GraftSense 散热风扇模块（MicroPython）
GraftSense 散热风扇模块（MicroPython）
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简介
本项目为 GraftSense 散热风扇模块 V1.0 提供了完整的 MicroPython 驱动支持，基于 MOS 管（AO3400）实现 PWM 驱动散热风扇，支持全速运行、关闭、多档转速调节，适用于电子 DIY、创客实验、自动温控演示等场景。模块采用独立 5V 供电接口，内置二极管保护电路，避免风扇反向电动势损坏器件，遵循 Grove 接口标准，接线便捷、驱动高效。
主要功能
- ✅ PWM 转速控制：通过 PWM 输出不同占空比信号，调节 MOS 管导通时间，实现风扇转速精准控制（占空比 0–1023）
- ✅ 高效 MOS 驱动：采用 AO3400 MOS 管，栅极耐压 30V、连续漏极电流 5.8A，满足风扇 5V/0.12A 工作需求
- ✅ 开关与调速接口：提供
on()（全速）、off()（关闭）、set_speed()（自定义占空比）高层 API，简化控制逻辑 - ✅ 独立供电设计：POWER 接口支持外部 +5V 直流电源，避免与 MCU 共用电产生干扰，保障风扇稳定运行
- ✅ 内置保护电路：1N4148W 二极管用于续流，抑制风扇反向电动势，保护 MOS 管
- ✅ Grove 接口兼容：支持 Grove 4Pin 线直接连接，也可通过杜邦线适配其他开发板
- ✅ 底层对象访问：通过
digital和pwm属性，可直接操作引脚和 PWM 对象，兼顾易用性与灵活性
硬件要求
- 核心硬件：GraftSense 散热风扇模块 V1.0（内置 MOS 管、保护二极管、电源滤波电路）
- 主控设备：支持 MicroPython v1.23.0+ 的开发板（如 Raspberry Pi Pico、ESP32、STM32 等）
-
接线方式：
-
DOUT：模块数字输出端 → MCU PWM 引脚（如 Raspberry Pi Pico 的 GP6）
- VCC/GND：模块电源端 → MCU 3.3V/GND（为模块供电）
- FANINF：XH2.54 接口 → 散热风扇（为风扇供电并传输控制信号）
- POWER：外部 +5V 直流电源接口 → 独立 5V 电源（避免与 MCU 共电干扰）
- 电源：外部 +5V 直流电源（推荐 1A 以上输出，保障风扇稳定运行）
文件说明
软件设计核心思想
- 面向对象封装：将 PWM 控制、引脚管理、转速调节封装为
FanPWM类，每个风扇对应一个实例，支持多风扇独立控制 - 参数校验容错：对占空比（0–1023）、PWM 频率等输入参数进行范围校验，避免无效值导致硬件异常
- 分离硬件操作与业务逻辑：提供
on()/off()/set_speed()等高层 API，隐藏 PWM 底层细节，降低开发门槛 - 属性访问设计：通过
digital和pwm属性暴露底层引脚和 PWM 对象，支持高级操作（如直接修改占空比、停止 PWM） - 资源安全管理：初始化时自动配置 PWM 频率和占空比，避免未初始化导致的硬件误操作
使用说明
环境准备
- 在开发板上烧录 MicroPython v1.23.0+ 固件
- 将
fan_pwm.py和main.py上传至开发板文件系统
硬件连接
- 模块
DOUT→ MCU PWM 引脚（如 Raspberry Pi Pico 的 GP6） - 模块
VCC→ MCU 3.3V，GND→ MCU GND - 模块
FANINF→ 散热风扇（XH2.54 接口） - 模块
POWER→ 外部 +5V 直流电源
代码使用步骤
步骤 1：导入库
from fan_pwm import FanPWM
import time
步骤 2：创建 FanPWM 实例
# 初始化风扇控制：DOUT 接 GP6，PWM 频率默认 25kHz
fan = FanPWM(pin=6)
步骤 3：控制风扇
# 获取当前占空比
print("当前占空比:", fan.get_speed())
# 获取引脚对象（直接操作引脚）
pin_obj = fan.digital
# 获取 PWM 对象（直接操作 PWM）
pwm_obj = fan.pwm
步骤 4：获取状态与底层对象
# 获取当前占空比print("当前占空比:", fan.get_speed())# 获取引脚对象（直接操作引脚）
pin_obj = fan.digital
# 获取 PWM 对象（直接操作 PWM）
pwm_obj = fan.pwm
示例程序
# -*- coding: utf-8 -*-
import time
from fan_pwm import FanPWM
# 上电延时
time.sleep(3)
print("FreakStudio:Testing PWM cooling fans")
# 创建风扇实例
fan = FanPWM(pin=6)
try:
print("\n[Step 1] Turning fan ON (full speed)...")
fan.on()
print(f"Current duty: {fan.get_speed()}")
time.sleep(5)
print("\n[Step 2] Turning fan OFF...")
fan.off()
print(f"Current duty: {fan.get_speed()}")
time.sleep(5)
# 测试不同占空比
for duty in [256, 512, 768, 1023]:
print(f"\n[Step] Setting fan duty to {duty}...")
fan.set_speed(duty)
print(f"Current duty: {fan.get_speed()}")
time.sleep(5)
print("\n[Step 3] Testing digital property (Pin object)...")
pin_obj = fan.digital
print(f"Pin object: {pin_obj}")
time.sleep(5)
print("\n[Step 4] Testing pwm property (PWM object)...")
pwm_obj = fan.pwm
print(f"PWM object: {pwm_obj}")
time.sleep(5)
except KeyboardInterrupt:
print("\nTest interrupted by user.")
finally:
print("\n[Cleanup] Turning fan OFF...")
fan.off()
print("Test complete.")
注意事项
- PWM 频率限制：默认 PWM 频率为 25kHz，低频（<10kHz）会导致风扇产生可闻噪音，建议保持默认频率
- 占空比范围：占空比需设置为 0–1023，
duty=0表示关闭风扇，duty=1023表示全速运行 - 独立供电要求：必须通过
POWER接口连接外部 +5V 电源，避免与 MCU 共电导致电压波动，影响风扇稳定性 - 风扇接口规范：
FANINF接口为 XH2.54 规格，确保风扇接线正确，避免正负极接反 - 中断安全限制：不要在中断服务程序（ISR）中直接调用
set_speed()、on()、off()等操作 PWM 的方法，避免阻塞中断 - 保护电路依赖：模块内置 1N4148W 二极管，用于抑制风扇反向电动势，请勿移除或替换该器件
- 硬件兼容性：确保开发板 PWM 引脚支持 25kHz 频率输出，部分低端 MCU 可能存在频率限制
联系方式
如有任何问题或需要帮助，请通过以下方式联系开发者：
📧 邮箱：liqinghsui@freakstudio.cn
💻 GitHub：https://github.com/FreakStudioCN
许可协议
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