FastBond2阶段1-基于ESP32的智能风扇的原理图设计

一、项目介绍

传统的风扇通常只能通过物理按键控制，用户需要亲自到风扇旁边操作。而现代人们对于智能化的需求越来越高，需要一种更加智能、便捷的控制方式。

因此，本项目的目标是开发一款基于ESP32的智能风扇，实现远程操控、环境感知、定时开关等功能，提供更加智能、高效、舒适的使用体验。

1. 远程控制：用户可以通过手机App对智能风扇进行远程控制，包括开关、摇头、调整转速等。用户无需亲自到风扇旁边操作，可以随时随地控制风扇。

2. 环境感知：通过温度传感器智能风扇可以实时感知环境的温度。

3. 定时开关：用户可以设置定时开关功能，智能风扇可以按照用户设置的时间自动开启和关闭。用户可以根据自己的生活习惯和需求，定制个性化的开关时间。

二、方案框图

本项目方案框图基于Scheme-it网页绘制，这里是分享链接：https://www.digikey.cn/schemeit/project/fan设计框图-56eebf3f987a4ae4ac0e09fdb05a1f71

本项目使用ESP32模块作为主控模块，通过连接WiFi网络，实现与云平台的通信。

系统主要由以下几个部分组成：

1. 电源模块：电源模块通过板载USB TYPE C接口连接适配器，外部输入电源经LDO降压成3.3V给主控模块供电，板载外设模块使用外部输入电源供电。
2. 主控模块：使用ESP32-WROVER-E模块作为智能风扇的核心控制器，负责与传感器、云平台的通信，控制风扇的开关、转速、摇头等。
3. 传感器模块：包括温度传感器、用于感知环境的参数。温度传感器可以实时检测室内温度。
4. 风扇电机驱动模块：负责控制风扇的转速和开关。根据用户的指令和环境参数，风扇电机驱动模块可以调整风扇的转速，以达到用户期望的风力强弱。
5. 摇头电机驱动模块：负责控制风扇摇头功能。根据用户的指令，摇头电机驱动模块可以调整风扇的摇头角度，以达到用户期望的风力广度。
6. 云平台：通过与云平台的连接，用户可以通过手机App实现对智能风扇的远程控制。

三、关键元器件介绍

ESP32 是集成 2.4 GHz Wi-Fi 和蓝牙双模的单芯片方案，采用台积电 (TSMC) 低功耗 40 纳米工艺，具有超高的射频性能、稳定性、通用性和可靠性，以及超低的功耗，满足不同的功耗需求，适用于各种应用场景。芯片的功能框图如下图所示：

ESP32-WROVER-E 是通用型 Wi-Fi + Bluetooth + Bluetooth LE MCU 模组，功能强大，用途广泛，可以用于低功耗传感器网络和要求极高的任务，两个 CPU核可以被单独控制。CPU 时钟频率的调节范围为 80 MHz 到 240 MHz。用户可以关闭 CPU 的电源，利用低功耗协处理器监测外设的状态变化或某些模拟量是否超出阈值，芯片的睡眠电流小于 5 µA，使其适用于电池供电的可穿戴电子设备。同时还集成了丰富的外设，包括电容式触摸传感器、SD 卡接口、以太网接口、高速 SPI、UART、I2S 和 I2C 等。模组集成了传统蓝牙、低功耗蓝牙和 Wi-Fi，具有广泛的用途：Wi-Fi 支持极大范围的通信连接，也支持通过路由器直接连接互联网；而蓝牙可以让用户连接手机或者广播 Bluetooth LE Beacon 以便于信号检测。模组支持的数据传输速率高达 150 Mbps，天线输出功率达到 20 dBm，可实现最大范围的无线通信。因此，这款模组具有行业领先的技术规格，在高集成度、无线传输距离、功耗以及网络联通等方面性能极佳，模块引脚及产品规格如下图所示：

四、心得体会

以上便是FastBond活动阶段一的内容，实现了一个转速可自由调节、风向角度可调节以及能够通过APP控制的智能风扇，因为阶段一只要求绘制出框图，后续希望有时间能够完善电路图，把这个项目做下去，祝fastbond越办越好！