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Raspberry Pi 智能風扇

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此智能風扇不僅可以使用IR紅外線來控制風扇轉速外, 還可以依據偵側到的環境溫度而自動調整風扇轉速。

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Raspberry Pi 智能風扇

  1. 1. 嵌入式動態溫度與回饋 完整解決方案 成員 : 蔡 0 義 ˴ 吳 0 瑋 ˴ 連 0 全 ˴ 余 0 縈 ˴ 謝 0 州 ˴ 曹 0 軒 2016/03/11 專題指導老師 :Joseph 105 艾鍗科技嵌入式 Linux 系統工程師人才養成班
  2. 2. Outline 1. 動機 / 研究目的 2. 系統實作方法說明 2-1. 系統架構規格 2-2. 系統操作流程圖 2-3. 硬體架構 / 電路圖 2-3-1 溫度感測系統 BME280 2-3-2 網路 2-3-3 風扇速度控制 2-3-4 紅外線遙控 ( 原理與實作 ) 2-4. 軟體架構圖 / 流程圖 / 演算法 2-4-1 溫度感測系統 BME280 2-4-2 網路 2-4-3 風扇速度控制 2-4-4 紅外線遙控 ( 原理與實作 ) 3. DEMO 4. 市場分析 5. 未來展望 / 結論
  3. 3. 動機 / 研究目的
  4. 4. 1. 動機與研究目的 研究動機 : 本專題之發想是鑒於近日因寒流來襲 , 溫溼度隨天氣變化大 , 而家中電器常需要手動 方式進行開關 , 無法自動調整溫溼度 . 因此想利用網路 , 以及程式來達到動態調控之方 式 . 研究目的 : 希望能夠自動控制家中之電器 , 減少使用者去遙控電器所需花費之時間。同時可以透 過偵測外在環境溫度 , 動態控制風扇轉速。
  5. 5. 系統實作方法說明
  6. 6. 2. 系統架構
  7. 7. 2-1. 系統規格 硬體規格 : 1. Raspberry Pi 2+ 2. Raspberry Pi 2+ 子 板 3. 紅外線遙控器 4. 紅外線接收器 PWM 風扇 : 1. SUNON PMD1209WTVX-A 2. 供應電壓 :12V 3. 功率 :7.6W BME280 規格 : 1. 感測器供應電 壓 :1.71~3.6V 2. 支援 SPI/I2C 介面 3. 支援溫濕度與壓力感測 3. -40~85C 溫度感測範圍
  8. 8. Raspberry Pi 2+
  9. 9. Raspberry Pi 2+ 子板
  10. 10. 系統架構
  11. 11. 系統架構
  12. 12. 2-3. 硬體架構 - 電路圖 整體硬體架構圖
  13. 13. 2-3. 硬體架構 - 電路圖 整體硬體架構圖
  14. 14. 2-3. 硬體架構 - 電路圖 SDA SCL 3.3V GND BME280 I2C 通訊 BME280 與 I2C 介面
  15. 15. 2-3. 硬體架構 - 電路圖 Fan / LCM / LEDs
  16. 16. 2-3. 硬體架構 - 電路圖 紅外線遙控器 & 接收器
  17. 17. 2-4. 軟體架構 - 流程圖 / 演算法 開始 初始化 BME280 溫度感測截取 將溫度資料上傳網路 LCM 溫度顯示 PWM 隨溫度或 IR 訊號變化調變 轉速 強 中 弱 風扇 LIRC 接收 IR 訊號及 IR 解 碼 1s IR發射訊號
  18. 18. 溫度感測系統 BME280
  19. 19. 溫度感測系統 (BME280) 溫度 / 溼度 / 壓 力 動態顯示 監控網頁 BME280 溫度 / 濕度 / 壓 力 Raspberry Pi2(Server) 抓取 BME280 溫濕度壓力資訊 ( 次 /0.5s) 寫入 buffer I2C C 語言 讀取 buffer 資訊 ( 次 /1s) PHP HTML javaScript
  20. 20. 溫度感測系統 (BME280)
  21. 21. 溫度感測系統 (BME280) 每十秒更新一次 最近十秒的溫度
  22. 22. 風扇速度控制
  23. 23. 風扇速度控制 (1/3) 透過 python 爬蟲抓取溫濕度 顯示在 LCM
  24. 24. 轉速慢 轉速中 轉速快 風扇速度控制 (2/3)
  25. 25. 此專題呈現的風扇轉速會由溫度上升或降 低 , 改變風速大小 , 是因為透過 Raspberry pi 從網站上抓取溫度的數值 , 藉此數值判斷風 扇該轉速 , 應用此概念可以很容易的實現家 中電器的開關 , 運轉功率大小等等相關物聯 網的應用。 風扇速度控制 (3/3)
  26. 26. IR Remote Control 紅外線遙控
  27. 27. 紅外線控制流程圖
  28. 28. 紅外線控制 ( 演算法 ) 約 1690us 約 560 us 長訊號 "___" 短訊號 " ● "
  29. 29. 進中斷 , 計算 目前的時間 Normal Operation: 計算時間差 將資料寫入 Frame Buffers Pre-Operation: 長久不按後的處理 Pre-Operation: 抓取時間有誤時
  30. 30. 紅外線控制 ( 實作 ) 硬體準備 • 一個 IR 發射器及一個接收器 ( 使用 Raspberry pi Education Kit)
  31. 31. Key 0 Key 1 Key 2 “ ● " “ __ " “ ● " “ __ " “ __ " Leader code CustomcodeDatacode “ ● " 紅外線控制 ( 解碼示意圖 )
  32. 32. LIRC 接收程式流程圖 開始 等待訊號 訊號是否 結束 ? 是否有相對 應的資料 ? 初始化 儲存訊號資料 KeyCurrent [ ] 比對訊號執行指令 import RPi.GPIO as GPIO i=0 key0 = [446, 167, 56, 9, 57, 8, ...] key1 = [445, 165, 55, 6, 55, 6, …] key2 = [441, 170, 53, 5, 55, 5, …] key3 = [448, 166, 54, 5, 58, 5, …] KeyCurrent = [444, 166, 55, 6, 57, 8, 56, 9, … ] KeyCurrent [ 9 ~ 68 ]=[56, 8, 166, 5, 166, 4, 166, 7, 55, 4, 169, 4, …] key0 [ 9 ~ 68 ]=[56, 8, 166, 5, 166, 4, 58, 7, 55, 4, 169, 4, …] KeyCurrent [ 9 ~ 68 ]=[56, 8, 166, 5, 166, 4, 166, 7, 55, 4, 169, 4, …] key3 [ 9 ~ 68 ]=[56, 8, 167, 8, 163, 4, 164, 7, 51, 4, 168, 4, …] key0 : Dytycircle(100) => 轉速最強 key1 : Dytycircle(100) => 轉速中 key2 : Dytycircle(100) => 轉速最弱 key3 : 跳出 IR mode 進入 AUTO mode
  33. 33. 3. DEMO(youtube) Display
  34. 34. 未來展望 / 結論 環境已達到人體可接受的溫度時或不在使 用時 , 便可以將此電器關閉 , 達到節能的目 的 . 能將網頁與資料庫連結 .
  35. 35. Thank you !!
  36. 36. 市場分析 生命構成三要素
  37. 37. 市場分析
  38. 38. 市場分析 國內市場
  39. 39. CIS &介面設計 白底 + 釉藍 + 馬卡龍粉綠
  40. 40. 網頁內容
  41. 41. 網頁內容
  42. 42. 未來展望 Web 化的控制 BME 280 溫度、濕度、時間 由 PHP 讀寫&存取 MySQL 溫度、濕度、時間 本地端儲存空間
  43. 43. 未來展望 智能化連結(如:智慧開關、循環扇)
  44. 44. 未來展望 畜牧業

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