(5.7/100)*((1-0.5)/0.5)

      = 15.1620匝

11.选取电流密度为J=5A/mm^2(计算过程略)

12.初级绕组线径:

   初级绕组有效电流:I1=Ipk*sqrt(Dmax/3) = 0.1639*sqrt(0.5/3) = 0.0669A;

   d1 = 1.13*sqrt(I1/j)

       = 1.13*sqrt(0.0669/5)

       = 0.1307mm

 13.计算次级绕组线径:

   d2= 1.13*sqrt(0.5/5)

       = 0.3573mm

14.计算导线电流穿透深度:

   d = 66.1/sqrt(f)

       = 66.1/sqrt(50000)

       = 0.2956mm

 15.选取导线规格:



    根据导线直径需小于两倍的电流趋肤深度,因此无需采用多股漆包线;

    选择初级线径为0.12mm,选择次级线径为0.35mm

16.制作变压器(自己绕制)

17.完成!!

立创商城赵...
【官方工作人员】
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发表于Fri Oct 14 14:27:51 CST 2016   |  只看该作者 10#
《立创快报》总编辑、立创电子公共实验室建设者,企业QQ:2355740879
老酒
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发表于Sun Oct 16 17:16:56 CST 2016   |  只看该作者 11#

更新原理图如下:

PCB如下:

背板:

元件下单:

PCB订单:

等着回来了

立创商城赵...
【官方工作人员】
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发表于Mon Oct 17 11:59:26 CST 2016   |  只看该作者 12#

有个多丽风扇厂,好像正好跟楼主是同省广西。多丽的风扇电路和功能或许都没楼主好,呵呵,加油!

《立创快报》总编辑、立创电子公共实验室建设者,企业QQ:2355740879
老酒
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发表于Tue Oct 18 15:00:01 CST 2016   |  只看该作者 13#
就只有管理员围观了,继续加油,谢谢啦
立创商城赵...
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发表于Thu Oct 20 17:45:03 CST 2016   |  只看该作者 14#
老酒 发表于 Tue Oct 18 15:00:01 CST 2016  13# 就只有管理员围观了,继续加油,谢谢啦

共享!发表了就是好事情,现在和后期,大家都看得到的。 

至少现在相比,还有更多人还没发表呢,这也是您的优势!

楼主加油!如果有时间,可以再优化下内容的安排或讲解。


《立创快报》总编辑、立创电子公共实验室建设者,企业QQ:2355740879
老酒
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发表于Fri Oct 21 08:26:10 CST 2016   |  只看该作者 15#

今天PCB板子到,周末打算更新内容如下:

1.市电PID锁相锁频同步原理及锁相波形;

2.电源调试结果;

3.测试可控硅实际驱动波形;


立创商城赵...
【官方工作人员】
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发表于Fri Oct 21 10:43:57 CST 2016   |  只看该作者 16#
老酒 发表于 Fri Oct 21 08:26:10 CST 2016  15# 今天PCB板子到,周末打算更新内容如下: 1.市电PID锁相锁频同步...


Good! 作品有细节,才容易得到大伙们的加分!

《立创快报》总编辑、立创电子公共实验室建设者,企业QQ:2355740879
老酒
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发表于Sat Oct 22 16:28:56 CST 2016   |  只看该作者 17#

1.电源调试:

高频变压器是直接拆卸手机充电器上的变压器,焊接完板子后,上电测试,发现没有波形,用LCR电桥测试变压器同名端,发现原理图的变压器与所用变压器同名端不一致,因此只能割线,新改的原理图电源部分如下:


所拆卸的变压器如下:


实际测试C9电解电容器有6.4Vdc电压,纹波有点大,但是经过LDO 3.3V线性稳压管后,电压波形还是非常漂亮的:


备注:蓝色探头为3.3V电压波形,黄色探头为光耦电压过零波形。

2.检验可控硅是否可以控制:

将40W灯泡接入Load端,接着将R9电阻从LPC822引脚跳开,测试灯泡应该不亮:


测试结果正确!!

接着将R9使用跳线接到3.3V直接驱动可控硅,灯泡应该亮:


漂亮的测试结果!!

整个焊接板子算完成了!!板子焊接成形如下:

正面:


背面:

突然想起原理图有个缺陷,PIO0_10脚与PIO0_11脚默认使用做I2C功能,因此它没有内部上拉电阻,而且我原理图忘记画了,这里还需要手工补焊接。


老酒
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发表于Sat Oct 22 17:19:44 CST 2016   |  只看该作者 18#

2.市电同步锁相锁频:

想希望可控硅按照我们预期的导通角进行导通,就需要对市电采样波形进行同步,同步方式有很多种,早期UPS里面常常采用VCO的方法,现代数字技术的发展已经很少采用这种方法了,取而代之的是直接采样过零点脉冲,然后使用定时器做同步,学过自动控制原理的应该知道,这个过程其实就是设计一个随动系统。

1)首先,你得有基本电压过零脉冲波形:

2)接着你的MCU必须有1路定时器,如果有2路定时器,那么同步效果就更好;

参考点均是电压波形的过零点,实时同步的结果是定时器虚拟的中断应该与参考点波形一致,达到稳态结果。但问题是这么多脉冲波形,直接取电压过零点作为参考点?答案是否定的!!我们只以单个周波进行比较匹配,但是记住比较误差值不是定时器虚拟波形的上升沿-参考波形的上升沿 或者这两者的下降沿,这样计算得到的误差值也是可以用,但是MCU的定时器计数值都是无符号整型的,这么相减就有可能得到负数值,对处理结果只会加大难度!!

正确的做法是使两者波形误差达到180°,例如:取定时器虚拟波形上升沿 - 参考波形的下降沿 = 半波周期值

这样你也可以随意设定所需要的相位误差值(该值即为自动控制原理的基准值),然后经过PID控制定时器周期进行同步参考波形了。

测试实际同步波形如下:


设定参考相位点为45°后:


ChessWorld
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发表于Sat Oct 22 17:43:46 CST 2016   |  只看该作者 19#


高清大图,看起来就是舒服!

老酒
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发表于Sat Oct 22 17:56:51 CST 2016   |  只看该作者 20#
ChessWorld 发表于 Sat Oct 22 17:43:46 CST 2016  19# 高清大图,看起来就是舒服!
开源的,得让大家学会做,吃饭后继续调试LED数码显示
老酒
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发表于Sun Oct 23 18:37:11 CST 2016   |  只看该作者 21#

3.可控硅调试结果:

独钓千古愁 提示用MOC3021替代TLP525G!这个结果是错误的,调试半天还是不出波形,采用反并联可控硅也还是不行,折腾了一天,更换光耦驱动为MOC3023完美输出斩波波形:

(注:为了配合按键高度,把LED数码管使用废旧PCB抬高!)

手动模式下,显示屏显示手动调节角度,可调角度为0~180度,实测结果如下:


老酒
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发表于Sun Oct 23 18:42:46 CST 2016   |  只看该作者 22#

可控硅测试续集:

接入55W落地扇,调试风扇到1档,接着调节相位角0~150任意调节,风扇风速明显可以改变!!愉快的一天!!

等装到外壳里面后,估计就漂亮了!!

深圳市云迪...
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发表于Mon Oct 24 12:31:45 CST 2016   |  只看该作者 23#

NICE 啊,学习了。

楼主牛逼啊,小弟葱白了

jli
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发表于Mon Oct 24 13:43:35 CST 2016   |  只看该作者 24#

好东西,收藏了啊老酒

电子技术我...
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发表于Mon Oct 24 13:48:29 CST 2016   |  只看该作者 25#
太牛了,可惜不懂一些原理性的东西,为什么市电要进行市电锁相?
老酒
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发表于Tue Oct 25 08:40:18 CST 2016   |  只看该作者 26#
电子技术我爱 发表于 Mon Oct 24 13:48:29 CST 2016  25# 太牛了,可惜不懂一些原理性的东西,为什么市电要进行市电锁相?
锁相后,控制算法非常方便,而且更加灵活。当然也可以等市电脉冲到达时候进行触发可控硅操作,但是这样对已控制不理想,还影响到控制精度
老酒
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发表于Tue Oct 25 08:40:35 CST 2016   |  只看该作者 27#
jli 发表于 Mon Oct 24 13:43:35 CST 2016  24# 好东西,收藏了啊老酒
谢谢
老酒
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发表于Tue Oct 25 08:51:54 CST 2016   |  只看该作者 28#

¥14买了一个定时器控制器插座,把里面的垃圾器件去掉,只要外壳,然后把我的板子整进去:

大功告成!!

老酒
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发表于Tue Oct 25 08:57:35 CST 2016   |  只看该作者 29#

功能介绍:

该产品结合赵工的意见以及实际应用情况,设置为3种模式:

1.手动调速模式:

   该模式直接手动控制可控硅导通角,从0°~150°全可控触发,触发脉冲时长为100uS,触发完成后立即关闭触发信号,正负半波分别触发,如此得到半周期10ms全可控斩波,风扇速度也就全控了。

  说明:由于触发时间为100us,从150度后会影响正负半波交叉点,因此这里只做到0~150度触发,实际测试结果150度已经接近关闭,满足要求!!

2.温度恒速模式:

该模式分为3个控制区间:

    温度低于TL时,关闭风扇;

    温度高于TH时,全速运行风扇;

    温度∈[TH ,TL]时,计算公式: (TH - TL)/100 = (t - TL)/Radio ,解出Radio即可得到控制风扇速度!!

3.模拟自然风模式:


规律性的风速我归结为正弦波算法,所不同的是周期不一致。上面所绘制的控制算法正半波与负半波时间是可以随便设定的,单位为秒。算法如下:

1)温度低于TL时,停止风扇;

2) 温度高于TH时,风速峰值 = 100%;

3)温度∈[TH ,TL]时,计算公式: (TH - TL)/100 = (t - TL)/Radio ,解得到该环境温度下的风速峰值;

程序初始化时,根据正半波设置周期时间生成正弦表,接着按照正弦表-时间轴进行间歇性往复运行:缓慢加速到风速峰值---->缓慢减速到风速峰值------>停止运行负半波设定时间周期---------

                                                                                                                                                     ^                                                                                               |

                                                                                                                                                      |-------------------------------------------------------------------------------------------------


生日的蛋糕
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发表于Tue Oct 25 10:16:44 CST 2016   |  只看该作者 30#
不错啊,虽然没怎么看懂,但是提前投一票
老酒
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发表于Tue Oct 25 12:03:13 CST 2016   |  只看该作者 31#

作品发表=====================================================================================================

1.作品简介


(没有PCV贴膜,用油性笔随意写上一些信息,作为第一版本的留念

作品催生于以下几个方面:
    1.家里小孩微微发烧,不敢开空调,又不能直吹风扇,开摇头1档,还是感觉风力大了。不开风扇,夏季酷热无风还真是折腾!!!
    2.冷暖交替季节,晚上睡觉,无风,吹风扇半夜又容易受凉,风扇定时旋钮不能根据温度自动关闭风扇,折腾!!
    3.办公室有规定,早上不能开空调,酷热天,直吹风扇也不舒服。
    4.淘宝上找不到带温控的风扇调速插座!


于是就萌生了改进风扇调速插座的想法,作品中使用可控硅进行风扇调速功能,同时增加了热敏电阻实时采样环境温度,如此就可以用于低温条件下自动关闭风扇。有了这两大块功能,软件就可以做出梦寐以求的效果:模拟自然风!!
作为家用风扇调速,就应该满足大部分使用场合,因此产品设置了如下几个功能模式:
1) 手动调速模式:用于人为手动干预自动调节风力大小,解决风扇死板的三档调速问题;
2) 温度恒速模式:根据温度上下限进行自动调节风力大小;
3) 模拟自然风模式:采用正弦波应用到风力大小调节上,模拟自然风效果,提高舒适度;


实测效果感触:吹风扇就跟坐在树荫底下微风徐徐一样,孩子再也不怕着凉了,晚上睡觉也非常舒服,夏季开着风扇晚上自动根据环境温度自适应调整风速,低温时候自动关闭,冷暖呵护,舒服!!


现在作品开发用途仅仅是针对风扇无极调速并模拟自然风,后续采用可控硅并联扩流,将插座功能普及化,做成智能插座,可以实现更多功能,比如:

1)返璞归真,不进行斩波控制,还原普通插座功能,想带什么负载就什么负载;

2)定时功能,可以定时烧水,定时关灯,定时关电视,定时关充电器等等;

3)预约开电功能;

4)风扇风速0~180度根据用户自定义曲线进行风速控制,随心随意让风扇风速吹出满意的自然风。



2.作品亮点

市场上产品良莠不齐,好产品价格不亲民,低价产品功能阉割,列出的以下产品,大家看看:

                                        



除了变频,随意改变风扇风速的另一个手段就是采用可控硅控制,而且这种方案价格低廉,容易接受。可控硅导通后过零自然关断,总所周知,市电正负半波上指定角度触发即可改变输出电压有效值,进而达到调节风扇风速作用。同样是可控硅控制,同样是风扇调速,但是加入特殊软件算法后,小作品也可以实现大作用!!

本作品亮点有:

1)技术上,作品中采用UPS市电锁频锁相方式进行移相触发可控硅导通,实现了任意角度(0~360度)实时触发可控硅作用。有个这技术,就可以随意控制风扇风速大小,进而使得风扇吹出接近自然风的风速风力,而且这技术使得可控硅触发精度非常精准!!

   (题外话:没学过控制算法的,基本上都会用电压过零进行定时器控制,例如市电电压过零延迟1ms后触发可控硅,这种方法固然可以控制,但是不尽人意。市电频率是实时改变的,前一周期电压过零点与下一周期过零点会有几百us偏差,这种普通算法就不能随心所欲控制风精度

2)创新性:

   a)作品通过软件控制算法模拟自然风去控制风扇风速,使得风扇吹风更加舒适;(加入自定义曲线,用户可以随意设置符合自己需求的自然风风扇,更加人性化!)

   b)手动调速模式能够解决普通风扇不能任意调速的诟病;

   c)加入温度控制,低温时自动关闭风扇,使得吹风入眠更加舒适;

3)优化软件算法,使得程序运行更加快速,控制更加得心应手!

4)低成本:作品成本低廉,适合市场推广;



3.系统构架图

参赛作品的PCB构成图(当做鼻祖吧):


系统构成图:


它是插座,因此你可以把它当做普通插座使用。加入了软件算法后,它就如同如虎添翼,可以实现更多的意想不到的功能,但是现在它仅仅作为风扇调速插座进行参赛,后期扩展软件功能后,它将不再不仅仅是风扇调速插座,而是智能插座了!!


4、原理图

(备注:R26、R27为手工焊接进去)

实现原理:
1)LNK623PG电源部分用于产生5Vdc/500mA工作电源,该电压经过CJA1117-3.3V降到系统工作电压3.3V;
2)EL817用于市电过零采样,采样脉冲经过LPC822进行市电同步;
3)FJ3361BH用于人机界面显示;
4)BT136S双向可控硅采用MOC3023光耦驱动,驱动信号为200us同步脉冲;
5)采用电位器进行手动风速调节,同时增加按钮,用于系统参数设置以及模式切换;
6)T1为热敏电阻,这里必须将热敏电阻受温部分引出到外部,避免受到插座内部温度的影响;
系统工作过程:
LPC822实时采样环境温度、市电过零信号,同时同步输出Trac可控硅驱动信号,控制外部电压的斩波状态。

5.实物图材料清单

关键元器件:
1.高频变压器拆卸于通用手机充电器,如果有条件也可以自己绕制。
2.LPC822M101JDH20单片机(改PCB板可直接用立创商城的LPC824M201JHI33E(¥5.06)替代)
LPC824购买地址:http://www.szlcsc.com/product/details_81525.html
(以下器件均在立创商城上)
3.3段式LED数码管显示: FJ3361BH(¥2.18)
购买地址:http://www.szlcsc.com/product/details_11249.html
4. EL817光耦(¥0.309)
购买地址:http://www.szlcsc.com/product/details_64331.html
5. CJA1117-3.3V稳压管(¥0.644)
购买地址:http://www.szlcsc.com/product/details_24993.html
6. NPN三极管S9013W(¥0.136)
购买地址:http://www.szlcsc.com/product/details_38614.html
7. 光耦驱动MOC3023(¥1.69)
购买地址:http://www.szlcsc.com/product/details_41684.html
8. 双向可控硅BT136S(¥1.00)
购买地址:http://www.szlcsc.com/product/details_24160.html
9. 电位器R09-C103-3P(5K)(¥0.694)
购买地址:http://www.szlcsc.com/product/details_38497.html
10.热敏电阻NTC 热敏电阻/MF52 100K ±1%(¥0.215)
购买地址:http://www.szlcsc.com/product/details_14073.html
11. 抑制管P6KE200A(¥0.298)
购买地址:http://www.szlcsc.com/product/details_79522.html
12. 电源管理芯片LNK623DG-TL(¥2.84)
购买地址:http://www.szlcsc.com/product/details_69205.html


关键元器件共计:¥15.0660

除此之外,PCB板打样,外壳,一些常用电阻电容,¥35可以侧地拿下硬件(除了变压器,立创商城制版焊接可以一条龙服务)。


6.PCB实物图


FAN_CTRL.rar


7.软件部分的描述

1)市电同步锁相锁频原理见18楼帖子;

2)可控硅调试过程见21楼帖子;

3)3种工作模式算法见29楼帖子;

4)热敏电阻采样程序:

    热敏电阻采样都是通过B值计算得到测试的温度,关键点是如何快速?看我的程序:

TemperatureA.rar

这里用到了fast_log函数:

static float fast_log(float val)
{
    int x = *(int *)&val;
    register float log_2 = ((float)(((x >> 23) & 255) - 128)) * 0.693147181f;
    x  &= 0x807FFFFF;
    x  += 0x3F800000;
    val = *(float *)&x;
    log_2 += ((-0.232778773f) * val + 1.38629436f) * val  - 0.456588242f; 
    
    return (log_2);

实际测测试比C语言的log速度快5~7倍。

5) 模拟自然风程序中需要计算三角函数,如果采用C语言的库,那么势必也会减缓系统运行速度,这里使用CORDIC迭代求正余弦,实际测试非常理想,详细的介绍见:

    http://www.cnblogs.com/huangqiwei/p/4177067.html


8.作品演示

  操作说明:

  系统支持3种模式:
“E 0”为手动调速;“E 1”为温度恒速;“E 2”为模拟自然风;

  手动模式下LED数码显示纯数字,模式菜单下显示“E 0”字样,剩下的4个菜单页显示的是:温度上限设置、温度下限设置、模拟自然风运行时间、模拟自然风停止时间。

 视频里面分别演示了这3种模式,而且配合示波器、日光灯、风扇,效果一目了然,有兴趣的同仁可以借鉴:

http://v.youku.com/v_show/id_XMTc3OTM1NDk4MA==.html


9.总结

DIY体会:

    “要么忙着活,要么忙着死”,总是把工作忙挂在嘴边,有新想法后跟别人分享,但是自己却没有亲自去动手,隔几天后想法变成死法,沉寂在天天加班的轮回旋律中。生活中缺少了DIY能力,工作上习惯于公司布置项目,然后整日整夜加班忙于老板的项目,如此的我们容易迷失生活中的自我。如果你有想法,你有创造力,那么挤出一点时间去DIY吧!拖到明天你永远别想拥有自己的作品。


作品未来规划:

     1.将LED显示数码管替换为OLED屏,并联可控硅扩流,扩展插座功能,未来智能插座会具备如下功能:

     a)定时功能:适用于定时烧水壶、定时煮饭、定时吹风等用户;

     b)预约功能:预约功能用于早晨自动煮粥,自动开启电视,或者自动开灯等;

     c)开关功能:模拟插座上的开关按键,恢复插座普通的任意带负载功能;

     d)风扇功能:增加用户自定义风速-时间曲线,让用户随心所欲自定义自己心目中的自然风,比如梯形变化风速、三角波变化风速、双曲线变化风速等等;最高理想是随意在屏幕上绘制曲线,风扇按照曲线吹出曲线变化的风速

     2.后续继续完善作品,并做成产品,适用一个月后就发布到淘宝网上,惠民价格,科技改变生活!!


给主办方的建议:
 生活中很多产品还有有待于我们去改进,如果一味以技术热点来评判,势必会忽略许多优秀的作品。好的产品就应该是用来改善生活质量,造福百姓!!






立创商城赵...
【官方工作人员】
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发表于Wed Oct 26 11:29:38 CST 2016   |  只看该作者 32#
给主办方的建议:

 生活中很多产品还有有待于我们去改进,如果一味以技术热点来评判,势必会忽略许多优秀的作品。好的产品就应该是用来改善生活质量,造福百姓!!”


谢谢您的建议! 确实,下周的评选环节,我们会从多方面进行评比,而不是单纯技术。



《立创快报》总编辑、立创电子公共实验室建设者,企业QQ:2355740879
尹铭
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发表于Wed Oct 26 23:04:53 CST 2016   |  只看该作者 33#
能详细说明一下为什么需要检测同步信号,导通可控硅的时机是不是必须是过零点,还是什么时间都可以?只要在过零前关闭导通信号即可?
老酒
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发表于Thu Oct 27 12:03:43 CST 2016   |  只看该作者 34#
尹铭 发表于 Wed Oct 26 23:04:53 CST 2016  33# 能详细说明一下为什么需要检测同步信号,导通可控硅的时机是不是...

可控硅导通的的条件有2个:

1.可控硅阳极与阴极间必须加正向电压;

2.控制极施加触发信号;

缺一不可!满足了这两个条件,你就可以在任意时刻触发可控硅。

可控硅截止的条件是:

1.控制极没有触发信号;

2.可控硅阳极与阴极间必须加反向电压;

因此我们只要在半波过零前关闭触发信号,可控硅就可以自然过零后截止;

检测同步信号的目的是规律性控制触发导通角,比如是我都在市电10°与100°位置触发可控硅,或者在90°或270°触发,输出有效值降低了,这样就可以达到控制风扇风速目的

枯凡
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发表于Mon Oct 31 09:37:53 CST 2016   |  只看该作者 35#
老酒 发表于 Sun Oct 23 18:37:11 CST 2016  21# 3.可控硅调试结果: 独钓千古愁 提示用MOC3021替代TLP525G!这...

独钓千古愁 提示用MOC3021替代TLP525G!这个结果是错误的,调试半天还是不出波形,采用反并联可控硅也还是不行,折腾了一天,更换光耦驱动为MOC3023完美输出斩波波形

 

不明白这个错误是如何产生的,我用MOC3021已经实现了调速,使用白炽灯调试也从灯丝烧红到全亮调整,风扇可以从转动到全速。另外不明白楼主的PID那个部分。

哦,对了,我在群里的网名是“独钓千古愁”。

老酒
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发表于Mon Oct 31 09:49:35 CST 2016   |  只看该作者 36#
枯凡 发表于 Mon Oct 31 09:37:53 CST 2016  35# 独钓千古愁 提示用MOC3021替代TLP525G!这个结果是错误的,调试...

对不住了,你介绍的芯片我用那可控硅却是调试不出来,不信你可以用我买的可控硅物料试试。


老酒
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发表于Thu Nov 03 22:05:27 CST 2016   |  只看该作者 37#
落选的作品能够进入前15,心里特别惊喜!¥300可以报销了,别人可以结贴了,但是我这边还不能,我还需要把它做成一个产品,惠及千万家,同时当做一次商机!如果可以拿奖,那么也把这份钱投入到这产品上吧,既然做,就应该做得更好,有始有终。
老酒
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发表于Thu Nov 03 22:25:50 CST 2016   |  只看该作者 38#

//---------------------------------------------------------------------2016年11月03日 22:06:09编辑----------------------------

优化方案:

对插座功能进行升级,那么就需要更改硬件方案,拟实现以下方案:

1.增加OLED屏幕,同时考虑到成本,选用低于¥15的黑屏,显示字体最好为白色;

2.并联可控硅,这样作为插座,电流达到了10A,可以带2KW,带电炉丝也可以调节满功率(还可以随意调节功率);

3.选用触摸屏替代按键,如此使得插座立体感更加强,而且加入触摸屏后,自定义自然风更加惬意,随意在面板上绘制一条曲线,MCU记录并存储即可;

4.将LPC822升级到LPC824,物料在立创商城上可以一条龙打板焊接,更加快捷;

5.电源芯片采用赵工推荐的DK1203,价格更加低廉;

6.采样光耦选用“独钓千古愁”的双光耦,或者寻找2个发光管的光耦替代,具体看价格;

 

明天有空寻寻物料,后拟定下来就开始第二版的原理图绘制

mini小轩
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发表于Thu Nov 03 22:49:38 CST 2016   |  只看该作者 39#
明年我也要来参赛,
mini小轩
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发表于Thu Nov 03 22:52:12 CST 2016   |  只看该作者 40#
尹铭 发表于 Wed Oct 26 23:04:53 CST 2016  33# 能详细说明一下为什么需要检测同步信号,导通可控硅的时机是不是...
过零前关短就可以了,当然线性负载才能够可靠关断
老酒
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发表于Fri Nov 04 08:30:00 CST 2016   |  只看该作者 41#
mini小轩 发表于 Thu Nov 03 22:52:12 CST 2016  40# 过零前关短就可以了,当然线性负载才能够可靠关断
大部分都是阻性的,风扇是感性的,也可以控制
老酒
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发表于Fri Nov 04 08:46:22 CST 2016   |  只看该作者 42#

选用该OLED屏,支持IIC读写,满足显示功能。触摸屏难找,拟采用手机导航键替代,如果空间足够,加入电流互感器,如此就可以采样电流电压信号,并计算电功率了

TechFan
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发表于Fri Nov 04 08:57:24 CST 2016   |  只看该作者 43#
好的创意不在于用的芯片是否高级,而在于设计者的思想,用牛刀杀牛不牛,用削笔刀杀牛才牛,呵呵。。。
科技爱好者,追求卓越,永无止境!
老酒
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发表于Fri Nov 04 08:58:50 CST 2016   |  只看该作者 44#
去仓库查看物料,发现竟然有5A/5mA电流互感器,可以做电量显示了,曹总(深圳市云迪尔)估计也会乐的,这周末继续捣鼓
老酒
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发表于Fri Nov 04 09:02:26 CST 2016   |  只看该作者 45#
TechFan 发表于 Fri Nov 04 08:57:24 CST 2016  43# 好的创意不在于用的芯片是否高级,而在于设计者的思想,用牛刀杀...
同意你的看法,我继续做!!后续工作不打算公开关键代码,但是我会一直更新该作品项目进展,有技术不怕被抄袭
老酒
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发表于Sat Nov 05 11:55:24 CST 2016   |  只看该作者 46#

//--------------------------------------------2016年11月05日-----------------------------------------------------------

这几天总是想着OLED+触摸屏的事情,思路阻塞在漏电上,如果采用触摸屏,就必须做好电源漏电、放电问题,否则用户在使用过程中可能会遇到漏电,虽然现在家用漏电开关已经很普及,但是作为一款产品,也必须得考虑这些问题。联想到三星手机电池爆炸问题,做锂电池产品行业的也应该注意这些细节,譬如竞赛的老人智能手表、定时充电器,这些都应该考虑到安全问题,题外话了

回到细节问题,现在已经有电流互感器元件了,剩下的就是电压的采样电路,电压采样电路可以概括为2种:隔离电路、非隔离电路;

1.隔离电路采样很简单,采用精密微型电压互感器即可解决问题

电压互感器方案优点是:隔离,安全;

缺点是:存在相位偏差,而且元器件较多,R'采样电阻需考虑功率、并存在发热现象;

2.非隔离的电路优点是电路元件简单,而且不像电压互感器不存在相位偏移现象,以下是非隔离交流采样电路,估计很多人都没有用过,放出来,避免下次同行抄板麻烦:

a)普通型运放差分采样电路(略)

b)老酒改进型运放采样电路(略)

电阻自己调整,都是差分运放用法,不同的是取电压点不一样而已。

c)电阻分压型:(略)

!!!提醒:电阻分压型使用时,VCC对大地电压会超过55V,因此不能用手去触摸!

其余的两个运放电路可以放心触摸,暂时未发现触电感觉!


老酒
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发表于Sat Nov 05 17:37:29 CST 2016   |  只看该作者 47#
下单买了触摸屏,为了安全,使能用隔离方案,使劲去布PCB板,期待自定义自然风效果!
老酒
3
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发表于Wed Nov 16 18:51:13 CST 2016   |  只看该作者 48#

这几天腾出时间写电阻触摸屏的驱动,过程有点艰辛,尝试过很多方法,最终使用单片机成功直接驱动,且未增加任何驱动元器件!!现在已经能够做到中断触发,非常快速!!!太高兴了!!!(默默的只有我高兴

电阻屏原理:

以下方案未尝试,看原理就知道折腾,单片机本身很智能,没有必要使用外部三极管驱动:

(竞赛已经结束,这里就不公布具体代码了!!毕竟投票我垫底

老酒
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发表于Wed Nov 16 19:10:35 CST 2016   |  只看该作者 49#
下一事件是OLED屏的驱动,期待!!
秋天的风
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发表于Thu Nov 17 16:11:15 CST 2016   |  只看该作者 50#
电路是好,但是还是有一个问题。用可控硅控制的风扇,风扇的噪音很大,这是无法解决的。请问你的这个方案解决了吗?
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