【導(dǎo)讀】使用都非常簡單。但是隨著科技的發(fā)展，人們對電風(fēng)扇的要求也越來越高了，特別是人。因此對于臺式風(fēng)扇而言，它并不是完全的智能化。本設(shè)計以SN8P2501B為主控制芯片，BISS0001及其外圍電路作為紅外感應(yīng)裝置，PM35L-048步進電機及6個發(fā)光二極管組合實現(xiàn)其功能。紅外感應(yīng)模塊通過步進電機的。在步進電機正轉(zhuǎn)180°范圍內(nèi)，進電機步數(shù)循環(huán)閃爍，步進電機反轉(zhuǎn)180°。人存在，則在反轉(zhuǎn)180°結(jié)束后關(guān)閉步進電機及LED模擬功能。

　　

【正文】 /4T。第四拍 D 相通正向電流， D與 N4 相對齊，轉(zhuǎn)子再次向右轉(zhuǎn)過 1/4T,N5 齒與 A極軸線向右錯開 1/4T。 當(dāng)再到 A 相通正向電流時， N5齒與 A極軸線相對齊，至此轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一個齒距 T，如果不斷地按 ABCDA? 通電，電機就按每步（每脈沖） 1/4T 向右連續(xù)旋轉(zhuǎn)。如按ADCBA?? 通電， 電機則反轉(zhuǎn)。 如果通的不是正向電流而是反向電流，定子產(chǎn)生的不是 S 極而是 N極，每相通電時對應(yīng)的 S 齒與其軸線相 對齊，旋轉(zhuǎn)的方向不變。 感應(yīng)子式步進電機某 種程度上可以看作是低速同步電機。一個四相電機可以作四相運行，也可以作二相運行。（必須采用雙極電壓驅(qū)動），而反應(yīng)式電機則不能如此。例如：四相，八相運行（ AABBBCCCDDDAA）完全可以采用二相八拍運行方式 .不難發(fā)現(xiàn)其條件為 C=A ,D=B . 一個二相電機的內(nèi)部繞組與四相電機完全一致，小功率電機一般直接接為二相，而功率大一點的電機，為了方便使用，靈活改變電機的動態(tài)特點，往往將其外部接線為八根引線（四相），這樣使用時，既可以作四相電機使用，更可以作二相電機繞組串聯(lián)或并聯(lián)使用 ,靈活的改變電機的 性能。 感應(yīng)子式步進電機與傳統(tǒng)的反應(yīng)式步進電機相比，結(jié)構(gòu)上轉(zhuǎn)子加有永磁體，以提供軟磁材料的工作點，而定子激磁只需提供變化的磁場而不必提供磁材料工作點的耗能，因此該電機效率高，電流小，發(fā)熱低。因永磁體的存在，該電機具有較強的反電勢，其自身阻尼作用比較好，使其在運轉(zhuǎn)過程中比較平穩(wěn)、噪音低、低頻振動小。 感應(yīng)子式步進電機以相數(shù)可分為：二相電機、三相電機、四相電機、五相電機等。以機座號（電機外徑）可分為： 42BYG(BYG 為感應(yīng)子式步進電機代號）、 57BYG、 86BYG、110BYG（國際標(biāo)準(zhǔn)），而像 70BYG、 90BYG、 130BYG 等均為國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)。 步進電機的靜態(tài)指標(biāo)術(shù)語 相數(shù)：產(chǎn)生不同對極 N、 S磁場的激磁線圈對數(shù)。常用 m表示。 拍數(shù)：完成一個磁場周期性變化所需脈沖數(shù)或?qū)щ姞顟B(tài)用 n表示，或指電機轉(zhuǎn)過一個齒距角所需脈沖數(shù)，以四相電機為例，有四相四拍運行方式即 ABBCCDDAAB，四相八拍運行方式即 AABBBCCCDDDAA。 步距角：對應(yīng)一個脈沖信號，電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角位移用 θ 表示。 θ=360 度（轉(zhuǎn)子齒數(shù) J*運行拍數(shù)），以常規(guī)二、四相，轉(zhuǎn)子齒為 50 齒電機為例。四拍運行時步距角為 θ=360 度 /（ 50*4） = 度（俗稱整步），八拍運行時步距角為 θ=360 度 /（ 50*8） =度（俗稱半步）。 定位轉(zhuǎn)矩：電機在不通電狀態(tài)下，電機轉(zhuǎn)子自身的鎖定力矩（由磁場齒形的諧波以及機械誤差造成的）。 靜轉(zhuǎn)矩：電機在額定靜態(tài)電作用下，電機不作旋轉(zhuǎn)運動時，電機轉(zhuǎn)軸的鎖定力矩。此力矩是衡量電機體積（幾何尺寸）的標(biāo)準(zhǔn)，與驅(qū)動電壓及驅(qū)動電源等無關(guān)。 步進電機的動態(tài)指標(biāo)術(shù)語 單步誤差： 步進電機每轉(zhuǎn)過一個步距角的實際值與理論值的誤差稱之為單步誤差。用百分比表示：誤差值 /步距角 *100%。不同的細 分驅(qū)動器和不同的細分?jǐn)?shù)其值不同。 累積誤差： 步進電機轉(zhuǎn)過的實際角度值與理論值的最大誤差稱之為累積誤差，其值為單步誤差值的總和的最大值。以具體角度值表示。它比單步誤差更為重要。 失步：電機運轉(zhuǎn)時運轉(zhuǎn)的步數(shù)，不等于理論上的步數(shù) ， 稱之為失步。 失調(diào)角：轉(zhuǎn)子齒軸線偏移定子齒軸線的角度，電機運轉(zhuǎn)必存在失調(diào)角，由失調(diào)角產(chǎn)生的誤差，采用細分驅(qū)動是不能解決的。 最大空載起動頻率：電機在某種驅(qū)動形式、電壓及額定電流下，在不加負(fù)載的情況下，能夠直接起動的最大頻率。 最大空載的運行頻率：電機在某種驅(qū)動形式，電壓及額定電流下，電機 不帶負(fù)載的最高轉(zhuǎn)速頻率。 PM35L048 步進電機 介紹 紅外感應(yīng)模塊需要在步進馬達的帶動下去檢測人范圍，因此對步進馬達的要求比較高， 盡量選擇永磁感應(yīng)式步進電機，步進電機 每步旋轉(zhuǎn)角度不能太大，也不能太小。角度太大會造成鎖定人 范圍 的誤差較大；角度太小會導(dǎo)致判斷范圍所需時間太長。綜合考慮后本設(shè)計選用 PM35L048 永磁感應(yīng)四相式步進電機 ，采用四相八拍法 來帶動紅外感應(yīng)模塊。 PM35L048 永磁感應(yīng)四相式步進 電機 ，步矩角為 176。 ，相數(shù)為 4， 因此 電機 一步旋轉(zhuǎn)角度為 176。 。 其參考特性入表 35 所 示 表 35 PM35L048 參考特性 參考特性 電機尺寸 PM35L048 每旋轉(zhuǎn)步數(shù) 48（ 176。/1 步） 驅(qū)動方式 22 相 驅(qū)動電路 Unipolar Bipolar Chopper 驅(qū)動電壓 24V 24V 電流 /相 500mA 線圈電阻 /期 30 歐姆 歐姆 驅(qū)動 IC 25C3346 UDN29168V 永磁材料 鐵氧體磁鐵塑膠（ MSPL） 極地各項異性鐵氧體燒結(jié)磁體（ MS50） 銣鐵硼磁鐵粘結(jié)（ MS70） 絕緣電阻 最小電阻 100M 歐姆 電介質(zhì)強度 最小交流電壓 500V 絕緣等級 E類 工作溫度 10176。C 50176。C 儲存溫度 30176。C 80176。C 經(jīng)營坎 相對濕度 20%90% 其電路圖為 圖 314 步進電機電路 D7D10 起保護三極管功能，因為輸出的信號是 PWM 信號，經(jīng)過步進電機后，電機內(nèi)部的磁場會產(chǎn)生反電動勢，使 NPN 的 集電 極電壓增大，通過 D7D10 除去反電動勢，保護三極管 。 紅外感應(yīng)模塊 紅外感應(yīng)裝置的工作原理 人體都有恒定的體溫，一般在 37176。 ,會發(fā)射 10um 左右的特定波長紅外線， 用專 門的熱釋電紅外傳感器 (PIR)就可以針對性的檢測這種紅外線的存在與否，當(dāng)人體紅外線照射到傳感器上后，因熱釋電效應(yīng)將向外釋放電荷，后續(xù)電路經(jīng)檢測處理后就能產(chǎn)生控制信號。這種專門設(shè)計的探頭只對波長為 10μm 左右的紅外輻射敏感，所以除人體以外的其他物體不會引發(fā)探頭動作。探頭內(nèi)包含兩個互相串聯(lián)或并聯(lián)的熱釋電元，而且制成的兩個電極化方向正好相反，環(huán)境背景輻射對兩個熱釋元件幾乎具有相同的作用，使其產(chǎn)生釋電效應(yīng)相互抵消，于是探測器無信號輸出。一旦人侵入探測區(qū)域內(nèi)，人體紅外輻射通過部分鏡面聚焦，并被熱釋電元接收，但是兩 片熱釋電元接收到的熱量不同，熱釋電也不同，不能抵消，于是輸出檢測信號。 為了增強敏感性并降低白光干擾，通常在探頭的輻射照面覆蓋有特殊的菲泥爾濾光透鏡， 菲 泥 爾透鏡有兩種形式，即折射式和反射式。菲 泥 爾透鏡作用有兩個 :一是聚焦作用，即將熱釋的紅外信號折射（反射）在 PIR 上，第二個作用是將警戒區(qū)內(nèi)分為若干個明區(qū)和暗區(qū)，使進入警戒區(qū)的移動物體能以溫度變化的形式在 PIR 上產(chǎn)生變化熱釋紅外信號，這樣 PIR 就能產(chǎn)生變化的電信號。 BISS0001 紅外感應(yīng)信號處理器 BISS0001 是一款高性能的傳感信號處理 集成電路。靜態(tài)電流極小，配以熱釋電紅外傳感器和少量外圍元器件即可構(gòu)成被動式的熱釋電紅外傳感器。 特點： CMOS 數(shù)?；旌蠈Ｓ眉呻娐?； 具有獨立的高輸入阻抗運算放大器 ； 內(nèi)部的雙向鑒幅器可有效抑制干擾 ； 內(nèi)設(shè)延遲時間定時器和封鎖時間定時器 ，調(diào)節(jié)范圍； 工作電壓范圍為 +3V～ +5V ； 圖 315 BISS0001 管腳圖 表 36 引腳說明 引腳 名稱 I/O 功能說明 1 A I 可重復(fù)觸發(fā)和不可重復(fù)觸發(fā)選擇端。當(dāng) A為 “1” 時，允許重復(fù)觸發(fā)；反之，不可重復(fù)觸發(fā) 2 V0 O 控制信號 輸出端。由 VS 的上跳前沿觸發(fā)，使 Vo 輸出從低電平跳變到高電平時視為有效觸發(fā)。在輸出延遲時間 Tx之外和無 VS 的上跳變時， Vo 保持低電平狀態(tài)。 3 RR1 輸出延遲時間 Tx 的調(diào)節(jié)端 4 RC1 輸出延遲時間 Tx 的調(diào)節(jié)端 5 RC2 觸發(fā)封鎖時間 Ti 的調(diào)節(jié)端 6 RR2 觸發(fā)封鎖時間 Ti 的調(diào)節(jié)端 7 VSS 工作電源負(fù)端 8 VRF I 參考電壓及復(fù)位輸入端。通常接 VDD，當(dāng)接 “0” 時可使定時器復(fù)位 9 VC I 觸發(fā)禁止端。當(dāng) VCVR時允許觸發(fā) (VR≈) 10 IB 運算放大器偏置電流設(shè)置端 11 VDD 工作電源正端 12 2OUT O 第二級運算放大器的輸出端 13 2IN I 第二級運算放大器的反相輸入端 14 1IN+ I 第一級運算放大器的同相輸入端 15 1IN I 第一級運算放大器的反相輸入端 16 1OUT O 第一級運算放大器的輸出端 圖 316 BISS0001 內(nèi)部框圖 BISS0001 是由運算放大器、電壓比較器、狀態(tài)控制器、延遲時間定時器以及封鎖時間定時器等構(gòu)成的數(shù)?；旌蠈Ｓ眉呻娐?。 表 37 BISS0001 直流特性參數(shù) 符號 參數(shù) 測試條件 最小值 最大值 VD0 電壓工作范圍 3V 5V ID0 工作電流 無負(fù)載 VD0=3V 50uA VD0=5V 100uA VOS 輸入失調(diào)電壓 VD0=5V 50mV IOS 輸入失調(diào)電流 VD0=5V 50nA Avo 開環(huán)電壓增益 VD0=5V， RL= 60dB CMRR 共模抑制比 VD0=5V， RL= 60dB VYH 運放輸出高電平 VD0=5V RL=500K 接 1/2 VD0 VYL 運放輸出低電平 VRH Vc 端輸入高電平 VRF= VD0=5V VRL Vc 端輸入低電平 VCH Vo 端輸出高電平 VD0=5V， ICH= 4V VCL Vo 端輸出低電平 VD0=5V， ICH= VAH A端輸入高電平 VD0=5V VAL A端輸入低電平 VD0=5V 以下圖所示的不可重復(fù)觸發(fā)工作方式下的波形，來說明其工 作過程。 圖 317 不可重復(fù)觸發(fā)工作方式 首先，根據(jù)實際需要，利用運算放大器 OP1 組成傳感信號預(yù)處理電路，將信號放大。然后耦合給運算放大器 OP2，再進行第二級放大，同時將直流電位抬高為 VM(≈)后，將輸出信號 V2送到由比較器 COP1 和 COP2 組成的雙向鑒幅器，檢出有效觸發(fā)信號Vs。由于 VH≈ 、 VL≈ ，所以，當(dāng) VDD=5V 時，可有效抑制 177。1V 的噪聲干擾，提高系統(tǒng)的可靠性。 COP3 是一個條件比較器。當(dāng)輸入電壓 VCVR時， COP3 輸出為高電平，進入延時周期。當(dāng) A 端接 “0 ” 電平時，在 Tx時間內(nèi)任何 V2的變化都被忽略，直至 Tx時間結(jié)束，即所謂不可重復(fù)觸發(fā)工作方式。當(dāng) Tx時間結(jié)束時， Vo 下跳回低電平，同時啟動封鎖時間定時器而進入封鎖周期 Ti。在 Ti 時間內(nèi)，任何 V2的變化都不能使 Vo 跳變?yōu)橛行顟B(tài)（高電平） ,可有效抑制負(fù)載切換過程中產(chǎn)生的各種干擾。 以下圖所示的可重復(fù)觸發(fā)工作方式下的波形，來說明其工作過程。 圖 318 可重復(fù)觸發(fā)工作方式 可重復(fù)觸發(fā)工作方式下的波形在 VC=“0” 、 A=“0” 期間，信號 Vs 不能觸發(fā) Vo 為有效狀態(tài)。在 VC=“1” 、 A=“1” 時， Vs 可重復(fù)觸發(fā) Vo 為有效狀態(tài)，并可促使 Vo 在 Tx周期內(nèi)一直保持有效狀態(tài)。在 Tx 時間內(nèi)，只要 Vs發(fā)生上跳變，則 Vo 將從 Vs 上跳變時刻起繼續(xù)延長一個 Tx 周期；若 Vs 保持為 “1” 狀態(tài)，則 Vo 一直保持有效狀態(tài)；若 Vs保持為 “0” 狀態(tài)，則在 Tx周期結(jié)束后 Vo恢復(fù)為無效狀態(tài)，并且，同樣在封鎖時間 Ti時間內(nèi)，任何 Vs 的變化都不能觸發(fā) Vo 為有效狀態(tài)。 圖 319 BISS0001 應(yīng)用電路圖 上圖中，運算放大器 OP1 將熱釋電紅外傳感器的輸出信號作第一級放大，然后由C3 耦合給運算放大器 OP2 進行第二級放大，再經(jīng)由電壓比較器 COP1 和 COP2 構(gòu)成的雙向鑒幅器處理后，檢出有效觸發(fā)信號 Vs 去啟動延遲時間定時器，輸出信號 Vo 經(jīng)晶體管T1 放大驅(qū)動繼電器去接通負(fù)載。 R3 為光敏電阻，用來檢測環(huán)境照度。當(dāng)作為照明控制時，若環(huán)境較明亮， R3 的電阻值會降低，使 9 腳的輸入保持為低電平，從而封鎖觸發(fā)信號 Vs。 SW1 是工作方式選擇開關(guān)，當(dāng) SW1 與 1端連通時，芯片處于可重復(fù)觸發(fā)工作方式；當(dāng) SW1 與 2 端連通時，芯片則處于不可重復(fù)觸發(fā)工作方式。輸出延遲時間 Tx 由外部的 R9和 C7 的大小調(diào)整，值為 Tx≈24576* R9*C7；觸發(fā)封鎖時間 Ti 由外部的 R10 和 C6 的大 小調(diào)整，值為Ti≈24 *R10*C6。 紅外感應(yīng)裝置輸出電平轉(zhuǎn)換 利用紅外感應(yīng)裝置獲得的輸入電平為 0V 或 ，而 MCU I/O 可識別的高電壓為 ,即 ，顯然不能直接將 獲得的電壓直接送給 MCU，需要利用轉(zhuǎn)化電 路將其轉(zhuǎn)換為 MCU 可正確讀取的電平信號。下面是幾種自己在設(shè)計中考慮過的電平轉(zhuǎn)換電路。 圖 320 PNP 轉(zhuǎn)換電平 利用這種方法是將從紅外感應(yīng)裝置中獲取的信號升 左右電壓，這樣，通過 PNP型三極管后獲得的電壓為 或 ，滿足 MCU I/O 口可識別 的電平電壓。 缺點