5.3.6 风扇模块#

5.3.6.1 简介#

本教程将为您详细介绍风扇模块的使用方法和应用技巧。风扇模块是一种常见的散热设备,通过直流电机驱动扇叶旋转,产生气流以降低温度。教程内容包括风扇模块的工作原理、引脚功能、电路连接方法以及如何通过微控制器(如ESP32)控制风扇的开关和转速。您将学习如何编写代码来实现风扇的自动控制,并应用于各种场景,如温度调节、通风系统和电子设备散热。无论您是电子初学者还是有经验的开发者,本教程都将帮助您掌握风扇模块的应用,为您的项目增添有效的散热解决方案。

5.3.6.2 元件知识#

130电机风扇模块上有个直流电机,直流电机的工作原理是基于电磁感应和洛伦兹力。其核心结构包括定子、转子和换向器。定子产生固定磁场,转子(电枢)由线圈绕组组成,通电后产生磁场。当电流通过电刷和换向器进入转子线圈时,转子磁场与定子磁场相互作用,产生洛伦兹力,推动转子旋转。换向器在转子旋转时切换电流方向,确保转子持续受到同方向的力,从而维持旋转。通过电磁感应和洛伦兹力的作用,直流电机将电能转换为机械能,实现能量转换。由于其调速性能好、启动扭矩大,直流电机广泛应用于电动工具、电动汽车和家用电器等领域。

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130电机风扇模块是一种可以通过PWM调速的模块,使用时需要接两个引脚进行控制。该模块适用于需要调节风扇速度的应用场景,例如电脑散热、工业生产等。它小巧轻便、安装简单,是一种十分实用的模块。

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原理图:

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HR1124S芯片的作用是助于驱动电机,而电机所需电流较大,无法用三极管驱动更无法直接用IO口驱动。让电机转动起来的方法很简单,给电机两端添加电压即可。不同电压方向电机转向也不相同,在额度电压内,电压越大,电机转动得越快;反之电压越低,电机转动得越慢,甚至无法转动。控制方式有两种:一种是高低电平控制(控制转动和停止),一种是PWM控制(控制转速)。

参数:

  • 工作电压: DC 5V

  • 工作电流: (Max)400mA@5V

  • 最大功率: 2W

  • 转速: (16000+10%) 转/分@5V

5.3.6.3 接线图#

  • 电机模块的IN-引脚连接到io18,IN+引脚连接到io19

⚠️ 特别注意:智慧农场已经组装好了,这里不需要把电机模块拆下来又重新组装和接线,这里再次提供接线图,是为了方便您编写代码!

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5.3.6.4 实验代码#

代码文件在KidsBlock(Scratch)_代码文件夹中,代码文件为5_3_6_Motor.sb3,如下图所示:

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单击 “文件” --> “从电脑中上传”,然后选择保存代码的路径,选中代码文件打开即可,如下图所示:

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认识代码块

① 这个代码块,表示当启动ESP32这块开发板时,将运行代码。

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② 循环语句,顾名思义就是重复做一件事。

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③ 向电机(风扇)模块设置引脚INA的高低电平状态,高低电平决定了风扇的正反转;设置引脚INB的模拟输出,决定风扇的转速。

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④ 将程序的执行暂停一段时间,也就是延时。单位是秒。

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组合代码块

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5.3.6.5 实验结果#

按照接线图接好线,外接电源,选择好正确的开发板板型(ESP32 Dev Module)和 适当的串口端口(COMxx),然后单击按钮Img上传代码。上传代码成功后可以看到130电机模块上的风扇,每隔2秒,逆时针和顺时针交替旋转。

⚠️ 注意:电机在进行正反转时,间歇性的停止,为了防止正反转的瞬间,电机电流过大,导致开发板供电不足,而被迫复位,一定要保证外接电源,并且还要保证外接电源电压比较足。

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5.3.6.6 代码解释#

(1).向电机(风扇)模块设置引脚INA的高低电平状态,高低电平决定了风扇的正反转;设置引脚INB的模拟输出,决定风扇的转速。

  • 设置引脚INA

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  • 设置引脚INA的高低电平状态,高低电平决定了风扇的正反转。

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  • 设置引脚INB

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  • 设置引脚INB的模拟输出,决定风扇的转速。

    • 在INA引脚为高电平状态时,INB模拟输出越小,风扇越快。

    • 在INA引脚为低电平状态时,INB模拟输出越大,风扇越快。

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(2).逆时针转动2秒

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(3).停止2秒,停止的目的: 防止正反转的瞬间,电机电流过大,导致开发板供电不足,而被迫复位。

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(4).顺时针转动2秒

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