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智能风扇是一款常见的智能设施，用户能够应用手机 App 轻松管制，通过近程管制开关、风速、场景联动等来轻松发明出和煦、放松、舒服的室内空间。本教程采纳 Keil5 进行编程，基于涂鸦 IoT 平台和三明治 BLDC 性能板，介绍如何疾速开发一款安全性强的智能风扇的原型。
计划介绍
MCU 计划与 SoC 计划不同，传感器和联网模组的驱动代码写在 MCU 中，您能够本人开发 MCU 代码，领有更多的可玩性。
涂鸦三明治开发板 BLDC 套件中，BLDC 板通过 PWM 接口接管 NUCLEO-G071RB 传过来的 PWM，BLDC 板通过接管到的 PWM 的占空比的大小对电机进行驱动。MCU 控制板通过串口 与 Wi-Fi 通信板连贯，应用涂鸦智能 App 配网，能够将 BLDC 板的输入参数状态展示在手机端。MCU 型号为 STM32G071RB。
相干信息
只需简略的外围解决便可实现高效率的 FOC 电机驱动。FU6832 的有感启动无感运行 FOC 驱动次要利用在各类低压风机上，典型利用如落地扇、空气净化器等。
留神 ：尽管 BLDC 性能板反对串口，按键和 PWM 管制，然而 MCU 控制板和 Wi-Fi 通信板通过右下角串口通信，为了缩小对 BLDC 管制的影响，该性能板默认是只反对 PWM 管制的。
BLDC 板的采样频率是 12M，通过 PWM 占空比的大小来管制电机转速的，输出 PWM 占空比越大转速越快。PWM 占空比越大转速越快，本教程中预设的输入频率为 1000HZ。
- 开机 PWM 占空比：0.08，大于该占空比时开机
- 关机 PWM 占空比：0.06，小于该占空比关机（停机占空比不要设置为扭转转向占空比区间内）
- 扭转转向的 PWM 占空比：0.01~0.025，处于该占空比则停机改变方向
- PWM 输入极性（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 模组，负责智能化连贯。模组已烧录通用固件，MCU 对接涂鸦串口协定，即可应用涂鸦模组、App、云一站式智能化服务。
涂鸦三明治 BLDC 电机驱动性能板
数量：1
负责通过判断接管到的 PWM 的占空比大小进行对电机的管制。
涂鸦三明治直流供电电源板
数量：1
用规范的 Arduino 外形尺寸，您能够间接将相应的开发板重叠在上方进行供电。因对 BLDC 性能板须要 12V，5V，3.3V 电源，应用电源板能够缩小排线。
NUCLEO-G071RB
数量：1
采纳 ST 官网 MCU 主控板，负责传感数据接管和模组通信管制。NUCLEO-G071RB 开发板反对 Arduino 接口。
- 第 1 步：硬件连贯和例程环境
本次应用的涂鸦三明治开发板 BLDC 套件次要蕴含：
BLDC 性能板
Wi-Fi MCU 通信板
NUCLEO-G071RB
涂鸦直供电源电源板将三明治开发板套件电源板，控制板、通信板、性能板拼接组装，实物成果如下图。
软件开发过程次要基于 Keil5 实现 MCU 与传感器和模组协定对接。首先调通 MCU 和模组的通信，能够实现 App 配网，MCU 数据传输到 App。
- 第 2 步：创立产品和工程
您能够依据以下步骤，疾速在涂鸦 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 选品类创立产品 创立一款门磁产品。其中产品属性如下：
开发方式：自定义计划
联网形式：Wi-Fi
功耗类型：规范功耗
3、依据页面提醒抉择产品的规范性能和自定义性能。例如，性能抉择为风向、风速、工作模式、开关等。您还能够对某一项性能进行编辑。例如，如果您抉择了工作模式性能，能够持续批改模式为自然风和睡眠风两种。
4、抉择您喜爱的面板，第一次开始调试也能够抉择为开发调试面板，便于调试，前面也能够更换面板。
5、面板抉择完后，进入 硬件开发 阶段，在页面拉到最上面，下载开发材料。
6、硬件测试。下载到 MCU 开发包后，应用开发包中的涂鸦模组调试助手，您能够应用助手模仿 MCU 模式，配合调试模组通信板，验证模组是否通信失常，同时也能够相熟涂鸦串口协定进步对接效率。确定通信板失常可用的，能够跳过此步骤。若调试过程中对协定收发有疑难，也能够应用此助手帮助查看正确数据交互格局。应用步骤可参考 涂鸦模组调试助手应用阐明。
- 第 3 步：移植 MCU SDK
本章节简略介绍了移植过程和性能实现，将 mcu_sdk 中的文件退出工程后，编译依据报错提醒，进行批改。如需查看具体的移植调试教程，请参考 MCU SDK 移植。
1、如果编译过程中产生谬误 #40: expected an identifier DISABLE = 0 相似的谬误提醒，能够蕴含头文件 #include “stm32f1xx.h 来解决。对应头文件为理论芯片型号，例如，一个 G071RB 的芯片能够增加为 #include “stm32g0xx.h。本教程因为没有介绍 Wi-Fi 功能测试，所以正文了 WIFI_TEST_ENABLE 的宏。
//#define WIFI_TEST_ENABLE2、欠缺 uart_transmit_output() 函数。
3、欠缺 uart_receive_input() 函数。
4、在 MCUWIFI 通信板连贯的串口的中断服务函数中增加以下代码，留神增加头文件或申明您用到的函数。
5、将 wifi_uart_service() 函数依照 #error 中的提醒信息处理，解决后正文掉。
6、将 wifi_protocol_init() 函数依照 #error 中的提醒信息处理，解决后正文掉。
接下来便是 all_data_update() 函数，该函数会主动上报零碎中所有 DP 信息，您不须要调用该函数。
第 4 步：定义构造体
定义一个构造体，用来记录电扇的工作状态。
// 工作模式
typedef enum {
nature = 0,
sleep
}fan_mode_t;
// 正反转
typedef enum {
forward = 0,
reverse
}fan_direction_t;
// 电扇工作状态构造体
typedef struct {
_Bool OnOff;
fan_mode_t e_fan_mode;
unsigned long speed;
fan_direction_t e_fan_direction;
}fan_status_t;
// 电扇状态构造体，全局变量
fan_status_t gs_fan_status = {
.OnOff = FALSE,
.e_fan_mode = nature,
.speed = 10,
.e_fan_direction = forward
}; 在 protocol.c 文件中，欠缺 dp_download_switch_handle()，dp_download_mode_handle()，dp_download_fan_speed_handle() 和 dp_download_fan_direction_handle() 这四个性能处理函数。
在 protocol.c 文件的 dp_download_switch_handle() 函数中：
static unsigned char dp_download_switch_handle(const unsigned char value[], unsigned short length)
{
// 示例: 以后 DP 类型为 BOOL
unsigned char ret;
//0: 关 /1: 开
unsigned char switch_1;
switch_1 = mcu_get_dp_download_bool(value,length);
if(switch_1 == 0) {
// 开关关
gs_fan_status.OnOff = FALSE;
}else {
// 开关开
gs_fan_status.OnOff = TRUE;
}
// 解决完 DP 数据后应有反馈
ret = mcu_dp_bool_update(DPID_SWITCH,switch_1);
if(ret == SUCCESS)
return SUCCESS;
else
return ERROR;
} 在 protocol.c 文件的 dp_download_mode_handle() 函数中：
static unsigned char dp_download_mode_handle(const unsigned char value[], unsigned short length) {
// 示例: 以后 DP 类型为 ENUM
unsigned char ret;
unsigned char mode;
mode = mcu_get_dp_download_enum(value,length);
switch(mode) {
case 0:
gs_fan_status.e_fan_mode = nature; // 自然风模式
break;
case 1:
gs_fan_status.e_fan_mode = sleep; // 睡眠风模式
break;
default:
gs_fan_status.e_fan_mode = nature;
break;
}
// 解决完 DP 数据后应有反馈
ret = mcu_dp_enum_update(DPID_MODE, mode);
if(ret == SUCCESS)
return SUCCESS;
else
return ERROR;
} 在 protocol.c 文件的 dp_download_fan_speed_handle() 函数中：
static unsigned char dp_download_fan_speed_handle(const unsigned char value[], unsigned short length) {
// 示例: 以后 DP 类型为 VALUE
unsigned char ret;
unsigned long fan_speed;
fan_speed = mcu_get_dp_download_value(value,length);
/*
//VALUE 类型数据处理
*/
gs_fan_status.speed = fan_speed; // 将下发的速度值给全局变量
// 解决完 DP 数据后应有反馈
ret = mcu_dp_value_update(DPID_FAN_SPEED,fan_speed);
if(ret == SUCCESS)
return SUCCESS;
else
return ERROR;
} 在 protocol.c 文件的 dp_download_fan_direction_handle() 函数中：
static unsigned char dp_download_fan_direction_handle(const unsigned char value[], unsigned short length) {
// 示例: 以后 DP 类型为 ENUM
unsigned char ret;
unsigned char fan_direction;
fan_direction = mcu_get_dp_download_enum(value,length);
switch(fan_direction) {
case 0: // 判断以后风向是否为正转，以后风向若不是正转，则扭转风向，并将以后状态给全局变量
if(gs_fan_status.e_fan_direction != forward) {change_fan_direction();
gs_fan_status.e_fan_direction = forward;
}
break;
case 1: // 判断以后风向是否为反转，以后风向若不是反转，则扭转风向，并将以后状态给全局变量
if(gs_fan_status.e_fan_direction != reverse) {change_fan_direction();
gs_fan_status.e_fan_direction = reverse;
}
break;
default:
break;
}
// 解决完 DP 数据后应有反馈
ret = mcu_dp_enum_update(DPID_FAN_DIRECTION, fan_direction);
if(ret == SUCCESS)
return SUCCESS;
else
return ERROR;
}第 5 步：性能实现
在 main.c 文件中，增加头文件 #include “mcu_api.h” 和 #include“wifi.h”，定义以下宏和变量：
// 最小速度时，输入的 PWM 占空比
#define MIN_SPEED 10
// 最大速度时，输入的 PWM 占空比
// 最大速度输入的 PWM 占空比应该为 100(倡议最大设置为 99)，我这里因为演示设置较低
#define MAX_SPEED 35
// 关机输入占空比
#define OFF_SPEED 5
// 扭转风扇转向输入的 PWM 值，在 BLDC 开发板中输入 PWM 在 1%~2.5% 之间扭转电机转向
#define DIRECTION_CHANGE_PWM 15
// 睡眠模式下，风速扭转工夫
#define SLEEP_TIME 700
// 上一次风扇速度，全局变量
unsigned long last_fan_speed = 0;
// 风速 sleep 模式下，扭转风速计数值和风速扭转标记，全局变量
unsigned long fen_count = SLEEP_TIME;
_Bool sleep_speed_flag = TRUE; 启动后，进入 while(1){} 循环前需解决的：
void setup(void)
{
// 优先输入频率为 1000HZ，占空比为 5%，使电机处于关机状态
HAL_TIM_PWM_Start(&htim3,TIM_CHANNEL_2);
__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim3, TIM_CHANNEL_2, (OFF_SPEED * 10));
// 关上与涂鸦三明治 Wi-Fi MCU 通信板（E3S）通信的 UART1 接管中断
__HAL_UART_ENABLE_IT(&huart1, UART_IT_RXNE);
// 实现 wifi 协定初始化
wifi_protocol_init();}在 while(1){} 循环内：
while (1)
{
//wifi 串口数据处理服务
wifi_uart_service();
// 进入配网模式，并扭转 LED 灯状态进行提醒
connect_tuya();
if (gs_fan_status.OnOff == TRUE) { // 开机
// 判断工作模式
check_mode();} else {set_fan_speed(0);
}
}在 connect_tuya() 函数中：
// 该函数次要性能为：当 PC3 被拉低后，进入配网模式。依据不同联网状态，扭转 LED 灯状态进行提醒。void connect_tuya(void)
{
// 判断 PC3 是否拉低
if (HAL_GPIO_ReadPin(WIFI_KEY_GPIO_Port, WIFI_KEY_Pin) == GPIO_PIN_RESET) {HAL_Delay(300);
if (HAL_GPIO_ReadPin(WIFI_KEY_GPIO_Port, WIFI_KEY_Pin) == GPIO_PIN_RESET) {mcu_set_wifi_mode(0);
}
}
// 获取以后连贯状态，显示 LED 提醒
switch(mcu_get_wifi_work_state())
{
case SMART_CONFIG_STATE: //SMART 配网模式，快闪
HAL_GPIO_TogglePin(LED_GREEN_GPIO_Port, LED_GREEN_Pin);
HAL_Delay(250);
break;
case AP_STATE: //AP 配网模式，快闪
HAL_GPIO_TogglePin(LED_GREEN_GPIO_Port, LED_GREEN_Pin);
HAL_Delay(250);
break;
case WIFI_NOT_CONNECTED: // 慢闪
HAL_GPIO_TogglePin(LED_GREEN_GPIO_Port, LED_GREEN_Pin);
HAL_Delay(250);
break;
case WIFI_CONNECTED:// 常亮，连贯到 WIFI
case WIFI_CONN_CLOUD:// 常亮，连贯到 WIFI 和云平台
HAL_GPIO_WritePin(LED_GREEN_GPIO_Port, LED_GREEN_Pin, GPIO_PIN_SET);
break;
default:
HAL_GPIO_WritePin(LED_GREEN_GPIO_Port, LED_GREEN_Pin, GPIO_PIN_RESET);
break;
}
} 在 set_fan_speed() 函数中：
// 该函数次要性能为：依据不同转速，输入对应的 PWM。PWM 频率为 1000HZ。void set_fan_speed(unsigned long speed)
{
// 输出为 0，敞开电机
if (speed == 0) {__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim3, TIM_CHANNEL_2, (OFF_SPEED * 10));
last_fan_speed = OFF_SPEED; // 将以后转速，记录下来
return;
}
// 判断输出值是否超出最大，最小值
if (speed < MIN_SPEED) {__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim3, TIM_CHANNEL_2, (MIN_SPEED * 10));
last_fan_speed = MIN_SPEED;
} else if (speed > MAX_SPEED) {__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim3, TIM_CHANNEL_2, (MAX_SPEED * 10));
last_fan_speed = MAX_SPEED;
} else {__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim3, TIM_CHANNEL_2, (speed * 10));
last_fan_speed = speed;
}
return;
}
在 check_mode() 函数中：void check_mode(void)
{if (gs_fan_status.e_fan_mode == sleep) { // 进入睡眠模式
if ((sleep_speed_flag == TRUE) && (fen_count >= SLEEP_TIME)) {set_fan_speed(gs_fan_status.speed);
// 计数清零，扭转风速
fen_count = 0;
sleep_speed_flag = FALSE;
} else if((sleep_speed_flag == FALSE) && (fen_count >= SLEEP_TIME)) {set_fan_speed(MIN_SPEED);
// 计数清零，扭转风速
fen_count = 0;
sleep_speed_flag = TRUE;
}
fen_count++;
HAL_Delay(10);
} else {if (last_fan_speed != gs_fan_status.speed) { // 如果上一次转速和指标转速不统一，扭转转速
set_fan_speed(gs_fan_status.speed);
}
}
}小结
基于涂鸦智能平台，应用三明治开发板，Keil 开发环境您能够疾速地开发一款智能风扇产品的原型。
还等什么？
auth.tuya.com/register?from=http%3A%2F%2Fiot.tuya.com%2F&_source=e74d60a1928993e1892f7e5efbaa5467
更多信息
BLDC 性能板采纳 FU6832s 作为主控芯片，FU6832 系列是一款集成电机管制引擎（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，可硬件主动实现电机 FOC/BLDC 运算管制。8051 内核用于参数配置和日常事务解决，双核并行工作实现各种高性能电机管制。其中 8051 内核大部分指令周期为 1T 或 2T，芯片外部集成有高速运算放大器、比拟器、Pre-driver、高速 ADC、高速乘 / 除法器、CRC、SPI、I2C、UART、LIN、多种 TIMER、PWM 等性能，内置低压 LDO，实用于 BLDC/PMSM 电机的方波、SVPWM/SPWM、FOC 驱动管制。
FU6832 外部具备全面爱护，包含过压爱护，欠压爱护，过流爱护，FO 爱护，堵转爱护，缺相爱护，过温爱护，过功率爱护，运放偏置电压异样爱护。可依据须要抉择使能对应的爱护，再依据理论状况微调。