幼儿安全风扇
队员 : 莫凯文、张世言
组别 : 小学初级组
队名 : 星火队
内容详情





作品名称
幼儿安全风扇
团队名称
星火队
参赛项目
智能家居


参赛组别
小学初级组    小学高级组    初中组    高中组


团队成员与分工
姓名
职责
具体职责

莫凯文
研发思路
硬件选择、程序设计与编程

张世言
外观设计
材料选择、外观制作、硬件接线、作品美化
作品设计思路



之前看新闻的时候看到一段关于3岁女孩被风扇打成重伤的视频,这个事情让我对小朋友用风扇怎么变得安全进行了思考。

















作品硬件清单
名称
功能描述
备注





Arduino nano板
Arduino Nano是Arduino USB接口的
微型版本ArduinoNano尺寸非常小
非常方便做作品
主控板

扩展板
Nano板引脚扩展
G就是GND,V是电压,
S是信号输入

ESP8266-01
ESP8266 是一款超低功耗的
UART-WiFi 透传模块,可将物理设备
连接到 Wi-Fi 无线网络上,进行互联网
或局域网通信,实现联网功能。


模块供电是接3.3V

声音传感器
声音传感器模块的作用相当于一个话筒
(麦克风)。它用来接收声波,显示声音的
振动图象。


当声音传感器检测到
周围的声音大于阀值
得时候,RGB灯显示
红光,反之则显示绿光。



倾斜传感器
倾斜传感器模块,灵敏度高,用来检测物
体角度的变化。


在无倾斜或者倾斜角度
达不到设定阈值时,DO
口输出高电平,当传感器
倾斜角度超过设定阈值
时,模块 D0 输出低电平;



超声波传感器
  HC-SR04 超声波测距模块可提供
2cm-400cm 的非接触式距离感测功能,
测距精度可达高到 3mm
这个作品我们通过距离的
变化来决定风扇的状态和
速度

震动传感器
输出端与单片相连,通过单片机来检测
高低电平,由此来检测物体是否有震动,
起到报警作用

不震动时,震动开关呈闭

合导通状态,输出端输出

低电平,绿色指示灯亮


震动时,震动开关瞬间断

开,输出端输出高电平,

绿色指示灯不亮



继电器
继电器是一种电子控制器件,它具有控制
系统(又称输入回路)和被控制系统

(又称输出回路)
在输出电路里我们用继电
器来实现电路的通断

L298N驱动模块

驱动电机,可以很方便
的电机的速度和方向

电机

执行器

共阳RGB灯

执行器

蜂鸣器

执行器

音乐播放模块

执行器
作品连接图
















作品制作步骤
第一步
功能规划,外观设计和硬件选择

首先,我们进行了使用材料的规划,所有需要用到的材料清单。
作品的材料我们选择用KT板来制作,外观模型我们选择小朋友喜欢的小黄人作为雏形功能的实现。我们打
印几个有趣的小黄人造型粘贴在KT板上,进行切割制作风扇外形。功能的实现我们用到一个Arduino nano
主控板1个扩展板、1ESP8266 wife模块、4个传感器、1个L298N驱动模块、1个继电器,执行器我们
用到1个电机2共阳RGB灯和4个电阻、1个蜂鸣器、1个音乐播放模块等。


第二步
风扇底部的设计和部分硬件的安置区域


我们把主控板、驱动模块音乐、播放模块等部分硬件放在风扇底部区域,因此我们做了个方形的底座。把切割
好的风扇粘贴在底座上。




第三步
电路焊接,安装传感器以及硬件接线。

(硬件的接线我们是按照事先设计好的硬件接线图来进行接线的)




第四步
程序设计及调试

作品调试时遇到了困难是刚刚开始的时候没有用电机驱动模块来驱动电机。直接由nano板来控制,最后发

现nano板的电流不能驱动电机转动,所以才加了驱动模块。物联网的初次学习,我们遇到了很多小问题,
经过不断的测试,终于能实现所设计功能。
程序设计:



物联网部分的实现我们使用的是第三方平台Blynk进行数据交互的。





第五步
效果调试,作品美化


在设计的过程中为了迎合幼儿喜爱特点,选择了卡通人物小黄人为雏形来进行制作。了解开发板
的电路结构绘制能够实现本作品功能电路图,完成电路焊接,编写程序,并经过多次测试功能调试。





成品外观









功能说明


功能一:自动开关、调速
智能、节能的前提下,我们在风扇上安装了超声波传感器,当超声波检测到有人靠近的时候会自动开启风扇,
随着距离的增加,风扇速度也越快,当远到一定距离是风扇停止转动。反之随着距离的减少,风扇速度也越慢。
功能二:安全防护功能
经常在网上都会看到风扇打伤幼儿的视频,这个事情让我对小朋友用风扇怎么变得安全进行了思考。我们通过震动传感器和倾斜传感器配合使用,在幼儿搬动、敲打风扇的情况下,会发出报警提醒幼儿。



功能三:哭声检测以及远程播放音乐
对家长临时离家一下,又不方便带上孩子,我们通过Blynk把风扇和手机进行了物联,在风扇上安装声音传感器,来检测噪音(哭声),在Blynk APP里实时查看噪音值来判断孩子的状态,当声音传感器检测到孩子的声音超过一定值,系统会给家长发送孩子哭泣的提示邮件,然后家长可在手机端打开播放音乐功能对孩子进行安抚。播放音乐模块我们是通过继电器的触发来控制的,继电器我们接到A1引脚,通过设置Blynk APP里组件功能参数,来控制引脚,所以不需要编程。
功能四:孩子位置检测
家长临时离家的时候,我们通过风扇上的超声波传感器来孩子检测孩子的位置距离,并在Blynk APP里利用LED组件来实时监控,当检测的位置距离大于设定距离的时候,LED组件的LED灯会显示红灯。
















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