关于全自动便携式风扇灯的探究
张华 赵利侠 徐文全 高立山 李志恒 朱晓骏
摘要：随着空调等现代设施的发展，传统的电风扇被越来越多的人认为是新产品冲击下的淘汰品，它的基本功能似乎已经满足不了人们的需求。随着电子产业的发展，单片机已经是日常生活中处处可见的器件，该文利用89c52单片机构造相关电路，将传统的电风扇和灯进行创新性的整合，探究一款全自动便携式风扇灯。在现有观念的基础上提出可行性创新，探究可行的创新性构想和相关电路的设计。
关键词：全自动;便携;风扇灯;单片机
中图分类号：TP391? ? ? 文献标识码：A
文章编号：1009-3044（2021）16-0252-03
开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
在空调等现代设施的冲击下，多数人认为传统的电风扇已经逐渐淡出了主流市场，越来越多的人选择了空调等更加舒适的产品，但实时并非如此，通过调查和对调查数据的分析与处理可知，电风扇并没有随着空调的普及而淡出我们的视线，多数人选择空调的主要原因是其相对于传统电扇来说舒适度和体验感更好，要改变这一发展逆流，最重要的是要改变人们对传统电风扇的看法，为此需要对传统的风扇进行改进和创新。
1 关于风扇灯现状分析
从最近几年的风扇市场情况来看，越来越多的厂家特别是比较专业的厂家已经充分认识到了产品功能上的差异化的重要性，如艾美特的气流扇，美的的小厦扇、大厦扇，联创的空调扇等功能独特、个性鲜明的电风扇都具有良好的发展前景，也都占有很好的市场。调研结果显示：健康、电风扇的便捷、新奇、节能四项功能指标是人们选择风扇最主要的选择标准。
风扇灯这一品类早已在国内市场出现，但近两年才开始比较火热，目前的风扇灯主要用于客厅厨房等大型场所，其在小型空间的使用还有待开发。
由于电风扇和空调之间本身存在着较大的功能性差异，电风扇则是“自然防暑”和“通风”，而空调主要是“降温”。所以电风扇一直有着相应的市场占有率。为此，本文在保障电风扇原有功能的基础上，安装了灯，用于照明，大大提高了其实用性。同时，运用通信网络，实现智能化的调控，顺应时代的发展。
综上所述，全自动便携式灯存在着乐观的发展潜力。
2 對全自动便携式风扇灯的研究
2.1 对传统风扇的创新性改造
随着信息化的推进和5G的到来，我们进入了万物互联的时代，智能化成为发展的主流，为了顺应主流，特此推出创新项目“全自动便携式风扇灯”。本文意在改变风扇的单一性和笨重感，将灯与扇相结合，对其实现智能化调控。在保证风扇原有功能的基础上，对其进行整合创新，减少其占用空间。通过将风与光相结合，使风和光实现一体化，实现在照明的同时具有降温的效果，使得照明更加便捷，更加节省空间。
与此同时，利用互联网通讯技术对产品进行控制，实现照明的智能化。
2.2 全自动便携式风扇灯概述
全自动便携式风扇灯是在改变照明的单一性，将风扇与灯结合起来，灯和风扇均实行多档调控，可以根据需求来选择不同的挡位。与此同时，增加通讯模块，将全自动便携式风扇灯与手机联系起来，实现风扇灯的智能化调控。在不是特别炎热的春秋两季和寒冷的冬季，拿起手机、动动手指就可以调整全自动便携式风扇灯的照明位置和工作范围，使其用起来特别便捷。
同时，全自动便携式风扇灯采用便夹式底座，只要往书桌、 课桌、床头、办公桌上一夹即可使用，简单便捷，节省了大量空间，使得我们的生活更加舒适与便捷。全自动便携式风扇灯采用USB接口为设备供电，可外附电池，大大增加了其使用时间，最长续航8小时;支架采用三节可伸缩并且可以旋转的支架，可以多方位旋转，支架完全伸长可达1.2米，完全收缩高度仅0.4米;头部采用半球形结构，圆面半径6cm。全自动风扇灯绿色环保，能耗低，安全便捷，老人小孩都可以轻松使用，有效工作范围3㎡。如果使用者要改变位置，也无需移动风扇灯，只需伸缩和转动支架即可改变照明位置。
总而言之，全自动便携式风扇灯在实现风光一体化的同时，实现了智能化，便携化，简洁并易于操作，可实用性强，可用于书房，办公室和卧室的照明和范围式降温。
2.3 全自动便携式风扇灯的适用人群
全自动便携式风扇灯有着便携、节能和智能化的特点，可以满足不同人群的需求。小巧的结构可以随身携带，为我们节省了很大的空间，适用于办公室、书房、学生宿舍等空间较小的场所。
灯与风扇的结合，既可吹风又可照明，更加适用于老人儿童，同时也更适用于学生群体。全自动便携式风扇灯采用LED节能灯，价格低廉，节能省电，绿色环保。可以为我们提供舒适的环境，创造出一个适宜的空间。
2.4 系统方案设计及相关电路介绍
本设计主要由LED驱动电路、风扇驱动电路、控制电路、供电电路和外扩蓝牙模块构成。
LED驱动电路由一个三极管TIP42和九个LED构成，每三个LED串联在一起，三组串联的LED并联在一起，为了防止电流过高损坏元件，在其上外加一个限流电阻R1;当这个三极管的引脚为低电平的时候，电路导通，从VCC端的电流流过R1再流向LED最后流向GND[1]。电路导通，从而实现LED的照明功能。
风扇驱动电路由一个三极管TIP42和风扇接口H1构成，风扇接口H1与风扇相连，当这个三极管的一脚为低电平的时候，电路导通，从而实现风扇功能。
控制电路由单片机及其最小系统构成和按键电路构成，最小系统包括单片机及其正常工作时所需要的时钟、电源、复位等部件[2]。单片机的最小系统能保证单片机始终处于正常的工作状态。其中时钟、电源等电路模块是单片机能够正常工作的必备条件。将最小系统作为应用系统的核心部分，通过对其进行A/D扩展及存储器扩展等，单片机就可以完成较复杂的功能[3]。按键电路包括风扇控制按键K1和LED控制按键K2组成，其用来调控风扇转速和LED的亮度。
供电电路由USB供电模块和电池接口组成，对USB而言1号端口为是5V电源的正极， 2号端口是差分信号传输线的负极，3号端口是差分信号传输线正极，4号端口是5V电源的接地极。左边为工口，右边为母口，将其对应连接，构成供电电路;电池接口与外部电池相连，为电路提供稳定持续的电流[4]。
外扩蓝牙模块，是指集成蓝牙功能的芯片基本电路的集合，它是一种具有集成蓝牙功能的PCBA板，可以用于无线网络通讯，按功能可分为蓝牙语音模块和蓝牙数据模块，利用蓝牙模块与手机通讯功能[5]，使得全自动便携式风扇灯与手机联系起来，从而实现对利用手机对电风扇和LED灯的智能化调控。
2.5 系统设计总流程图
系统设计总流程图如图7所示。
3 总结
全自动便携式风扇灯的构造和设计从电风扇和灯这个人们日常生活的必需品切入，对传统的风扇和灯进行创新再组合，形成了具有更高实用性能的全自动便携式风扇灯，在对产品的构思和设计过程中把自己所学的理论知识运用到实际问题中。
参考文献：
[1] 卜锡滨.数字电子技术[M].北京：中国水利水电出版社，2011.
[2] 张晔，王玉民.单片机应用技术[M].北京：高等教育出版社，2006.
[3] 付家才.单片机控制工程实践技术[M].北京：化学工业出版社，2004.
[4] 周良权，傅恩锡，李世馨.模拟电子技术基础[M].3版.北京：高等教育出版社，2005.
[5] 李合军.基于单片机的网络覆盖控制技术[J].电子技术与软件工程，2017（6）：250.
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