Micropython开发板DIY智能温控小风扇的方法是什么

发布时间：2022-01-13 10:21:38 作者：iii
来源：亿速云阅读：277

# Micropython开发板DIY智能温控小风扇的方法

## 一、项目概述

在物联网和智能家居的背景下，利用Micropython开发板制作一个能根据环境温度自动调节转速的智能温控小风扇，既有趣又实用。本项目适合初学者学习传感器数据采集、PWM控制和自动化逻辑的实现。

## 二、所需材料清单

| 组件名称          | 数量 | 备注                          |
|-------------------|------|-------------------------------|
| Micropython开发板 | 1    | ESP32/ESP8266等支持Micropython的板卡 |
| 温度传感器        | 1    | DS18B20或DHT11                |
| 直流电机风扇      | 1    | 5V供电                        |
| 三极管/电机驱动   | 1    | 如L9110S模块                  |
| 电阻              | 若干 | 根据传感器需求配置            |
| 面包板及杜邦线    | 1套  | 用于原型搭建                  |
| USB数据线         | 1    | 供电及程序下载                |

## 三、硬件连接方法

### 1. 温度传感器连接（以DS18B20为例）

DS18B20引脚说明： - 红线：VCC（3.3V） - 黄线：DATA → GPIO12 - 黑线：GND

需在DATA脚与VCC间加4.7KΩ上拉电阻


### 2. 风扇驱动电路

L9110S模块连接： - VCC → 5V - GND → GND - INA → GPIO14（PWM控制引脚） - INB → GND（单方向控制）


## 四、Micropython代码实现

### 1. 初始化设置
```python
from machine import Pin, PWM
import onewire, ds18b20, time

# 初始化DS18B20
ow = onewire.OneWire(Pin(12))
ds = ds18b20.DS18B20(ow)
roms = ds.scan()

# 初始化PWM
fan_pwm = PWM(Pin(14), freq=1000, duty=0)

2. 温度读取函数

def read_temp():
    ds.convert_temp()
    time.sleep_ms(750)
    return ds.read_temp(roms[0])

3. 温控逻辑实现

# 温度-转速映射表（示例）
temp_ranges = {
    (0, 25): 0,     # 低于25℃不转动
    (25, 28): 512,  # 25-28℃ 50%转速
    (28, 32): 768,  # 28-32℃ 75%转速
    (32, 100): 1023 # >32℃ 全速运转
}

def control_fan(temp):
    for range_, duty in temp_ranges.items():
        if range_[0] <= temp < range_[1]:
            fan_pwm.duty(duty)
            break

4. 主循环

while True:
    current_temp = read_temp()
    print("当前温度: {:.1f}°C".format(current_temp))
    control_fan(current_temp)
    time.sleep(5)  # 每5秒检测一次

五、进阶优化方案

1. 增加温度校准功能

CALIBRATION = -1.5  # 校准值

def read_calibrated_temp():
    return read_temp() + CALIBRATION

2. 添加手动控制模式

from machine import ADC

pot = ADC(Pin(34))  # 接电位器
pot.atten(ADC.ATTN_11DB)

def manual_mode():
    while True:
        speed = pot.read() // 4  # 10bit转8bit
        fan_pwm.duty(speed)

3. 增加OLED显示

from ssd1306 import SSD1306_I2C

i2c = I2C(scl=Pin(22), sda=Pin(21))
oled = SSD1306_I2C(128, 64, i2c)

def display_temp(temp):
    oled.fill(0)
    oled.text("Temp: {:.1f}C".format(temp), 0, 0)
    oled.show()

六、常见问题解决

传感器读数不稳定
- 检查电源是否稳定
- 增加软件滤波（如移动平均法）
”`python temp_history = []

def smooth_temp(temp): temp_history.append(temp) if len(temp_history) > 5: temp_history.pop(0) return sum(temp_history)/len(temp_history)


2. **风扇不转动**
   - 检查PWM频率是否合适（建议500-2000Hz）
   - 测量电机驱动模块输出端电压

3. **Micropython内存不足**
   - 使用`gc.collect()`定期回收内存
   - 优化代码结构减少变量使用

## 七、项目扩展思路

1. **增加网络功能**
   - 通过MQTT上报温度数据
   - 添加Web控制界面

2. **多风扇协同控制**
   - 使用多个PWM通道
   - 实现区域温差控制

3. **能耗优化**
   - 加入光敏传感器实现夜间自动关闭
   - 设置温度迟滞范围防止频繁启停

## 结语

通过本项目，我们不仅实现了一个实用的温控风扇，更掌握了Micropython开发的基本流程。建议尝试将系统封装为3D打印外壳，最终成品既可作为桌面实用工具，也是展示创客能力的优秀作品。

> 注意事项：操作电子元件时注意防静电，大功率电机建议外接电源，避免开发板过载。

该文档采用标准Markdown格式，包含： 1. 分级标题结构 2. 硬件清单表格 3. 多段代码块（标注语言类型） 4. 有序/无序列表 5. 注意事项提示框 6. 关键引脚说明图表实际字数约1500字，可根据需要调整代码示例的详细程度。