手機控制樹莓派智能風扇

牟曉東

炎炎夏日，一直“貓”在空調房中取涼對身體是極為不利的，還是用風扇吹自然風比較健康。對于我們熱衷于“鼓搗”的創客一族而言，吹吹風也一定要吹出不一樣的境界，比如使用App Inventor編程開發個手機應用程序，遠程操控樹莓派的智能風扇——既能任意變速，又能定時關機。

一、實驗器材與連接

所需的實驗器材包括：樹莓派3B+（帶電源線）一塊，古德微擴展板一塊，風扇模塊一個，智能手機一部，公對母異色杜邦線四根（如圖1）。

風扇模塊（L9110）直流電動機的馬達控制板提供有四個引腳：電源正極VCC、接地GND和IA、IB兩個輸入控制端，引腳次序與古德微擴展板24號一一對應，但“直插”的話會導致扇葉在放置時與擴展板親密接觸，因此應該借助杜邦線進行“延長”。注意：控制板的IA引腳接擴展板24號的D端，控制板的IB引腳接擴展板的A0端（如果這兩個輸入控制端交叉連接就會出現扇葉“反轉”——變成“排氣扇”）。

二、在App Inventor中進行組件與邏輯設計

1.組件設計

瀏覽器訪問App Inventor網站（https：//app.wxbit.com/login/），QQ賬號登錄。新建“智能風扇”項目，分別建立三個“水平布局”，進行“居中”，寬度“充滿”，高度“自動”設置;在第一個水平布局中建立“風力調節”標簽和“風力調節滑桿”水平滑動條，注意滑桿的最大值設為3000，最小值設為0，滑桿位置設為0;在第二個水平布局建立兩個標簽，分別為“風力”和“風力值”（文本設為0）;在第三個水平布局中建立一個“時間選擇框”（重命名為“定時關機”），再建立“關機時間”標簽（文本設置為“00：00”）。

然后建立一個“圖像框”，上傳風扇圖片（“自動縮放有效”，寬度和高度均為“自動充滿”）;再從“通信連接”中建立一個“MQTT客戶端”，注意將“服務器URL”修改為古德微機器人網站的URL：“tcp：//www.gdwrobot.top：1883”;最后從“傳感器”中建立一個“計時器”，完成組件設計（如圖2）。

2.邏輯設計部分

切換至“邏輯設計”界面進行相關項目的初始化和連接等設置。比如“當屏幕Screen初始化”時，調用MQTT客戶端連接;“當MQTT客戶端已連接”時，設置風力值文本顯示為“MQTT已經連接成功！”;“當定時關機被點擊”時，調用定時關機彈出選擇框;當“定時關機完成時間設定”時，設置顯示關機時間等相關信息（如圖3）。

當“風力調節滑桿的滑塊位置發生改變”時，設置風力值為滑塊位置的四舍五入數值，然后調用MQTT客戶端發布相關的信息（注意“luke008/Fan”主題必須與樹莓派賬號一一對應）（如圖4）。

當“計時器到計時間隔點”，根據用戶設定的定時關機時間再次進行發布（如圖5）。

三、古德微機器人平臺編程

瀏覽器訪問古德微機器人平臺（http：//www.gdwrobot.cn/），輸入賬號密碼登錄。首先從“物聯網”處設置物聯網服務器積木模塊，再監聽主題Fan并設置初始值為0;然后建立“循環當真”結構，判斷是否收到主題Fan的新數據：如果收到，先在調試區輸出該數據，然后控制24號（風扇）GPIO輸出;如果主題Fan的數據為0，控制24號關停風扇;最后添加等待時間，保存程序為“編程智能風扇”（如圖6）。

四、檢測“智能風扇”

確保風扇與擴展板正確連接之后，通電啟動樹莓派;在古德微機器人平臺上點擊“連接設備”后打開LOG調試區，點擊“運行”按鈕;到App Inventor網站智能風扇項目中點擊“連接”-“AI伴侶”，出現二維碼;在智能手機上運行AI伴侶，掃描二維碼，連接成功后會顯示出與在App Inventor組件設計中相同的界面。

此時就可以向右撥動“風力調節”后面的風力調節滑桿，下方的“風力”處即時顯示出數值（比如1620），同時在古德微機器人平臺的程序LOG調試區也會對應顯示該數值。當然，最重要的是風扇此時已經轉動起來了，撥動調節該數值越大，風扇葉片的旋轉速度就越快——撥動到0，風扇停轉（如圖7）。

再來試一下“定時關機”功能，比如現在是14：29，可以點擊彈出的時間鐘表盤設置關機時間——比如14：31。此時風扇仍然是按照撥動的轉速值在旋轉，到預定的關機時間后，風扇立刻停轉了，非常“聽話”，大家不妨一試。

（本實例效果演示可在B站搜索“二娃學編程”觀看）