四季皆可用智能“神器”,為女友安排!
夏天少不了風扇,冬天少不了取暖器。
近日,看了看家中的風扇和取暖器,發現以下問題:
季節性產品,使用率低;
大多為按鍵控制和紅外遙控器控制;
遙控器容易丟失且需要更換電池;
外出行時無法確認設備是否關閉;
回家前不能提前開啟暖風機使室內升到舒適溫度;
......
經過一番思索,決定 DIY 一款集風扇、取暖功能二合一的智能暖風機。他選擇了一款常見的暖風機,在此基礎上進行改裝,使用涂鴉 IoT 對其進行賦能,使其能夠實現智能化控制。
二話不說,上定妝照~
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功能設置
為滿足日常生活使用,為智能暖風機設置了以下功能:
功能 | 描述 |
控制方式 | App & 按鍵雙控制 |
檔位控制 | 自然風+ 2 檔暖風 |
開關機控制 | 支持定時開關機和倒計時設置 |
燈光模式 | 支持 4 種燈光模式切換 |
溫度設置 | 支持 15-40℃ 區間溫度設置 |
搖頭設置 | 支持循環搖頭送風 |
待機記憶 | 待機重啟時溫度設置及燈光模式恢復上一次記憶 |
斷電記憶 | 斷電重啟時溫度設置和燈光模式回復上一次記憶 |
硬件設計與選型
智能暖風機整體方案框架圖如下:
器件選型如下:
主控模組:為實現涂鴉智能或智能生活 App 遠程控制,選用涂鴉 CBU 云模組作為主控。
隔離電源:為實現低溫升、低功耗、高效率、高可靠性、高安全隔等功能,小張選用AC-DC 的隔離電源 HLK-20M12。
DC-DC 降壓方案:因主控板系統上有三種電源網絡,即 AC220V、12V、3.3V。除隔離電源實現 AC220V-DC12V 電源轉換外,CBU 模組和邏輯電平還需要 3.3V 的電源網絡,需要再設計一個 DC12-DC3.3電平轉換方案。通過海選,小張選擇了一款成本較低的 FR9885S6CTR 芯片來實現。同時,又加上了一個 DC 5.5-2.0 的電源插座,以便于在調試時,使用 12V 2A 的電源適配器為其供電。
面板顯示:小張說:“面板顯示是我們此次改裝的核心問題之一?!币_到使用 CBU 模組控制全部部件的目的,但由于 I/O 口數量和電氣特性限制,CBU 模組無法直接控制面板,小張必須在 CBU 和面板之間加一個驅動芯片,既要節省 CBU 模組 I/O 口,還要負責帶動面板負載。最終,小張選擇了 TM1650作為面板驅動。
觸摸方案:選擇 IIC 通信的 TC309 來實現讓 CBU 模組使用較少的 I/O 口驅動六路觸摸按鍵。
溫度采集:溫度采集使用 CBU 模組的 ADC 管腳結合 NTC3950 實現。
RGB燈帶驅動:關于12V RGB 燈帶驅動,小張使用 D882三極管來驅動。相比于用驅動芯片用三極管驅動功率比較大的12V RGB燈帶成本會低很多,電路設計也會比較簡單。
加熱方案:在原有基礎上使用 ULN2001D 繼電器驅動和兩個繼電器,實現兩檔加熱功能。
電機控制方案:使用三路達林頓管繼電器驅動 ULN2001D。
蜂鳴器方案:一般情況下,帶觸摸按鍵的產品都需要有用戶交互反饋,提醒我們是否操作成功,以及是否有誤觸到。此時,小張選擇了一個有源蜂鳴器,并通過一個三極管來驅動它,來達到交互反饋的聽覺效果。
以上為此次硬件改造的所有選型,接下來,奉上 PCB 原理圖:
在 IoT 平臺創建產品
下面是通過涂鴉 IoT 開發平臺,讓多功能暖風機實現真正的聯網和智能化。
1、首先進入 涂鴉智能 IoT 平臺,創建一個暖風機產品。點擊 創建產品 > 小家電 > 取暖器。
注:詳細的操作和介紹請參考涂鴉 IoT 平臺內的“選品類創建產品”。
嵌入式軟件開發
這次暖風機的改裝是基于 BK7231N 平臺進行的 SoC 開發,開發所用的涂鴉標準模組 SDK 編譯需要使用 Linux 系統。您首先要安裝linux開發環境,軟件環境安裝完成之后,就可以進行環境搭建,以下是搭建智能暖風機完整代碼:
GitHub 地址:關注“涂鴉開發者”,回復“3”,即可獲取哦~
代碼包括應用層入口、應用結構、溫度采集功能、面板顯示功能、觸摸按鍵控制、加熱控制、點擊控制、蜂鳴器驅動、RGB驅動、記憶功能、APP遠程控制等功能的編譯。整個搭建過程相對復雜,建議查看尾部鏈接,有詳細的步驟說明。
功能調試
在 Linux 終端輸入命令,下載工程代碼 > 進入工程文件目錄 > 執行編譯指令 后運行目錄下的 Build_APP.sh 腳本來編譯代碼生成固件 Build_APP.sh 腳本來編譯代碼生成固件,固件生成路徑為 apps >APP_PATH > output
命令格式:
build_app.sh <APP_PATH> <APP_NAME> <APP_VERSION>
命令示例:
sh build_app.sh apps/bk7231n_calorifier_demo bk7231n_calorifier_demo 1.0.0
編譯成功后將固件燒錄至模組,即可進行功能調試階段。(點擊下方尾部鏈接獲取固件燒錄詳細操作方法)
整機組裝
最后,按照原有的結構講改裝后的暖風機組裝起來,一臺智能暖風機就完成了~四季皆可用的智能“神器”,真香!還在等什么??快來DIY專屬集風扇、暖風機二合一的智能神器吧https://link.zhihu.com/?target=https%3A//www.wjx.cn/vj/r7D20hz.aspx
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