基于arduino超聲波測距調(diào)速風(fēng)扇的設(shè)計與制作

湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計

目錄

1產(chǎn)品功能分析....................................................1

2產(chǎn)品方案設(shè)計....................................................1

3產(chǎn)品模塊設(shè)計....................................................2

3.1產(chǎn)品組成...................................................2

3.2產(chǎn)品功能...................................................2

4產(chǎn)品硬件設(shè)計....................................................2

4.1系統(tǒng)原理圖.................................................2

4.2ArduinoUNO開發(fā)版.........................................3

4.3超聲波傳感器模塊...........................................4

4.4藍牙通信模塊...............................................5

4.5上位機APP..................................................5

5產(chǎn)品軟件設(shè)計....................................................6

5.1程序流程圖.................................................6

5.2程序代碼...................................................7

6產(chǎn)品使用說明書..................................................8

6.1產(chǎn)品裝配圖.................................................8

6.2產(chǎn)品操作說明...............................................8

附錄...............................................................9

附錄1元器件清單...............................................9

附錄2電路原理圖..............................................10

附錄3作品實物圖..............................................11

附錄4軟件程序代碼............................................12

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基于arduino超聲波測距調(diào)速風(fēng)扇設(shè)計與制作

1產(chǎn)品功能分析

此說明書是以ArduinoUNO開發(fā)板利用上位機app通過藍牙模塊與開發(fā)板通

信。在上位機app輸入控制啟動，關(guān)閉，高速，低速，測距調(diào)速的命令時，Arduino

UNO開發(fā)板接收到命令然后控制風(fēng)扇模塊實現(xiàn)對應(yīng)功能，再把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)遞給OLED

顯示屏達到實時顯示的效果。當(dāng)在上位機發(fā)送測距調(diào)速命令時，ArduinoUNO開

發(fā)板接收到命令然后啟動超聲波測距模塊，當(dāng)檢測到用戶距離風(fēng)扇大于20cm時

控制風(fēng)扇模塊為高速轉(zhuǎn)動。檢測到用戶距離風(fēng)扇小于20cm時控制風(fēng)扇模塊為低

速轉(zhuǎn)動。再把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)遞給OLED顯示屏達到實時顯示的效果。

2產(chǎn)品方案設(shè)計

方案是根據(jù)功能分析來的，要實現(xiàn)這些功能需要準(zhǔn)備模塊包括ArduinoUNO

開發(fā)板、超聲波傳感器模塊、風(fēng)扇模塊、OLED顯示屏模塊、藍牙模塊、上位機

藍牙通信APP等。

圖1系統(tǒng)組成框圖

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3產(chǎn)品模塊設(shè)計

根據(jù)系統(tǒng)框圖，每個部分的具體選擇設(shè)計

此產(chǎn)品是以ArduinoUNO開發(fā)版，另外接HC-SR04超聲波傳感器，直流130

電機小風(fēng)扇，0.96寸OLED顯示屏，藍牙通信模塊和網(wǎng)上免費上位機APP的綜合

設(shè)計。

3.1產(chǎn)品組成

1.ArduinoUNO開發(fā)版.

2.超聲波傳感器。

3.直流電機小風(fēng)扇。

4.OLED顯示屏。

5.藍牙模塊。

6.面包板。

7.杜邦線。

3.2產(chǎn)品功能

首先通過手機APP與ArduinoUNO開發(fā)版進行通信。在上位機app輸入控制

啟動，關(guān)閉，高速，低速，測距調(diào)速的命令時，ArduinoUNO開發(fā)板接收到命令

然后控制風(fēng)扇模塊實現(xiàn)對應(yīng)功能，再把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)遞給OLED顯示屏達到實時顯示的

效果。當(dāng)在上位機發(fā)送測距調(diào)速命令時，ArduinoUNO開發(fā)板接收到命令然后啟

動超聲波測距模塊，當(dāng)檢測到用戶距離風(fēng)扇大于20cm時控制風(fēng)扇模塊為高速轉(zhuǎn)

動。檢測到用戶距離風(fēng)扇小于20cm時控制風(fēng)扇模塊為低速轉(zhuǎn)動。再把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)遞

給OLED顯示屏達到實時顯示的效果。

4產(chǎn)品硬件設(shè)計

4.1系統(tǒng)原理圖

此產(chǎn)品是以ArduinoUNO開發(fā)版為主體部分，另外接HC-SR04超聲波傳感器，

直流130電機小風(fēng)扇，0.96寸OLED顯示屏，藍牙通信模塊的綜合設(shè)計。系統(tǒng)原

理圖如下：

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圖2系統(tǒng)原理圖

4.2ArduinoUNO開發(fā)版

ArduinoUNO是ArduinoUSB接口系列的最新版本，作為Arduino平臺的參

考標(biāo)準(zhǔn)模板。UNO的處理器核心是ATmega328，同時具有14路數(shù)字輸入/輸出口

（其中6路可作為PWM輸出），6路模擬輸入，一個16MHz晶體振蕩器，一個USB

口，一個電源插座，一個ICSPheader和一個復(fù)位按鈕。

ArduinoUNO開發(fā)板的特點：

（1）簡單清晰：是一款便捷靈活，方便上手的開源電子原型平臺。

（2）跨平臺：能在三大主流操作系統(tǒng)運行。

（3）開放性：在開源協(xié)議范圍內(nèi)可以任意修改原始設(shè)計及相應(yīng)代碼。

（4）型號多樣，功能豐富。

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圖3ArduinoUNO開發(fā)版原理圖

4.3超聲波傳感器模塊

HC-SR04超聲波測距模塊可提供2em-400e的非接觸式距離感測功能，測距

精度可達高到3mm；模塊包括超聲波發(fā)射器、接收器與控制電路。

超聲波傳感器工作原理：

采用I0口TRIG觸發(fā)測距，給最少10us的高電平。

模塊自動發(fā)送8個40khz的方波，自動檢測是否有信號返回。

有信號返回，通過I0口ECH0輸出一個高電平，高電平持續(xù)的時間就是超

聲波從發(fā)射到返回的時間。測試距離＝（高電平時間＊聲速（340M/S))/2。

圖4超聲波模塊原理圖

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4.4藍牙通信模塊

HC-06藍牙串口通信模塊，是基于BluetoothSpecificationV2.0帶

EDR藍牙協(xié)議的數(shù)傳模塊。無線工作頻段為2.4GHzISM，調(diào)制方式是GFSK。

模塊最大發(fā)射功率為4dBm，接收靈敏度-85dBm，板載PCB天線，可以實現(xiàn)10

米距離通信。

HC-06藍牙特點：低功耗、信號強、性能穩(wěn)定、通訊距離遠、低成本。

圖5藍牙模塊原理圖

4.5上位機APP

Arduino物聯(lián)網(wǎng)平臺串口調(diào)試工具是一款免費，小巧，便捷的串口調(diào)試工具，

基礎(chǔ)模式分為WiFi模式和藍牙模式。由于本產(chǎn)品使用的是藍牙模式所以WiFi

模式就不進一步說明。

操作簡要說明：

進入藍牙模式后搜索設(shè)備-在設(shè)備顯示區(qū)域找到對應(yīng)的藍牙模塊與其匹配。

勾選HEX十六進制發(fā)送-在下方文本區(qū)域輸入發(fā)送的命令-發(fā)送成功后會在

接收區(qū)域展示。

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圖6串口調(diào)試工具的界面

5產(chǎn)品軟件設(shè)計

5.1程序流程圖

圖7程序流程圖

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5.2程序代碼

程序代碼使用的米思齊圖形化編程軟件及Arduino編寫而成。

圖8程序代碼

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6產(chǎn)品使用說明書

6.1產(chǎn)品裝配圖

圖9產(chǎn)品裝配圖

6.2產(chǎn)品操作說明

第一步，首先通過手機app與開發(fā)板通信。

第二步，發(fā)送控制命令，控制風(fēng)扇風(fēng)速。

第三步，輸入命令使超聲波測距控制風(fēng)扇。

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附錄

附錄1