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DIY手持风扇的教程

2022-8-31 06:07:57 3113 便携式 DIY设计

描述
DIY手持风扇

大家好，这里有一些很酷的东西，一个完全从头开始制作的 DIY 手持风扇。
这里的目标是制作一个我可以每天外出时使用的小型便携式风扇。

我准备了一个 3D 打印的机身并制作了一个定制的 PCB，上面装有驱动主电机的所有基本电子设备，我在这里使用的是微型有刷直流电机，它通常用于微型无人机，它声音很大，而且超级强大。
至于这个项目的大脑，我使用了一个 Attiny13A 来控制一个驱动直流电机的 Mosfet IC。

它的操作很简单，我们首先通过按下 ON-OFF 开关打开这个设置。
接下来，我们按下拨动开关启动 FAN。
它有两种模式，可以在单按和双按拨动开关时触发，第一次按此设置以 100% 速度运行，第二次按 50%，第三次按关闭状态。

所需材料

定制PCB
阁楼13A
TP4056
AO4406A
10K电阻0805封装
M7 二极管 SMA
1uF电容1206
1K电阻0805封装
红色 0603 LED
蓝色 0603 LED
开/关
拨动开关
C型端口
3D打印车身套装
直流微刷电机
无人机风扇
10uf 16v电容
锂电池 3.7V 1200mAh

基本概念

我首先准备了一个使用 A04406 IC 的简单设置，该 IC 与我们通过 Arduino Nano 按下拨动开关控制的直流电机相连。
我使用此设置创建了一个使用微型无人机电机的示例板，该电机通过 Attiny13A 控制并由 3.7V 锂电池供电。
我首先准备了一个带柄风扇的 3D 模型，以便在测试期间固定电机。
在检查了此设置的电机操作和实用性之后，我开始制作一个使用更小的 MCU 而不是 Arduino nano 的原理图。

3D打印设计

首先，我准备了一个由两部分组成的简单 3D 模型。
TOP 部分容纳电机，MID 部分容纳电路和锂电池。
我没有准备一个模型，而是将设计分为两个主要部分和一个将气流汇聚到用户的网。
TOP 部分固定电机并有一个通道，电机线通过该通道整齐地封闭，然后有一个 MIDDLE 部分通过螺钉固定 TOP 部分和 NET，中间部分还固定带有锂离子电池的电子电路。
我首先在 Fusion360 中对 PCB 进行建模，然后使用其轮廓测量来创建控制风扇叶片的 PCB 设计。

示意图

这是我准备的原理图，它由三部分组成，包括用于正确充电锂电池的 TP4056 IC 设置、作为该项目的大脑的 Attiny13A MCU 设置以及在 mosfet 中配置为开关设置的 A04406 IC 设置用于控制负载，在我们的例子中是直流电机。
TP4056 包含两个指示灯，红色和蓝色，红色表示电池电量不足，蓝色表示充满电。
我还添加了一个用于充电输入的 Type C 端口。
Attiny13A 通过一个 10K 电阻与 A04406 IC 的 Gate 连接，我们通过 Attiny MCU 向 Gate 提供 PWM 信号来控制电机速度。
至于刷新 Attiny，我添加了一个 CON6 Header Pin 和 Attiny 的 ISP Pins，这样我就可以连接一个程序员来烧录引导加载程序并在其中上传代码。

PCB设计

我最终确定了原理图，然后将其转换为电路板文件，然后我开始处理 PCB 文件。
至于 PCB 的形状，我使用了 fusion360 的测量值并首先准备了电路板轮廓，然后我将所有组件放置在它们的位置，并通过两层的轨道和形状将它们全部连接起来。

电路板组装
PCB组装过程将具有以下步骤。

锡膏点胶
拾取和放置过程
热板回流
THT 组件

锡膏点胶工艺

第一步是在每个元件焊盘上涂抹焊膏。
我们使用熔化温度为 140 至 270 °C 的普通 Sn-Pb 焊膏。

然后，我使用 ESD Tweeaser 小心地将每个 SMD 组件一个一个地挑选并放置在指定的位置，这需要大约 30 秒的时间，但结果是一个完美的 PCB，所有组件都放置在它们的位置。

热板回流

在“PICK & Place Process”之后，我小心翼翼地将整个电路板抬起并放在我的 DIY SMT Hotplate 上，它也是自制的，就像这个项目一样。
几分钟后，当热板达到焊膏熔化温度时，所有组件都将通过此热回流工艺焊接。

THT 组件

最后，我们将 THT 组件添加到 PCB。（开关、按钮和电容器）

用主草图闪烁 Attiny13A

Attiny13A 是一款 AVR MCU，可以通过 USBASP 等 ISP 编程器进行烧写，或者我们可以使用 Arduino Uno 或 Nano 板制作简单的 ISP 编程器。

我们转到示例草图> Arduino 作为 ISP 并将其上传到 Arduino Nano 板。
接下来，我们在 RST 和 GND 引脚之间添加一个 1uf 电容器，这将阻止 Arduino 在闪烁过程中重置（将 Arduino 上传为 ISP Sketch 后添加电容器）
下载 Attiny13 Core 文件
接下来，我们根据随附的接线图将 Attiny13A 的 SPI 引脚与 Arduino 引脚连接起来。
然后我们转到工具并更改 MCU 并选择 Attiny13。
我们选择正确的端口并将编程器更改为“Arduino as ISP”
接下来，我们点击Burn Bootloader，如果接线正确，你会看到“Done burn Bootloader”的信息。
最后，我们进入草图菜单并选择“使用编程器上传”，电路板将闪现当时打开的草图。

为了刷写 MCU，我使用了我现有的 AVR Flasher，它是一个 Arduino Nano，它运行 Arduino 作为 ISP Sketch。
要将编程器与 Attiny 的 SPI 引脚连接，我使用了一个临时的 Header 引脚插座，将 Attiny 的 SPI 引脚与 Arduino Nano 连接起来。

添加锂电池

接下来，我们将电池连接器 UC2515 添加到电路中，然后将其与焊盘焊接。
然后，我们将 3.7V 1200mAh 锂电池与电路连接，以便我们可以在下一步测试输出和其他一些东西。

测试

接下来，我们打开主开关，然后测量与电机连接的二极管和电池的 GND 两端的电压。
我们得到 3.6V，这是驱动微型直流电机的准确电压。
至于另一项测试，我们通过插入充电器来检查 TP4056 是否工作。当电池电压达到 4.2V 时，红色 LED 灯会一直亮并保持一段时间，红色 LED 灯熄灭，蓝色 LED 灯开始发光，这意味着电池已充电并且 TP4056 工作正常。

添加电机

接下来，我们通过将电机放置在原位，将微型电机添加到 3D 打印的 TOP 主体中。
为了测试此设置是否正常工作，我通过将电机的电线焊接到 PCB 上的连接器来临时添加了带有电路的电机。
然后我首先通过按下主开关打开电路来检查工作，然后我们单击一次按钮。
在第一个 Tap 电机以 100% 速度运行时，第二个 Tap 将速度降低 50%，第三个 Tap 完全关闭电机。

组装过程

测试板工作后，我们继续下一步也是最后一步，即组装风扇。

我们首先将电机的电线放置在 MID Body 中，然后使用底部的螺钉将 TOP Part 和 MID Body 连接在一起。
接下来，我们将网放置在原位，并使用两个螺钉将其固定在原位。
然后我们将电机线与电路焊接，然后将锂电池连接到电路
接下来，我们将电路放置到位并用三个螺钉将电路和电池固定到位，组装完成。

结果

这是这个内置的结果，一个可以工作的手持式 DC 风扇！
它响亮而超级棒，也很实用。我们可以把它带到外面并用它来对抗热量。

代码

	const int switchPin = 4;
	const int FANPin = 0;
	int FANMode = 1;

	void setup()
	{
	pinMode(FANPin, OUTPUT);
	pinMode(switchPin, INPUT_PULLUP);
	digitalWrite(FANPin, LOW);

	}
	void loop()
	{
	if (digitalRead(switchPin) ==LOW)
	{
	FANMode = FANMode + 1;
	if (FANMode == 4)
	{
	FANMode = 1;
	}
	}
	if (FANMode == 1)
	{
	digitalWrite(FANPin, LOW);
	delay(200);
	}
	else if (FANMode == 2)
	{
	digitalWrite(FANPin, HIGH);
	delay(200);
	}
	else if (FANMode == 3)
	{
	analogWrite(FANPin, 50);
	delay(200);
	}
	//delay(200); // see text
	}