本方案使用新一代的蓝牙模块,其突出特点是可连接多个Master
和Slave
角色的节点。最多可连接8
个节点,在本节点被配置为主从一体的情况下,具体来说就是:4个Master
和4个Slave
角色。
在事先绑定要连接的节点的MAC
并且在Master
开机的情况下,已经绑定MAC
(配置为Master
或者Slave
角色)的节点可随时加入或者退出与Master
角色的连接。
一旦与Master
角色的节点连接成功,它们将不再接收AT
命令。同时LINK
引脚输出低电平,指示本模块已连接。
为什么会创建出这么一套系统?
事情源自于 2014 年的时候,手头上有一个涡轮风扇,标注功率为[email protected]
,4-Pin
支持调速。直接引入12V
的直流电,非常简单的方法就可以让其全速运行。但是如何利用它已有的PWM
调速功能,我一直很好奇。
时间来到 2018 年,期间这件事一直在我心里,不曾忘记,我倒是想忘记。某次在搜索4-Pin
风扇的引脚连接示意图的时候,有人提到pwm
引脚可以使用频率为22.5 KHz
的PWM
波控制。
整理一下手里已有的单片机,还行,有能用的。接下就发生了:
它们的突出特点是控制端的电源不与直流风扇共用。其目的是为了保护控制端,因为控制端直连的是计算机的USB端口。
在调整期间,由于单片机引脚误碰到12V电源,遇到了单片机立即报废的情况。还好不是很贵。
一共印制了 6 个板子。即便还是邮票孔的蓝牙模块,也挺贵的。等我有钱了,一定买够。先买 3 个蓝牙模块,完全可以验证一主多从的配置,就这样。
第一个手工焊接的板子,原理图上的所有元件都已焊接。原理图上,部分功能设计的有冗余,考虑到不一定非得买到所有的元件,可以用一定的方式替代。既然它是最全的,把它配置为Master
role。
另外2个,很明显的是,部分预留的元件未焊接,焊接的共阳极LED
不是很亮,但是不影响功能。其中又有一个蓝牙模块焊接的有些跑偏,也能用。
本套系统设计之目的是为了取代正在使用的蓝牙方法。现在使用的蓝牙只能是一主一从方式下的一对一
连接,如果我想控制更多的风扇,还得重建一套同样的系统。而且没有集中控制的途径,有种大权在握的感觉,真好?!
这一套系统很不一样,在事先绑定了即将加入的模块的MAC
之后,只要Master
开机,新的节点可以随时加入和退出,完全没有影响。想要控制更多的散热设备和风扇功率,加入一个蓝牙模块就是了。
当然其应用场景不止于此,除了可以接收数据,还可以主动给Master
节点发送数据,其他传感器可以发送数据给Master
。
代价也是有的,就是成本更贵了。
- 管理多个设备的散热
如本方案之目的。现在我可以把Master
节点连接到我使用计算机,然后加入其他的节点,它们可以是为不同的设备提供散热的节点。我想调整各个设备的散热风扇功率大小,只在连接Master
节点的计算机上发送数据即可 - 不能联网的传感器数据采集
比如室内空气质量监测 - 家用场景下的智能控制
这需要附加其他控制器
- 按键未标注功能
PCB板子上存在两个4脚按键。尽管给不同功能的按键使用了不同的形状,但是如果能在F.Silks
层标注一下,会更好 - 同时上电,导致计算机的USB端口停止供电
电源输入端并入容量太大的电容器,当3
个及以上的模块同时上电时,导致计算机的USB端口停止供电。这是因为电容容量大,在上电的瞬间电容器充电,其充电电流超过了USB端口允许的电流导致USB端口主动停止供电。同时给2
个模块上电是没问题的。 这是由于现有材料的局限性导致的。由于手头上有这样的电容,再买的话,不得花钱不是? - 3.3V的输出并入大容量的电容器
导致的问题是,在关断输入端的电源后,3.3V输出端的电容存储的电量不能合理的释放。(至于电容容纳的电荷究竟都到哪去了?不是还有ESR
吗?) - 输入电压受限
这套系统的核心是蓝牙模块,它使用的是3.3V
的直流电,其他辅助电路则可以变化。要是有高效率
(整个系统的功耗也不大,如果降压电路消耗的功率不被约束的话,岂不是不划算?)的直流降压电路,使用起来会更方便。这样,输入电压就不受约束了(目前只能使用直流5V的输入电压)
- 针对问题1,已经在新的PCB图上修改了
- 可以给并入到电源输入端的电容器串入一个较小阻值的电阻
- 简单点可以串入一个电阻,用它来消耗电容器存储的能量。或者在
3.3V
输出端点亮一个LED
都行。自己玩,不怎么考虑成本,有什么用什么。
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