第5章App控制智能小风扇
5.1项目背景
设计者:吴泽君何江东
本项目为基于Arduino控制的实用功能型产品。夏季高温炎热,对于还没有安装空调的宿舍,小小的电风扇则成为大家的“救命稻草”。但传统的电风扇需要手动控制,电风扇的开关、风速大小、转向等均需要手动调节,与当今生活硬件智能化的主题格格不入。因此,本项目致力于开发一个由手机APP控制的智能小风扇,对其所有操作只需在手机客户端单击按钮即可。
5.2创意描述
作为实用功能型产品,它通过Arduino板将传统硬件与软件相结合,实现我们日常生活用品的智能化。主要由电风扇、信息转换部分、手机APP、点阵显示部分组成,通过手机APP对电风扇实现智能控制。
创新点:通过手机APP便可实现电风扇的开关、延时关闭、电风扇状态显示;实用性比较强,应用对象也很广,可以对诸如加湿器、空调甚至热水器等做类似应用移植。
5.3功能及总体设计
本产品主要分为三个部分进行设计:开关部分、延时关闭部分和状态显示部分。首先,通过蓝牙模块来实现手机与Arduino板的通信。开关部分主要是Arduino板通过继电器来控制电风扇的开启和关闭;延时关闭部分是由延时程序以及继电器模块的有效组合实现在一定时间之后关闭风扇;状态显示部分主要是通过控制一个8×8点阵来显示电风扇当前运行状态。
5.3.1功能介绍
智能小风扇能让用户在吹风时享受更加方便、智能的服务,通过手机输入便可选择风扇的开关,多长时间以后关闭,并能看到风扇的运行状态。开关部分主要是通过手机字母输入,以控制电风扇的开启和关闭;延时关闭部分是指可以在手机控制端通过选择不同的档位来选择何时关闭风扇;状态显示部分主要是通过一个8×8点阵来显示风扇当前运行状态,用户可自由选择是否开启点阵以获得相关信息。
5.3.2总体设计
要实现上述功能,需要将作品分成三部分进行设计:关闭部分、延时部分和点阵显示部分。
1.整体框架图
项目整体框架如图51所示。继电器和LED8×8点阵直接连到ArduinoUNO板上,风扇连接到继电器的输出端,这样,通过Arduino板便可控制小风扇以及LED显示屏。
图51整体框架图
2.系统流程图
系统流程如图52所示。接通电源以后,如果继电器模块输出高电平,则电风扇开始转动。Arduino板与LED点阵相连可控制显示屏开始显示。
图52系统流程图
3.总电路图
系统总电路及ArduinoUNO开发板引脚如图53所示。从左到右依次是带红外避障模块的LED点阵、蓝牙模块、Arduino板、继电器、电风扇。其中,LED点阵的2、3、4接口与Arduino板的12、11、10相连,GND与GND相连,6端口与5V相连。蓝牙模块的RX、TX、VCC、GND和Arduino板的1、0、5V、GND相连。继电器模块的VCC、GND、IN分别和5V、GND、2端口相连。继电器的OUT与电风扇的正极相连,而GND便与GND相连。
5.3.3模块介绍
本项目主要包括以下几个模块:蓝牙模块、继电器模块、LED点阵显示模块。下面分别给出各模块的功能、元件、电路图和相关代码。
1.蓝牙模块
1)功能介绍
实现手机App与Arduino板的通信,把手机App上输入的信息传递给Arduino板。元器件包括HC05蓝牙模块、杜邦线和面包板。蓝牙模块接线如图54所示。