可连接HomeAssistant的落地扇改造

zbsyouran · 发表于 2024-9-14 09:40:51

本帖最后由 zbsyouran 于 2024-9-14 09:40 编辑

简介：可连接HomeAssistant的ESP32方案的落地扇改造方案，集成1.33寸240X240显示屏，温湿度传感器，INA226功率采集，通过MQTT自动发现接入HomeAssistant。
[url=【在夏末时分我把家里的风扇连上了HomeAssistant】 https://www.bilibili.com/video/B ... 62a51ae934524bc0475]B站视频--功能演示[/url]

∗∗警告！：因改造风扇可能涉及220V市电，请自行斟酌风险！谨慎操作！一切操作在断电后执行！！！∗∗∗∗警告！：因改造风扇可能涉及220V市电，请自行斟酌风险！谨慎操作！一切操作在断电后执行！！！∗∗
∗∗警告！：因改造风扇可能涉及220V市电，请自行斟酌风险！谨慎操作！一切操作在断电后执行！！！* *

项目简介

可连接HomeAssistant的ESP32方案的落地扇改造方案，集成1.33寸240X240显示屏，温湿度传感器，INA226功率采集，通过MQTT自动发现接入HomeAssistant实现风扇风速控制、摇头控制、自然风模式、风速记忆、实时获取当前温湿度、当前风扇实时功率、联网自动更新北京时间等功能。本项目已在立创开源硬件平台开源，欢迎复刻交流学习。立创开源硬件平台链接

微信截图_20240913224708.png

设计方案

注：因不同品牌落地扇的外观设计不同，故PCB设计及项目改造需依实际产品修改，此方案只作为参考，大家可自行修改PCB及代码以适应不同硬件，欢迎大家交流心得。

本设计采用ESP32WROOM32U或32E，4M ROM版本，适应不同天线方案；
本设计采用金逸晨1.33寸240X240分辨率的LCD液晶显示，也可自行更换其他同引脚SPI协议的显示屏；屏幕内容可显示WiFi信号强度、当前时间、HomeAssistant连接状态、记忆风速、当前风速、定时时间、温湿度、吹风模式、摇头模式、供电电压、电流、功率等；
选用全数字型单总线温湿度传感器DHT11，具有较宽的温度测量范围，可以满足一般需求、也可选用I2C协议SHT20等精度更高的传感器，并可通过跳线选择总线协议；传感器电源可在电机5V供电处取电。
使用EC11控制，支持旋转、短按、长按、双击等动作来实现开关机、调节风速、摇头、自然风等控制；
采用INA226功率采集芯片采集功耗，可通过跳线选择显示系统功耗或无刷电机功耗；
硬件方面，需选择24V自带驱动并支持PWM调速的无刷电机，刹车可选，但本方案并未使用刹车功能；多数无刷电机支持正反转功能，但家用风扇反转无用，故本方案并未使用正反转功能（实在想不出来电风扇反转干啥用，起飞？），我个人使用的Nidec尼得科48704R130电机，这个电机在体积、功率、转速上都相当合适做改装，唯一缺点是电机轴较短，需要改造原装风扇的塑料件。配件也比较好选。当然也可以选择其他合适的无刷电机，可以在代码中更改PWM的频率来适配不同驱动板；
电源方面，需要一个AC-DC的24V电源模块，根据选择的电机功率选型，一般不低于额定输出电流3A（24V供电下3A电流就已经72W了，这个功率下无刷带16寸扇叶的风量已经很恐怖了），同时还需考虑模块尺寸能否装下你的风扇外壳中。
本方案采用独立摇头电机，电机可选5V或24V电压供电，一般摇臂转速在3-10r/min比较合适。