电风扇模拟自然风控制电路的设计
电风扇的模拟控制系统设计的设计
电风扇的模拟控制系统设计的设计一、引言电风扇作为一种常见的家用电器，通过旋转叶片来制造空气流动，从而起到降低室温、促进空气流通等作用。
本文将介绍一种电风扇的模拟控制系统设计，通过控制电机的转速来实现风速的调节。
二、系统需求分析1.风速调节：电风扇需要能够通过调节转速来实现不同的风速档位，满足用户的不同需求。
2.能耗控制：控制系统需要尽量降低电风扇的能耗，减少电费支出。
3.安全可靠：系统应具备过载保护、过热保护等功能，以确保使用过程中的安全性和可靠性。
4.操作简便：用户能够方便地通过开关等操作元件来控制电风扇的开关、风速等功能。
三、系统设计1.传感器部分为了实现风速调节和过热保护等功能，需要通过传感器来获取相关信息。
常见的传感器包括温度传感器、转速传感器等。
温度传感器用于检测电机是否过热，转速传感器用于检测电机的转速。
2.控制器部分控制器是整个系统的核心。
它根据传感器获取的信息，控制电机的转速，从而实现风速的调节。
具体来说，控制器可以根据温度传感器的数据来判断是否需要开启过热保护功能；根据转速传感器的数据来判断电机的转速，并根据用户的操作要求调节电机的转速。
3.驱动器部分驱动器负责将控制器产生的控制信号转化为电机的实际动作。
电风扇通常采用直流无刷电机，因此需要采用电机驱动器来控制电机的转速。
4.电源部分电源部分主要为整个系统提供电能。
电风扇通常使用交流电源，因此需要设计适配器来将交流电转化为直流电供给电机和控制器。
5.操作部分用户通过开关等操作元件来控制电风扇的开关、风速等功能。
可以设计一个简单的控制面板来集成这些操作元件。
四、系统工作流程1.系统上电初始化，显示风速调节档位。
2.用户通过开关控制电风扇的开关，控制器接收到开关信号后判断是开启还是关闭电风扇。
3.控制器根据传感器采集到的温度信息判断电机是否过热。
4.控制器根据传感器采集到的转速信息以及用户设置的风速档位来调节电机的转速。
5.控制器将转速控制信号发送给电机驱动器，由驱动器控制电机的转速。
电风扇模拟控制系统设计
目录第1章总体设计方案.................................................................. 错误!未定义书签。
1.1设计原理 ................................................................................. 错误!未定义书签。
1.2设计思路 ................................................................................. 错误!未定义书签。
1.3实验环境 ................................................................................. 错误!未定义书签。
第2章详细设计方案...................................................................... 错误!未定义书签。
2.1主程序设计............................................................................ 错误!未定义书签。
2.2功能模块的设计与实现........................................................ 错误!未定义书签。
第3章结果测试及分析.................................................................. 错误!未定义书签。
3.1结果测试................................................................................ 错误!未定义书签。
电风扇模拟自然风控制电路的设计
电风扇模拟自然风控制电路的设计作者：董颜旭来源：《中国新通信》 2017年第16期一、系统总体设计本设计决定采用STC 公司的STC89C52 的芯片，它比传统的51 系列单片机芯片更稳定，功能上也更完善，属于低功耗的高效微控制处理器。
以STC89C52 单片机作为电风扇的核心控制单元，利用DS18B20 温度传感器，采集电风扇周围的环境温度，并就所采集到的温度信号与按键设置的上下限温度值加以对比，以期达到控制电风扇风速档位的目的。
此外，借助热释电传感器，对风扇周围是否有人体存在进行检测，当热释电传感器检测到风扇周围没有人体活动时，其它模块会停止发挥作用，电风扇也会自动停止运转；反之，当热释电传感器检测到有人体活动，且利用光敏电阻检测到夜晚光线偏弱时，电风扇便会产生自然风效果。
总体设计方案如下图1 所示：二、系统硬件设计1、温度检测模块。
本次设计使用芯片进行环境温度的检测，通过将所采集到的温度信号接入5V 的直流电压DS18B20，再接入STC89C52 单片机的P1.3 口，经处理后能够实现电风扇转速的自动调节。
2、人体检测模块。
人体检测模块涵盖两部分内容，一方面为BISS0001 热释电传感器模块，另一方面为反相器。
其中，利用热释电传感器检测风扇周围是否有人体存在，并将所检测到的数字信号经过反相器反相后，向STC89C52 单片机的P1.1 口输入，此时，低电平有效。
一般情况下，人体检测模块所使用的BISS0001 热释电传感器其检测范围在7m 以内，倘若人体走出检测范围的时间大于1 分钟或者在某一固定检测区域内一动不动的站立一分钟以上时间，那么电风扇会自动待机，保持节能；当然，考虑到用户晚上进入深睡眠后，热释电传感器检测不到有人体活动，会停止工作，因而用户可以自行选择关闭节能功能。
3、光线检测模块。
光线检测模块主要包括光敏电阻、1K 电位器、56K 电阻、LM324 电压比较器四部分内容，其中，光敏电阻在电风扇模拟自然风电路的设计过程中发挥着检测光线强度的作用。
电风扇模拟控制系统设计
摘要本次课程设计通过keilC软件和Proteus软件设计一个电风扇模拟控制系统设计。
基于AT89C51芯片实现了用四位数码管实时显示电风扇的工作状态，最高位显示风类：“自然风”显示“1”、“常风”显示“2”、“睡眠风”显示“3”。
后3位显示定时时间：动态倒计时显示剩余的定时时间，无定时显示“000”。
设计一个“定时”键，用于定时时间长短设置；设置一个“摇头”键用于控制电机摇头。
设计过热检测与保护电路，若风扇电机过热，则电机停止转动，电机冷却后电机又恢复转动。
最终完成了设计任务。
关键词：AT89C51 keilC软件 Proteus软件目录1 PROTEUS和KEIL的使用 (1)1.1 Proteus的使用 (1)1.1.1软件打开 (1)1.1.2工作界面 (2)1.2 Keil C51 的使用 (2)1.2.1软件的打开 (2)1.2.2工作界面 (3)1.2.3 电风扇实例程序设计 (4)2电风扇硬件控制系统 (8)2.1设计方案特点 (8)2.2关于AT89C51单片机的介绍 (9)2.2.1主要特性： (9)2.2.2管脚说明： (10)2.2.3．振荡器特性： (11)2.3仿真与调试 (11)3软件设计部分 (12)3.1复位电路 (12)3.2时钟电路 (13)3.3显示电路设计 (13)3.4框图流程 (14)总结 (17)致谢 (18)参考文献 (19)附录 (20)1 Proteus和Keil的使用Proteus7.0是目前最好的模拟单片机外围器件的工具，非常不错，可以仿真51系列，AVR,PIC等常用的MCU及其外围电路（如RAM,ROM,LED,LCD,AD/DA,部分SPI器件，键盘，部分IIC器件），虽然有那么多优点和长处，但还是与实际情况有不少的差别。
如果条件允许，还可以实实在在地学习和体会，仿真毕竟还是仿真，不能代替实际操作，实际许多问题是在仿真中碰不到的，当然我们可以仿真达到学习目的。
电风扇模拟控制系统设计
电风扇模拟控制系统设计一、引言电风扇作为日常生活中常见的电器之一，广泛应用于家庭、办公和工业场所。
电风扇的控制系统是为了实现对风速、运行时间和摇头等功能的控制，提高用户的使用便利性和舒适度。
本文将介绍电风扇模拟控制系统的设计。
二、系统设计1.硬件设计（1）电机驱动：电风扇的核心部件是电机，控制系统需要对电机进行驱动。
采用直流电机驱动器，通过PWM（脉宽调制）信号控制电机的转速。
可以根据用户的需求设置不同的PWM占空比，实现不同风速档位的调节。
（2）温度传感器：电风扇的控制系统需要实时监测环境温度，以便进行温度控制。
采用温度传感器来检测环境温度，当温度超过设定的阈值时，自动开启电风扇并控制风速。
（3）遥控器：为了方便用户对电风扇的控制，设计一个遥控器。
通过无线通信协议与电风扇的控制系统进行通信，实现遥控开关、风速调节和摇头控制等功能。
2.软件设计（1）PWM控制：控制系统通过PWM信号控制电机的转速。
根据用户设置的风速档位，计算相应的PWM占空比，并将PWM信号发送给电机驱动器，控制电机的转速和风速。
（2）温度控制：通过温度传感器实时监测环境温度，当温度超过设定的阈值时，控制系统自动开启电风扇，并根据设定的温度范围调节风速，以保持室内温度的稳定。
（3）遥控功能：设计一个可以与电风扇控制系统进行无线通信的遥控器。
通过遥控器，用户可以远程控制电风扇的开关、风速调节和摇头控制等功能，提高用户的使用便利性。
三、系统特点1.支持多档风速调节：用户可以根据需要，调节电风扇的风速，以满足不同的舒适需求。
2.自动温度控制：通过温度传感器监测环境温度，自动调节电风扇的风速，以保持室内温度的稳定。
3.远程控制功能：通过遥控器与电风扇的控制系统进行无线通信，用户可以随时随地对电风扇进行控制。
4.节能环保：通过智能控制电风扇的运行时间和风速，减少能源消耗，达到节能环保的目的。
5.使用方便：系统设计简单，用户通过遥控器即可实现对电风扇的控制，操作简单便捷。
电风扇的模拟控制系统设计的设计
电风扇的模拟控制系统设计的设计-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN单片机课程设计报告书课题名电风扇模拟控制系统设计称：姓名：学号：院系：专业：指导教师：时间：设计项目成绩评定表设计报告书目录一、设计目的........................................................................ 错误!未定义书签。
二、设计思路........................................................................ 错误!未定义书签。
三、设计过程........................................................................ 错误!未定义书签。
、系统方案论证 ....................................................................... 错误!未定义书签。
、系统硬件设计电路图............................................................. 错误!未定义书签。
系统软件设计......................................................................... 错误!未定义书签。
四、系统调试与结果............................................................ 错误!未定义书签。
五、主要元器件与设备........................................................ 错误!未定义书签。
六、课程设计体会与建议.................................................... 错误!未定义书签。
模拟电风扇控制设计
P3.4 T0（记时器0外部输入）
P3.5 T1（记时器1外部输入）
P3.6 /WR（外部数据存储器写选通）
P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）
P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
I/O口作为输入口时有两种工作方式即所谓的读端口与读引脚读端口时实际上并不从外部读入数据而是把端口锁存器的内容读入到内部总线经过某种运算或变换后再写回到端口锁存器只有读端口时才真正地把外部的数据读入到内部总线上面图中的两个三角形表示的就是输入缓冲器CPU将根据不同的指令分别发出读端口或读引脚信号以完成不同的操作这是由硬件自动完成的不需要我们操心1然后再实行读引脚操作否则就可能读入出错为什么看上面的图如果不对端口置1端口锁存器原来的状态有可能为0Q端为0Q^为1加到场效应管栅极的信号为1该场效应管就导通对地呈现低阻抗,此时即使引脚上输入的信号为1也会因端口的低阻抗而使信号变低使得外加的1信号读入后不一定是1若先执行置1操作则可以使场效应管截止引脚信号直接加到三态缓冲器中实现正确的读入由于在输入操作时还必须附加一个准备动作所以这类I/O口被称为准双向口89S51的P0/P1/P2/P3口作为输入时都是准双向口接下来让我们再看另一个问题从图中可以看出这四个端口还有一个差别除了P1口外P0P2P3口都还有其他的功能
2、电路允许用户随时通过按键开关自行输入设置新的定时时间参数，其范围可在1分钟至990秒之பைடு நூலகம்任意设置。
3、在进行时间参数设置和整个定时过程中，系统采用四位数码管显示，最高位显示风类，后三位显示定时时间，做“百位、十位、个位”的倒计时显示，同时用数码管上小数点的同步闪亮作为秒显示，显示直观、准确。
4、在整个定时状态下，电路具有允许用户随时自行选择使用“自然风”状态，也可选择使用“常风”和“睡眠风”状态。
电风扇控制电路
课程设计设计题目：电风扇控制电路第１章绪论１.１课题背景21世纪的科技时代，造就了永不褪色的艺术美感，人性化的体贴设计渗透在每个细微之处。
目前，家电耗电已成为不可忽视的问题。
在家电使用的过程中，我们经常会无形中浪费一些电量，而这些累积起来将会是一笔可观的数目。
为此我们设计了这种电风扇控制电路，它通过对光线的感应，可以在晚上为用户节省一部分电量。
１.２技术指标1. 实现电风扇自然风控制，风速控制。
2. 白天手动控制，夜间自动控制。
3.一位数码管显示：0——停止；1——弱风；2——强风１.３设计功能1.对单相电机风扇进行自动运行控制。
2.数码管显示控制方式。
１.4 所涉及的基本知识数码管显示、双向可控硅、三极管以及比较器的应用；光控开关常用的门电路和晶体管放大电路等。
第２章整机电路的方框图２.１方框图２.２方框图的原理说明·光检测部分通过光敏电阻的感光特性实现电路对白天与晚上的区分。
·光控电路部分通过四个电阻的分压变化，实现电压比较器LM358的变化调节。
·时间控制部分通过继电器对常开与常闭点的转换影响脉冲振荡器555，改变脉冲振荡周期。
实现手动与自动的变化·风速切换：白天继电器常闭点供电，手按开关S，给4017一个高电位，可控硅弱导通。
再按开关S，第二个脉冲信号传过来，输出一个高电位信号，可控硅导通增大，再按一次S，Q2输出一个信号给4017复位端（（15）脚。
·运行显示：显示风速的档位变化。
·负载：连接电风扇。
第３章单元电路的设计与分析3.1 电源为负载提供200V的交流电压，并通过整流桥、7809集成稳压器为整机电路提供稳定的电源。
3.1.1 单向桥式整流电路图3.1.2 工作原理整流电路在工作时，电路中的四只二极管都是作为开关运用，根据图3.2.1的电路图可知：当正半周时，二极管D1、D3导通（D2、D4截止），在负载电阻上得到正弦波的正半周；当负半周时，二极管D2、D4导通（D1、D3截止），在负载电阻上得到正弦波的负半周。
风扇模拟控制系统设计完整版
目录绪论 (1)第一章电风扇控制系统原理 (1)1.1 系统总体设计主要内容 (1)1.2 主要内容 (2)1.3 控制装置的原理 (2)1.4 设计方案特点 (2)第二章系统主要硬件设计 (2)2.1 系统硬件设计电路图 (2)第三章系统软件设计 (3)3.1 电风扇控制设计主程序流程图 (3)3.2 电机控制模块与定时器T1中断流程图 (4)3.3 电风扇控制系统程序 (5)第四章结论 (7)参考文献 (8)绪论电风扇简称电扇，香港称为风扇，日本及韩国称为扇风机，是一种利用电动机驱动扇叶旋转，来达到使空气加速流通的家用电器，主要用于清凉解暑和流通空气。
广泛用于家庭、办公室、商店、医院和宾馆等场所。
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。
如今的电风扇已一改人们印象中的传统形象，在外观和功能上都更追求个性化，而电脑控制、自然风、睡眠风、负离子功能等这些本属于空调器的功能，也被众多的电风扇厂家采用，并增加了照明、驱蚊等更多的实用功能。
这些外观不拘一格并且功能多样的产品，预示了整个电风扇行业的发展趋势。
其主要原因：一是风扇和空调的降温效果不同——空调有强大的制冷功能，可以快速有效地降低环境温度，但电风扇的风更温和，更加适合老人儿童和体质较弱的人使用；二是电风扇有价格优势，价格低廉而且相对省电，安装和使用都非常简单。
本课程设计的目的：1、培养针对课题需要，选择和查阅有关手册、图表及文献资料的自学能力，提高组成系统、编程、调试的动手能力；2、通过对课题设计方案的分析、选择、比较、熟悉单片机用系统开发、研制的过程，软硬件设计的方法、内容及步骤；3、巩固、加深和扩大单片机应用的知识面，提高综合及灵活运用所学知识解决工业控制的能力。
第一章电风扇控制系统原理1.1 系统总体设计主要内容图1 电风扇1.2 主要内容本设计以AT89C51单片机为核心，从而建立一个控制系统，本设计内容：实现弱风、中风、强风（1、2、3、4档）然后显示数字1，2，3，4。
PIC单片机对电风扇送出仿自然风的设计
PIC 单片机对电风扇送出仿自然风的设计
一、硬件电路及原理
要使电风扇送出仿自然风，就需要改变电风扇送风的强弱，即需要改变风扇电机的电压和电流，从而改变其转速。
如图１所示，风扇插座与晶闸管ＴＲＥＡＣ相串联，改变晶闸管控制角α，即控制晶闸管导通的时间，就能使风扇电机的电压、电流发生变化。
图２展示了α角和电机负载电压的关系。
Α角的变化又可通过电容Ｃ１的充放电时间的改变来实现。
PIC16F84 单片机按一定规律选择电阻Ｒｘ，即可改变电容Ｃ１的充放电时间，从而改变２Ｎ２６４６的导通时间。
改变了ＴＲＥＡＣ的导通角，达到改变电风扇送风强弱的目的。
控制角α和强弱风的关系如图３所示
市电频率ｆ＝５０Ｈｚ，则可得下式α/360°＝t/0.02……………（１）
根据图１所示ＲｘＣ１充电回路，可推知。
电风扇模拟自然风控制器（一）
1 电风扇模拟自然风控制器（一）本文介绍的这种电子装置可与普通电风扇配套使用，将电风扇插入到该装置的插座中，即可使电风扇扇出的风量时大时小，时有时无，与自然风近似，使人感到舒适、凉爽。
同时亦有降低电风扇能耗的作用，爱好者不妨一试。
妨一试。
工作原理工作原理该装置电路工作原理如下图所示。
它是由电源电路和自激振荡器、无触点开关等组成。
电容器C1C1、电阻、电阻R1R1、稳压二极管、稳压二极管DW 及二极管VDl VDl、电容、电容器C2组成该装置的简易降压整流、稳压和滤波电路，目的是将220V 市电变换成约12V 的平滑直流电，作为自激多谐振荡器的电源。
由时基集成电路NE555NE555、电位器、电位器RP RP、电容器、电容器C3以及二极管VD2VD2、、VD3构成了占空比可调式振荡器，其输出为方波脉冲。
从IC 的⑧脚上输出的方波信号经发光二极管LED 后加到双向可控硅元件VS 的控制极。
当IC IC③脚有方波信号输出时，③脚有方波信号输出时，LED 点亮，同时VS 触发导通，插在其插座CZ中的电风扇通流运转；当IC2 ③脚没有方波信号输出时，③脚没有方波信号输出时，LED LED 截止，截止，VS VS 关断，插在CZ 中的电风扇无电流通过而停止工作。
这样周期性的控制VS 的导通与关断，从而控制了电风扇的转与停，反映在风量上为快一慢、强一弱，这样得到的阵风有如自然风一样。
一样。
元器件选择与调试元器件选择与调试IC 可采用时基集成电路NE555NE555、、μA555A555、、LM555或5G1555等。
等。
C1C1的耐压一定要大于400V 400V，容量为，容量为0．47μ～0．68μ。
VS 一般采用3A 3A／／600V 的双向可控硅。
双向可控硅。
DW DW 采用稳压值为12V 左右、左右、00．5W 的稳压二极管，如2CW60等。
R3与C4构成VS 过压缓冲网络，一般不宜省去，以防损坏VS 或误动作。
电风扇模拟自然风控制电路的设计
郑州交通职业学院毕业论文（设计）论文（设计题目）：电风扇模拟自然风控制电路的设计所属系别信息工程系专业班级 08大专电子信息工程技术1班姓名 XX学号 ***************指导教师 XX撰写日期 2011 年 5 月摘要本课题主要研究电风扇实现模拟自然风的功能，针对市场中家用电扇的功能分析，得出模拟自然风风扇将成为市场一种主流风扇，慢慢的将代替那些老式的风扇。
本设计采用了一个以555多谐振荡器为核心的电路，由电源稳压电路、光波发生电路和光耦合成器电路组成。
通过方波发生电路输出高低电平来控制晶闸管的导通和截止以实现电风扇模拟自然风的效果;通过调节电位器调节输出方波的占空比，可以控制单位时间内送风的时间。
该电路能够实现控制风扇扇叶由停止→慢慢转动→快速转动→慢速转动→停止周期性的转动，并且能够调节周期的时间。
该电路利用555定时器输出相应的控制信号来控制电路，达到了调节风扇风速强弱、风扇运转状态和开关的逻辑系统的目的，并且利用定时器设定时间控制继电器，使风扇的设计更加完善和人性化。
关键词:电风扇，模拟自然风，555多谐振荡器，继电器，可调占空比，双向晶闸管AbstractThis topic research electric fan simulating natural wind function, in view of the market in home fans that the function analysis, analog natural fan will become market a mainstream fan, slowly will take the place of the old fan. The design has adopted a more harmonic oscillator 555 circuits for core, the power supply voltage circuit, the light wave generator of light coupling to become useful circuit. Through the square wave generating circuit output discretion level to control thyristor conduction and globe in order to achieve the effect of fan imitating natural wind; By adjusting the potentiometer adjustment output pulse 390v, can control unit time supply of time. This circuit can realize control fan fan leaves turning slowly and by stop - and quickly turned slowly rotating - stop periodic rotating, and can adjust cycle time. This circuit using 555 timing of control signal output corresponding to control circuit, to adjust fan wind speed and the weak, fan operation status and switch logic system, and the purpose of using timer control relay time set the design, make the fan more perfect and humanization.Key words:electric fan, imitating natural wind, 555 much harmonic oscillator, relays, adjustable 390v, two-way thyristor目录1引言 (1)1.1设计背景 (1)1.2设计要求 (1)2电路设计 (1)3方案论证 (2)3.1波形控制方案 (2)3.2稳态多谐振荡器方案 (3)4电风扇单元模块 (3)4.1多谐振荡器原理 (3)4.2继电器电路 (4)5设计原理 (5)5.1电风扇工作原理 (5)5.2参数的选择和计算 (6)6电路的仿真 (6)6.1滤波波形 (6)6.2电路的输出波形 (6)7电路的调试 (7)8总结 (8)参考文献 (9)致谢 (10)1引言1.1设计背景模拟自然风风扇是一种具有模拟自然风送风功能的电风扇。
模拟自然风无级调适电风扇控制电路
模拟自然风无级调适电风扇控制电路(1)电路结构与特点模拟自然风无级调速控制电路如图2所示。
该电路由手动调速、自动调递和电源电路等三大部分组成。
图2中开关s为功能选择开关，s打开(即图示位置)为“手动调递”。
单结晶体管v6和外围阻容元件组成弛张振荡器，调节Nl可改变电容c1的充电时间，以致改变V6的导通状态，从而控制可控硅vs的导通角，使加在电风扇上的电压发生变化，达到控制电风扇转速的目的。
当3闭合时，处于“自动调速”位置，即产生自然风位置。
这时，单结晶体管v8与外围元件也组成弛张振荡器，电容c2两端产生锯齿被电压。
此电压通过R7加到三极管V7的基极，使V7的等效内阻随锯齿波电压变化而发牛周期性变化，也就是使电容cl的充电电流作周期性的变化，可控硅vs的导通角也作周期性变化。
这样电风扇的转速就能周而复始地忽高忽低，产生我们所需要的阵阵模拟自然风。
(2)元器件的选择在图2中，Vl—V5选用lN4002、lN4007型等整流二极管；V9选用18—24V、1／2W稳压二极管，如2cw 2U型等；v6、v8选用BT33型单结晶体管，要求分压比大于o．3；v7为9013型硅NPN型三极管，要求电流放大倍数大于100，集电极与发射极耐压大于25v；Vs可用MCRloo—8型小型塑封单向可控硅：Rl、R2选用RJ—2w型金屑膜电阻器；R3一R10为RTx—l／4w型碳膜电阻器；R11可用wH5型小型旋轴电位器；cl 用CLll—160 V涤纶电容器；C2选用loo yF、C3选用47PF，CDll—25V型电解电容器5s为小型拨动开关。
(3)电路组装与调试按图2设计实际使用的印制电路板，装焊在自制的印制电路板上。
除电位器、开关和插座外电路安装之后，需要经过调试合格才能使用。
首先不接电风扇，用一只60 W电灯泡代替，打开开关5，使电路处于“手动调递”位置。
调节电位器R11，灯泡亮度应随之发生变。
自然风发生电路(电机调速)设计
河北建材职业技术学院信息机电系2010届毕业生毕业设计班级：07应用电子姓名：王璟指导教师：王桂娟时间：2010年5月25日摘要二十一世纪已经进入了信息社会的崭新时代，信息社会的基础是电子技术，它是一门实践性很强的技术学科。
随着电子技术的发展它已深入到生活的各个领域，自然风电风扇控制器也不例外。
电风扇是普及最广的家电产品。
根据不同对象、不同场合，用户希望获得与之相适应的舒适自然风。
关键词：自然风晶闸管调速直流电机单片机控制AbstractThe 21st century has entered a new era of information society, the information society is based on the electronic technology, it is a practical technical subjects. With the development of electronic technology has deep into every field of life, natural fan controller is no exception. Fan is most popular appliance product. According to different objects, different occasions, the user to obtain conesponding comfortable natural.Key words:natural thyristor stepless DC motor SCM control目录前言 (1)1.总体设计方案 (2)方案：晶闸管调速 (3)2.单元模块设计 (2)（一）驱动电路设计方案 (2)（二）调速设计方案 (4)（三）系统硬件电路设计 (5)1.电源电路 (5)2.电机驱动模块 (5)3.基于霍尔传感器的测速模块 (6)4.LCD显示模块 (7)3.系统功能调试···················错误！未定义书签。
【电子设计】无干扰电风扇自然风控制器
无干扰电风扇自然风控制器(1)电路结构与特点目前，市售电风扇能自动调节风力的，如从其电机上得到的电压波形来看，通常为阶跃跳变。
这种阶跃跳变会产生严重的射频干扰，影响广播、电视的收听和收看。
图1示出了一种不会产生射频干扰，可自动调节电风扇转速、产生自然风的实用电路。
因中220 v交流电压经变压器T降压、BR硅桥整流后，加到与非门U1：A输入端的是没加滤波的一串半波正弦脉动电压，电压每次过ov时，门A截止，输出一串过零脉冲信号。
u2与R1、R2、C2、C3组成多谐振荡器。
接通电源后，随着C2的充放电，U2的3脚输出矩形脉冲，其周期为T＝o．693(Rl十R2)C2，此周期可通过R2进行调整。
只要U1：B的6脚为低电平，4脚就输出高电平，这时v2导通、v3截止、vB关断、电风扇M停机。
但是，当U1：A的3脚输出为高电平时，U1：B的4脚就将U2的3脚送来的矩形信号反相后输出，于是v2、v3及vs相应导通、截止，电风扇M就会自然转动*这种设计使加在电风扇上的正弦波电压没有阶跃跳变，不产生干扰。
调节只2可调节正弦波的长度，从而控制电风扇的转速。
(2)元件选择在固l中，T选用220 V输入、10v输出、3—10 W的电源变压器；BR选用电流为2 A的整流硅或用4只1N4004整流二极管；U1选用CD40lI四2输入与非门；U2选用NE555定时器电路；V1选用lN4001硅二极管；V2、V3选用9＞50的3DG6型三极管；Vs选用1A／400 v双向可控硅；Rl选用330 kO、R2选用l MO、R3选用1kO、R4选用15k62、R5选用330 O，均为剿—l／4W电阻器；Cl、C2选用220以／25V电解电容器；C3选用o．olPF、以选用o．1PF瓷介电容器。
(3)电路组装与调试按图1所示的电路结构及元器件实际尺寸，设计合适的印制电路板，并焊接元件。
调试时，先不接电风扇，而选用220 v八5w灯泡为负载，调节R2使灯泡亮度发生变化。
实用时基电风扇模拟自然风控制电路
实用时基电风扇模拟自然风控制电路(1)电路结构与特点利用NE555时基电路与双向可控硅电路相结合实现电风扇模拟风控制，可获得较好的效果。
这种设计的指导思想是对电风扇间歇时间进行控制。
根据经验N2555的通断时间调节范围1—30秒为宜，若通电时间长，断电时间短，由于惯性原因电风扇并不停转而表现为弱风*图5所示电路与常规电路不同，它接成了振荡频率可调的新颖无稳态多谐振荡器，其振荡电容cI不是接ME555的1脚(即地端)，而是接在电路的控制端5脚。
当刚接通电源时，由于电容门面端电压不能突变，所以阀值端6脚电压与5脚相同，即为2／3电源电压。
此时时基电路复位，3脚输出低电平，双向可控硅vs通过LEDl、R5获得触发电流而导通，插座x对外送电，使插在x里的电风扇通电运转。
此时NE555内部放电管导通，7脚为低电乎。
5脚内的2／3电源电压将通过R2、Rl和vl向c1充电，使2、6两脚电位不断下降，当降到1／3电源电压时，3脚输出高电平，此时可控硅vs失去触发电压而关断，x停止送电，电风扇断电。
NE555置位后，内部放电管截止，第7脚被悬空，此时电源将通过R3、R4和v2向电容C1反向充电(也可认为髓放电)，使N辽555的2、6两脚电位上升，当升到2／3电源电压时，NZ555又复位，3脚又输出低电平，vs再次开通……周而复始形成振荡。
电风扇通电时间与断电时间分别由电位器R2和R3进行调节。
发光二极管LEDl为电风扇通电时间(即强风时间)指示灯，L四2为电风扇断电时间(即弱风或停转)指示灯。
该电路的另一个优点是，不管电位器R2和R3置于什么位置，开机时，其开机状态总是处于通电状态，即合上开关s，电风扇立即通电。
而不像其他电路具有随机性，有时开机状态正好处于断电状态，开启电源后电风扇需延迟启动。
时基电路所需要的直流电压由v4、v3、C2和C5等电路组成的电容降压半波整流稳压电路提供。
R7是电容C5的放电电阻，c3用于滤除残余干扰。
风扇自然风电路
风扇模拟自然风控制电路本例介绍的模拟自然风控制器，可以控制风扇电动机，使其有规律地时转时停，从而产生阵阵的模拟自然风。
一、电路工作原理该模拟自然风控制器电路由电源电路和控制电路组成，如下图所示。
交流220V电压经电源变压器T降压、整流二极管VD l～VD4整流和稳压集成电路IC l稳压后，在滤波电容器C1两端产生+12V(Vcc)电压，作为时基集成电路IC2的工作电压。
IC2的2脚为触发输入端，其触发电平为Vcc／3，当该脚电压低于Vcc／3时，IC2的3脚(输出端)变为高电平。
IC2的6脚为阈值输入端，其阈值电平为2Vcc／3，当该脚输入电压大于2Vcc／3时，IC2的3脚变为低电平。
该控制电路将IC2的2脚与6脚连接在一起，与地之间并接一只充电电容器C2。
接通电源后，Vcc电压经电阻器R1和电位器RP向C2充电，当C2两端电压上升至2Vcc／3时，IC2的3脚变为低电平，晶闸管VT截止，风扇电动机M停转。
电动机M停转后，C2通过电位器RP对IC2的7脚放电，使IC2的2脚电压下降，当该脚电压降至Vcc／3时，IC2的3脚变为高电平，使晶闸管VT受触发而导通，风扇电动机M又通电运转。
C2如此不断地充电和放电，使风扇电动机M时转时停，从而产生模拟自然风。
二、元器件选择T选用5W、次级电压为15V的电源变压器。
VDl／VD4选用1N4001硅整流二极管。
ICl选用LM7812三端集成稳压器；IC2选用NE555时基集成电路。
VT选用3A、400V的晶闸管。
R1～R3选用1／4W碳膜电阻器。
C1、C2选用耐压值为16V的电解电容器；C3、C4选用涤纶电容器或独石电容器。
RP选用小型膜式电位器。
电子电路线路板图如右所示，按图中标注的元件位置进行安装、焊接，并注意元件的极性不要安错，一般不用调试即可正常工作。
三、思考与启发电路所使用的核心元件是一块时基电路NE555，它是70年代初出现的，开始只是作定时器，所以称为555定时器或555时基电路，简称555电路。
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郑州交通职业学院毕业论文（设计）论文（设计题目）：电风扇模拟自然风控制电路的设计所属系别信息工程系专业班级 08大专电子信息工程技术1班姓名 XX学号 ***************指导教师 XX撰写日期 2011 年 5 月摘要本课题主要研究电风扇实现模拟自然风的功能，针对市场中家用电扇的功能分析，得出模拟自然风风扇将成为市场一种主流风扇，慢慢的将代替那些老式的风扇。
本设计采用了一个以555多谐振荡器为核心的电路，由电源稳压电路、光波发生电路和光耦合成器电路组成。
通过方波发生电路输出高低电平来控制晶闸管的导通和截止以实现电风扇模拟自然风的效果;通过调节电位器调节输出方波的占空比，可以控制单位时间内送风的时间。
该电路能够实现控制风扇扇叶由停止→慢慢转动→快速转动→慢速转动→停止周期性的转动，并且能够调节周期的时间。
该电路利用555定时器输出相应的控制信号来控制电路，达到了调节风扇风速强弱、风扇运转状态和开关的逻辑系统的目的，并且利用定时器设定时间控制继电器，使风扇的设计更加完善和人性化。
关键词:电风扇，模拟自然风，555多谐振荡器，继电器，可调占空比，双向晶闸管AbstractThis topic research electric fan simulating natural wind function, in view of the market in home fans that the function analysis, analog natural fan will become market a mainstream fan, slowly will take the place of the old fan. The design has adopted a more harmonic oscillator 555 circuits for core, the power supply voltage circuit, the light wave generator of light coupling to become useful circuit. Through the square wave generating circuit output discretion level to control thyristor conduction and globe in order to achieve the effect of fan imitating natural wind; By adjusting the potentiometer adjustment output pulse 390v, can control unit time supply of time. This circuit can realize control fan fan leaves turning slowly and by stop - and quickly turned slowly rotating - stop periodic rotating, and can adjust cycle time. This circuit using 555 timing of control signal output corresponding to control circuit, to adjust fan wind speed and the weak, fan operation status and switch logic system, and the purpose of using timer control relay time set the design, make the fan more perfect and humanization.Key words:electric fan, imitating natural wind, 555 much harmonic oscillator, relays, adjustable 390v, two-way thyristor目录1引言 (1)1.1设计背景 (1)1.2设计要求 (1)2电路设计 (1)3方案论证 (2)3.1波形控制方案 (2)3.2稳态多谐振荡器方案 (3)4电风扇单元模块 (3)4.1多谐振荡器原理 (3)4.2继电器电路 (4)5设计原理 (5)5.1电风扇工作原理 (5)5.2参数的选择和计算 (6)6电路的仿真 (6)6.1滤波波形 (6)6.2电路的输出波形 (6)7电路的调试 (7)8总结 (8)参考文献 (9)致谢 (10)1引言1.1设计背景模拟自然风风扇是一种具有模拟自然风送风功能的电风扇。
与众不同之处，它是由电风扇马达与一台能够自动调制输出电压产生周期性高、低变化的电气装置合理配合形成。
电风扇马达供电电压始终处于周期性高、低变化状态，而不是始终处于周期性通、断转换状态。
因此，马达供电方式合理，轴承机械磨损极小。
另外本实用新型结构合理、制造简单、造价低廉、使用方便。
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，而外商企业也开始把目光投向国内电风扇市场。
从目前电风扇行业的发展趋势看，今后电风扇仍将是人们消暑的主体，但随着外资在电风扇行业的投资，将会使我国电风扇市场的竞争更加剧烈，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。
本文综合运用信号测试技术、模拟控制技术、分形及混沌理论和热舒适理论，从理论和实验两方面研究了自然风与机械风的气流特性、自然风模拟技术、自然风与模拟自然风的分形及混沌特性和模拟自然风的热舒适性评价，目的在于研究自然风的特性并应用于空调装置，通过模拟自然风来改进空调末端装置的送风模式，改善吹风的人体热舒适感觉，提高室内热环境的舒适性和节约能源[1]。
1.2设计要求利用NE555设计一个电风扇控制电路，一般的电风扇有慢速、中速、快速、自然风档，而本设计主要是针对电风扇的自然风挡设计的。
要求能够实现电风扇能够产生自然风的效果，即该电路能够实现控制风扇扇叶由停止→慢慢转动→快速转动→慢速转动→停止周期性的转动，并且能够调节周期的时间。
2电路设计市电220V电压经电源由其中的变压器变为所需的较低的电压，输送给整流电路，整流电路将周期变化的交流电整成单一方向的直流电，再送给滤波电路，将凹凸不平不稳定的直流电过滤成了稳定的平滑的直流电输出，送向NE555多谐震荡器，NE555多谐震荡器3脚输出高电平，继电器断开，动断触点复位，电风扇通电运转。
此时555多谐振荡器内部三极管基极因得高电位而饱和导通，电容C2经过R2、Rp2、三极管、地放电，当降低至略低于1/3Vcc 时，3脚输出低电平，继电器吸合，动断触点断开，电风扇断电停止运转，但是由于电机的惯性作用，扇叶仍会转动一定的时间，此时555多谐振荡器内部三极管截止，C2放电结束，重新开始充电[2]。
从而输出方波控制继电器，实现自动开关的功能，从而产生模拟的自然风，电路工作框图如图2-1所示。
图2-1 电路工作框图3方案论证3.1波形控制方案本电风扇模拟自然风电路控制器具有用途广泛、精度较高、造价低廉、装调容易等特点。
电风扇模拟自然风控制电路控制器由电阻R1、R2、NE555时基电路组成，从3脚输出方波，控制继电器时基电路如图3-1。
均能在7-60s 内调节。
时基电路方案能够工作的周期较长，充放电回路是分开的，电路简单，接线容易[3]。
图3-1 时基电路图电源电路 自动控制开关 方波产生电路滤波3.2稳态多谐振荡器方案它由交流降压整流电路、低频无稳态多谐振荡器和继电器控制马达电路组成。
时基电路555和R1、R2、Rp1、Rp2、C3组成一个稳态多谐振荡器，稳态多谐振荡器如图3-2。
稳态多谐振荡器方案电路含有滤波电路，含有自耦变压器，电路复杂，在现有实验条件下，很难完成[4]。
图3-2 稳态多谐振荡器由于稳态多谐振荡器方案排版过于复杂，模块内部结构复杂。
虽然可以达到一定的调节时间的作用，但是影响不大。
然而，时基电路方案的各功能模块的线路连接相对来说比较简单，在现有的实验条件下容易实现。
在时基电路方案中，电路的充放电回路是分开的，转动和停止的可调控跨度更大，可以更加完善的实现调控的功能，从而把电风扇的周期控制在一个合适的范围之内，故选择波形控制方案。
4电风扇单元模块4.1多谐振荡器原理555多谐振荡器它含有两个电压比较器，一个基本RS触发器，一个放电开关T，比较器的参考电压由三只5KΩ的电阻器构成分压，它们分别使高电平比较器C1同相比较端和低电平比较器C2的反相输入端的参考电平为2/3Vcc和1/3Vcc。
C1和C2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态[5]。
当输入信号输入并超过2/3Vcc时，触发器复位，555的输出端3脚输出低电平，同时放电，开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于1/3Vcc时，触发器置位，555的3脚输出高电平，同时放电，开关管R是复位端，当其为0时，555输出低电平。
平时该端开路或接2/3Vcc，多截止。
D谐振荡器内部结构如图4-1。
图4-1 555多谐振荡器Vco是控制电压端（5脚），平时输出2/3Vcc作为比较器A1的参考电平，当5脚外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制，在不接外加电压时，通常接一个0.01uF的电容器到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，以确保参考电平的稳定。
T为放电管，当T导通时，将给接于脚7的电容器提供低阻放电电路[6]。
4.2继电器电路电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。
只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。
当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）吸合，继电器电路如图4-2所示。
图4-2 继电器电路图这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的[7]。
对于继电器的“常开、常闭”触点，可以这样来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点”；处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。
5设计原理5.1电风扇工作原理交流220V电压经电源变压器T降压、整流二极管VD1一VD4整流和稳压集成电路IC1稳压后，在滤波电容器CI两端产生＋12V（VCC）电压，作为时基集成电路IC2的工作电压。
IC2的2脚为触发输人端，其触发电平为Vcc/3，当该脚电压低于Vcc/3时，IC2的3脚（输出端）变为高电平。