關于全自動便攜式風扇燈的探究

張華 趙利俠 徐文全 高立山 李志恒 朱曉駿

摘要：隨著空調等現代設施的發(fā)展，傳統的電風扇被越來越多的人認為是新產品沖擊下的淘汰品，它的基本功能似乎已經滿足不了人們的需求。隨著電子產業(yè)的發(fā)展，單片機已經是日常生活中處處可見的器件，該文利用89c52單片機構造相關電路，將傳統的電風扇和燈進行創(chuàng)新性的整合，探究一款全自動便攜式風扇燈。在現有觀念的基礎上提出可行性創(chuàng)新，探究可行的創(chuàng)新性構想和相關電路的設計。

關鍵詞：全自動;便攜;風扇燈;單片機

中圖分類號：TP391? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）16-0252-03

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

在空調等現代設施的沖擊下，多數人認為傳統的電風扇已經逐漸淡出了主流市場，越來越多的人選擇了空調等更加舒適的產品，但實時并非如此，通過調查和對調查數據的分析與處理可知，電風扇并沒有隨著空調的普及而淡出我們的視線，多數人選擇空調的主要原因是其相對于傳統電扇來說舒適度和體驗感更好，要改變這一發(fā)展逆流，最重要的是要改變人們對傳統電風扇的看法，為此需要對傳統的風扇進行改進和創(chuàng)新。

1 關于風扇燈現狀分析

從最近幾年的風扇市場情況來看，越來越多的廠家特別是比較專業(yè)的廠家已經充分認識到了產品功能上的差異化的重要性，如艾美特的氣流扇，美的的小廈扇、大廈扇，聯創(chuàng)的空調扇等功能獨特、個性鮮明的電風扇都具有良好的發(fā)展前景，也都占有很好的市場。調研結果顯示：健康、電風扇的便捷、新奇、節(jié)能四項功能指標是人們選擇風扇最主要的選擇標準。

風扇燈這一品類早已在國內市場出現，但近兩年才開始比較火熱，目前的風扇燈主要用于客廳廚房等大型場所，其在小型空間的使用還有待開發(fā)。

由于電風扇和空調之間本身存在著較大的功能性差異，電風扇則是“自然防暑”和“通風”，而空調主要是“降溫”。所以電風扇一直有著相應的市場占有率。為此，本文在保障電風扇原有功能的基礎上，安裝了燈，用于照明，大大提高了其實用性。同時，運用通信網絡，實現智能化的調控，順應時代的發(fā)展。

綜上所述，全自動便攜式燈存在著樂觀的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

2 對全自動便攜式風扇燈的研究

2.1 對傳統風扇的創(chuàng)新性改造

隨著信息化的推進和5G的到來，我們進入了萬物互聯的時代，智能化成為發(fā)展的主流，為了順應主流，特此推出創(chuàng)新項目“全自動便攜式風扇燈”。本文意在改變風扇的單一性和笨重感，將燈與扇相結合，對其實現智能化調控。在保證風扇原有功能的基礎上，對其進行整合創(chuàng)新，減少其占用空間。通過將風與光相結合，使風和光實現一體化，實現在照明的同時具有降溫的效果，使得照明更加便捷，更加節(jié)省空間。

與此同時，利用互聯網通訊技術對產品進行控制，實現照明的智能化。

2.2 全自動便攜式風扇燈概述

全自動便攜式風扇燈是在改變照明的單一性，將風扇與燈結合起來，燈和風扇均實行多檔調控，可以根據需求來選擇不同的擋位。與此同時，增加通訊模塊，將全自動便攜式風扇燈與手機聯系起來，實現風扇燈的智能化調控。在不是特別炎熱的春秋兩季和寒冷的冬季，拿起手機、動動手指就可以調整全自動便攜式風扇燈的照明位置和工作范圍，使其用起來特別便捷。

同時，全自動便攜式風扇燈采用便夾式底座，只要往書桌、 課桌、床頭、辦公桌上一夾即可使用，簡單便捷，節(jié)省了大量空間，使得我們的生活更加舒適與便捷。全自動便攜式風扇燈采用USB接口為設備供電，可外附電池，大大增加了其使用時間，最長續(xù)航8小時;支架采用三節(jié)可伸縮并且可以旋轉的支架，可以多方位旋轉，支架完全伸長可達1.2米，完全收縮高度僅0.4米;頭部采用半球形結構，圓面半徑6cm。全自動風扇燈綠色環(huán)保，能耗低，安全便捷，老人小孩都可以輕松使用，有效工作范圍3㎡。如果使用者要改變位置，也無需移動風扇燈，只需伸縮和轉動支架即可改變照明位置。

總而言之，全自動便攜式風扇燈在實現風光一體化的同時，實現了智能化，便攜化，簡潔并易于操作，可實用性強，可用于書房，辦公室和臥室的照明和范圍式降溫。

2.3 全自動便攜式風扇燈的適用人群

全自動便攜式風扇燈有著便攜、節(jié)能和智能化的特點，可以滿足不同人群的需求。小巧的結構可以隨身攜帶，為我們節(jié)省了很大的空間，適用于辦公室、書房、學生宿舍等空間較小的場所。

燈與風扇的結合，既可吹風又可照明，更加適用于老人兒童，同時也更適用于學生群體。全自動便攜式風扇燈采用LED節(jié)能燈，價格低廉，節(jié)能省電，綠色環(huán)保。可以為我們提供舒適的環(huán)境，創(chuàng)造出一個適宜的空間。

2.4 系統方案設計及相關電路介紹

本設計主要由LED驅動電路、風扇驅動電路、控制電路、供電電路和外擴藍牙模塊構成。

LED驅動電路由一個三極管TIP42和九個LED構成，每三個LED串聯在一起，三組串聯的LED并聯在一起，為了防止電流過高損壞元件，在其上外加一個限流電阻R1;當這個三極管的引腳為低電平的時候，電路導通，從VCC端的電流流過R1再流向LED最后流向GND[1]。電路導通，從而實現LED的照明功能。

風扇驅動電路由一個三極管TIP42和風扇接口H1構成，風扇接口H1與風扇相連，當這個三極管的一腳為低電平的時候，電路導通，從而實現風扇功能。

控制電路由單片機及其最小系統構成和按鍵電路構成，最小系統包括單片機及其正常工作時所需要的時鐘、電源、復位等部件[2]。單片機的最小系統能保證單片機始終處于正常的工作狀態(tài)。其中時鐘、電源等電路模塊是單片機能夠正常工作的必備條件。將最小系統作為應用系統的核心部分，通過對其進行A/D擴展及存儲器擴展等，單片機就可以完成較復雜的功能[3]。按鍵電路包括風扇控制按鍵K1和LED控制按鍵K2組成，其用來調控風扇轉速和LED的亮度。

供電電路由USB供電模塊和電池接口組成，對USB而言1號端口為是5V電源的正極， 2號端口是差分信號傳輸線的負極，3號端口是差分信號傳輸線正極，4號端口是5V電源的接地極。左邊為工口，右邊為母口，將其對應連接，構成供電電路;電池接口與外部電池相連，為電路提供穩(wěn)定持續(xù)的電流[4]。

外擴藍牙模塊，是指集成藍牙功能的芯片基本電路的集合，它是一種具有集成藍牙功能的PCBA板，可以用于無線網絡通訊，按功能可分為藍牙語音模塊和藍牙數據模塊，利用藍牙模塊與手機通訊功能[5]，使得全自動便攜式風扇燈與手機聯系起來，從而實現對利用手機對電風扇和LED燈的智能化調控。

2.5 系統設計總流程圖

系統設計總流程圖如圖7所示。

3 總結

全自動便攜式風扇燈的構造和設計從電風扇和燈這個人們日常生活的必需品切入，對傳統的風扇和燈進行創(chuàng)新再組合，形成了具有更高實用性能的全自動便攜式風扇燈，在對產品的構思和設計過程中把自己所學的理論知識運用到實際問題中。

參考文獻：

[1] 卜錫濱.數字電子技術[M].北京：中國水利水電出版社，2011.

[2] 張曄，王玉民.單片機應用技術[M].北京：高等教育出版社，2006.

[3] 付家才.單片機控制工程實踐技術[M].北京：化學工業(yè)出版社，2004.

[4] 周良權，傅恩錫，李世馨.模擬電子技術基礎[M].3版.北京：高等教育出版社，2005.

[5] 李合軍.基于單片機的網絡覆蓋控制技術[J].電子技術與軟件工程，2017（6）：250.

【通聯編輯：唐一東】