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基于涂鸦三明治BLDC功能板,轻松开发智能风扇:App控制、多种吹风模式、智能感应

智能风扇是一种常见的智能设备,用户可以使用手机 App 通过远程控制开关、风速、场景联动等,轻松创造温暖、放松、舒适的室内空间。本教程采用 Keil5 基于涂鸦的编程 IoT 平台和三明治 BLDC 功能板,介绍如何快速开发安全性强的智能风扇原型。

方案介绍

MCU 方案与 SoC 传感器和网络模块的驱动代码写在不同的方案中 MCU 你可以自己开发 MCU 具有更多可玩性的代码。

涂鸦三明治开发板 BLDC 套件中,BLDC 板通过 PWM 接口接收 NUCLEO-G071RB 传过来的 PWM,BLDC 板通过接收 PWM 占空比的大小驱动电机。MCU 控制板通过串口 与 Wi-Fi 通信板连接,涂鸦智能 App 配网,可以 BLDC 手机端显示了板的输出参数状态。MCU 型号为 STM32G071RB。

相关信息

简单的外围处理可以实现高效率 FOC 电机驱动。FU6832 有感启动无感操作 FOC 驱动主要用于落地扇、空气净化器等各种低压风机。

:虽然 BLDC 功能板支持串口,按钮和 PWM 控制,但是 MCU 控制板和 Wi-Fi 通信板通过右下角的串口通信,以减少正确性 BLDC 控制的影响,该功能板默认是只支持 PWM 控制的。

BLDC 板材采样频率为 12M,通过 PWM 控制电机转速的占空比,输入 PWM 占空比越大,转速越快。PWM 占空比越大,转速越快。本教程预设的输出频率为 1000HZ。

  • 开机 PWM 占空比:0.08开机比占空比大
  • 关机 PWM 占空比:0.06小于占空比关闭(停机占空比不设置为改变占空比范围)
  • 改变转向的 PWM 占空比:0.01~0.025,如果占空比,停机改变方向
  • PWM 输出极性(Polarity)为低(LOW)

PWM 配置示例(主频 16M)如下图所示:

物料清单

硬件 (4)

涂鸦三明治 Wi-Fi MCU 通信板(WB3S)

数量:1

板载涂鸦 WB3S 负责智能连接的模块。通用固件已通用固件,MCU 涂鸦模块可用于连接涂鸦串口协议,App、云一站式智能服务。

涂鸦三明治 BLDC 电机驱动功能板

数量:1

负责通过判断收到的收到 PWM 控制电机的占空比。

涂鸦三明治直流供电板

数量:1

用标准的 Arduino 外观尺寸,可以直接在上面堆叠相应的开发板供电。 BLDC 功能板需要 12V,5V,3.3V 电源,使用电源板可以减少排线。

NUCLEO-G071RB

数量:1

采用 ST 官方 MCU 负责传感数据接收和模块通信控制的主控板。NUCLEO-G071RB 开发板支持 Arduino 接口。

  • 第 1 步骤:硬件连接和例程环境

本次使用的涂鸦三明治开发板 BLDC 套件主要包括:

BLDC 功能板

Wi-Fi MCU 通信板

NUCLEO-G071RB

涂鸦直供电源板拼接组装三明治开发板套件电源板、控制板、通信板、功能板,物理效果如下图所示。

软件开发过程主要基于软件开发过程 Keil5 实现 MCU 连接传感器和模块协议。首先调通 MCU 与模块的通信可以实现 App 配网,MCU 数据传输到 App。

  • 第 2 步骤:创建产品和工程

按照以下步骤,可以快速涂鸦 IoT 平台上开发一个智能风扇。

1、进入 涂鸦智能 IoT 平台。

2、参考 选品类创造产品 创建门磁产品。产品属性如下:

开发方法:自定义方案

联网方式:Wi-Fi

功耗类型:标准功耗

3.根据页面提示选择产品的标准功能和自定义功能。例如,功能选择为风向、风速、工作模式、开关等。您还可以编辑某个功能。例如,如果您选择了工作模式功能,您可以继续将模式修改为自然风和睡眠风。

选择你喜欢的面板,第一次开始调试也可以选择开发调试面板,便于调试,以后也可以更换面板。

5.选择面板后,进入阶段,将页面拉到底部,下载开发数据。

6.硬件测试。下载到 MCU 开发包装后,使用开发包装中的涂鸦模块调试助手,您可以使用助手模拟 MCU 模式,配合调试模块通信板,验证模块通信是否正常,熟悉涂鸦串口协议,提高对接效率。如果通信板正常可用,请跳过此步骤。如果在调试过程中对协议的收发有任何疑问,也可以使用此助手协助查看正确的数据交互格式。 使用步骤可参考涂鸦模块调试助手说明。

  • 第 3 步:移植 MCU SDK

本章简要介绍了移植过程和功能的实现。mcu_sdk文件加入项目后,编译根据错误提示进行修改。如需查看详细的移植调试教程,请参考 MCU SDK 移植。

1.如果在编译过程中出错#40: expected an identifier DISABLE = 0类似的错误提示可以包含头文件#include "stm32f1xx.h来解决。对应的头文件是实际芯片型号,例如,一个 G071RB 可添加芯片#include "stm32g0xx.h。因为没有介绍这个教程 Wi-Fi 功能测试,所以注明了WIFI_TEST_ENABLE的宏。

//#define WIFI_TEST_ENABLE

2、完善uart_transmit_output()函数。

3、完善uart_receive_input()函数。

4、在 MCUWIFI 将以下代码添加到通信板连接的串口的中断服务函数中,注意添加头文件或声明您使用的函数。

5、将wifi_uart_service()函数按照#error处理后注释提示信息。

6、将wifi_protocol_init()函数按照#error处理后注释提示信息。

接下来便是all_data_update()函数将自动报告系统中的所有函数 DP 信息,您不需要调用此函数。

第 4 步骤:定义结构体

为记录电风扇的工作状态,定义一个结构体。

在 protocol.c 完善文件 dp_download_switch_handle (),dp_download_mode_handle (),dp_download_fan_speed_handle () 和 dp_download_fan_direction_handle () 这四个功能处理函数。 在 protocol.c 文件的 dp_download_switch_handle () 函数中:

在 protocol.c 文件的 dp_download_mode_handle () 函数中:

在 protocol.c 文件的 dp_download_fan_speed_handle () 函数中:

在 protocol.c 文件的 dp_download_fan_direction_handle () 函数中:

第 5 步骤:功能实现

在 main.c 在文件中,添加头文件 #include "mcu_api.h" 和 #include “wifi.h定义以下宏和变量:

启动后,进入 while (1){} 循环前需要处理:

在 while (1){} 循环内:

在 set_fan_speed () 函数中:

小结

基于涂鸦智能平台, 使用三明治开发板,Keil 您可以快速开发智能风扇产品的原型,开发环境。

还等什么?Tuya Smart Developer Center

如需实现风扇的快速数智化转型,直接对接涂鸦智能风扇解决方案就行,低成本、低门槛,适配吊扇、落地扇、无叶风扇、塔扇等各式风扇产品,提供免开发SoC、MCU对接等方案,通过平滑的电机控制,模拟各类自然风吹的体验,同时还可实现多彩灯光调节,打造新颖的产品形态。

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BLDC 功能板采用 FU6832s 作为主控芯片,FU6832 系列是一款集成电机控制引擎(ME)和 8051 内核的高性能电机驱动专用芯片,ME 集成 FOC、MDU、LPF、PI、SVPWM/SPWM 等诸多硬件模组,可硬件自动完成电机 FOC/BLDC 运算控制。

8051 内核用于参数配置和日常事务处理,双核并行工作实现各种高性能电机控制。其中 8051 内核大部分指令周期为 1T 或 2T,芯片内部集成有高速运算放大器、比较器、Pre-driver、高速 ADC、高速乘 / 除法器、CRC、SPI、I2C、UART、LIN、多种 TIMER、PWM 等功能,内置高压 LDO,适用于 BLDC/PMSM 电机的方波、SVPWM/SPWM、FOC 驱动控制。

FU6832 内部具有全面保护,包括过压保护,欠压保护, 过流保护,FO 保护,堵转保护,缺相保护,过温保护,过功率保护,运放偏置电压异常保护。可根据需要选择使能对应的保护,再根据实际情况微调。

标签: iot门磁传感器专用风向风速传感器

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