# chest_model1

**Repository Path**: dsbj_1/chest_model1

## Basic Information

- **Project Name**: chest_model1
- **Description**: 胸腔控制板模块1
- **Primary Language**: C
- **License**: Not specified
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 0
- **Forks**: 0
- **Created**: 2026-01-11
- **Last Updated**: 2026-04-07

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# 模块一:胸腔控制模块

基于Arduino Nano的胸腔控制模块实现代码。

## 功能列表

1. **双风扇闭环控制** - 两个24V 4线风扇的共用PWM控制和独立电源使能，转速监测
2. **WS2812 RGB LED灯带控制** - 急停时显示白色/红色
3. **急停检测** - 隔离电压检测（单路ADC），50%阈值，250ms延时触发
4. **GPIO预留** - 多个GPIO引脚预留
5. **隔离UART转RS422接口预留** - 使用RE#和DE控制

## 硬件要求

- **主控**: Arduino Nano
- **温度传感器**: 使用ADC输入的温度传感器（2个，ADC_TEMP1和ADC_TEMP2）
  - 注意：如果使用K型热电偶，硬件上应该有转换电路输出模拟电压
- **风扇**: 24V 4线风扇（2个）
  - 共用PWM控制信号
  - 独立的电源使能控制（FAN1_PWR_EN, FAN2_PWR_EN）
  - 独立的转速反馈（MCU_FAN1_FG, MCU_FAN2_FG）
- **显示屏**: I2C LCD1602（16列x2行）
- **LED**: WS2812 RGB LED灯带（数据引脚DIN）
- **急停信号**: 12-24V隔离输入，使用ADC_VOLT单路检测

## 引脚定义（根据硬件引脚图）

⚠️ **重要**: 以下引脚定义基于硬件接头的信号名称，**实际使用时需要根据PCB原理图确认具体的Arduino Nano引脚对应关系**。详见 `引脚映射说明.md`。

### 温度传感器 (ADC输入)
- 温度传感器1: ADC_TEMP1（代码中使用A0，需确认）
- 温度传感器2: ADC_TEMP2（代码中使用A1，需确认）

### 风扇控制
- 共用PWM: MCU_FAN_PWM（代码中使用引脚8，需确认）
- 风扇1转速反馈: MCU_FAN1_FG（代码中使用引脚5，需确认，中断引脚）
- 风扇2转速反馈: MCU_FAN2_FG（代码中使用引脚6，需确认，中断引脚）
- 风扇1电源使能: FAN1_PWR_EN（代码中使用引脚12，需确认）
- 风扇2电源使能: FAN2_PWR_EN（代码中使用引脚14/A0，需确认）

### WS2812 LED灯带
- 数据线: DIN（代码中使用引脚6/D6，U4 Pin 9）

### 急停检测
- 电压检测: ADC_VOLT（代码中使用A6，需确认，单路ADC输入）

### I2C LCD
- SDA: A4（Arduino Nano标准I2C）
- SCL: A5（Arduino Nano标准I2C）
- 地址: 0x27（可调整，常见为0x27或0x3F）

### RS422接口控制
- RE#: 接收使能（低有效，代码中使用引脚10，需确认）
- DE: 驱动使能（代码中使用引脚11，需确认）
- RX/TX: 需要根据实际硬件连接确认

### 预留GPIO
- D4: 代码中使用引脚4
- A3: 代码中使用A3
- A7: 代码中使用A7

## 风扇控制逻辑

基于两个温度传感器的最大值进行PWM控制：

| 温度范围 | PWM输出 | 说明 |
|---------|---------|------|
| < 25°C | 0% (0) | 风扇不工作（电源使能关闭） |
| 25-30°C | 10% (25) | 低速运行 |
| 30-40°C | 20% (51) | 中低速运行 |
| 40-55°C | 50% (127) | 中速运行 |
| ≥ 55°C | 100% (255) | 全速运行 |

**控制方式**:
- 使用共用的PWM信号控制两个风扇的速度
- 通过FAN1_PWR_EN和FAN2_PWR_EN独立控制每个风扇的电源使能
- 当PWM > 0时，使能风扇电源；PWM = 0时，关闭风扇电源

**注意**: 当风扇PWM引脚悬空时，风扇会以全功率运行（保护机制）。MCU上电时可能会有电压跌落，请确保24V-5V模块能够承受这个冲击。

## 急停检测逻辑

- **输入电压**: 12-24V（当前使用24V）
- **检测方式**: 单路ADC电压检测（ADC_VOLT）
- **触发阈值**: 目标电压的50%（24V时为12V）
- **触发延时**: 电压低于阈值持续超过250ms
- **隔离方式**: 需要使用光耦或隔离运放进行隔离，然后通过分压电路连接到ADC输入

## WS2812 LED控制

- **正常状态**: 所有LED关闭（黑色）
- **急停触发**: 所有LED显示白色（RGB全亮），如果效果不理想则显示红色
- **LED数量**: 14个灯珠（在代码中通过`NUM_LEDS`宏定义）
- **数据引脚**: D6（U4 Pin 9，DIN信号）

## 所需库

在Arduino IDE中安装以下库：

1. **LiquidCrystal_I2C** - I2C LCD库
   - 安装方法: 工具 -> 管理库 -> 搜索 "LiquidCrystal_I2C"
   - 或使用GitHub: https://github.com/johnrickman/LiquidCrystal_I2C

2. **FastLED** - WS2812 LED灯带库
   - 安装方法: 工具 -> 管理库 -> 搜索 "FastLED"
   - 或使用GitHub: https://github.com/FastLED/FastLED
   - 作者: FastLED Team

## 硬件连接注意事项

### 风扇连接
- 两个风扇共用PWM控制信号（MCU_FAN_PWM）
- 每个风扇有独立的电源使能控制（FAN1_PWR_EN, FAN2_PWR_EN）
- 每个风扇有独立的转速反馈线（MCU_FAN1_FG, MCU_FAN2_FG）
- 转速反馈线通常是开漏输出，需要上拉电阻（Arduino内部上拉已启用）
- **重要**: 风扇电源（24V）必须与Arduino逻辑电源（5V）隔离

### 温度传感器连接
- 温度传感器使用ADC输入（ADC_TEMP1, ADC_TEMP2）
- 如果使用K型热电偶，硬件上应该有转换电路（如MAX6675或MAX31855）输出模拟电压
- 或者使用其他类型的温度传感器（如LM35、热敏电阻等）
- **重要**: 代码中的温度转换公式需要根据实际使用的传感器类型调整

### WS2812 LED连接
- WS2812灯带数据线连接到DIN引脚（D6，U4 Pin 9）
- 需要5V电源供电（灯带电源，通常需要外部电源，电流较大）
- 数据线通常不需要上拉电阻（WS2812内部已有）
- 如果灯带较长或距离较远，建议在数据线靠近Arduino处添加220-470Ω串联电阻
- 灯带数量：14个灯珠
- 使用FastLED库控制

### 急停信号连接
- 需要使用光耦（如PC817）或隔离运放进行隔离
- 信号经过隔离后通过分压电阻连接到ADC_VOLT输入
- 分压比例需要根据实际电压调整代码中的换算系数
- 代码中假设分压比为5:1（24V输入对应5V ADC输入），需要根据实际电路调整

### LCD1602连接
- LCD1602通过I2C转接板连接（16列x2行）
- 使用标准I2C接口：SDA (A4), SCL (A5)
- 默认I2C地址为0x27，如果屏幕不显示，尝试0x3F（在代码中修改LCD_ADDRESS）
- 需要5V供电和GND连接

### RS422连接
- RS422接口使用RE#（接收使能，低有效）和DE（驱动使能）控制收发方向
- 接收模式: RE# = LOW, DE = LOW
- 发送模式: RE# = HIGH, DE = HIGH
- RX/TX引脚需要根据实际硬件连接确认

## 编译和上传

1. 打开Arduino IDE
2. 选择开发板: 工具 -> 开发板 -> Arduino Nano
3. 选择处理器: 工具 -> 处理器 -> ATmega328P (Old Bootloader) 或 ATmega328P，根据你的Nano版本选择
4. 选择端口: 工具 -> 端口 -> 选择对应的COM端口
5. 安装所需的库（见上方"所需库"部分）
6. **重要**: 根据实际PCB原理图调整代码中的引脚定义（见 `引脚映射说明.md`）
7. 打开 `chest_control_module.ino`
8. 根据实际使用的温度传感器类型，调整温度转换公式
9. 根据实际分压电路，调整急停电压检测的换算系数
10. 根据实际LED数量，调整`NUM_LEDS`宏定义
11. 点击"验证/编译"检查代码
12. 点击"上传"将代码上传到Arduino Nano

## 调试

- 打开串口监视器（波特率9600）查看调试信息
- LCD屏幕会显示当前温度和风扇转速
- 如果温度显示异常，检查ADC连接和温度转换公式
- 如果风扇不转或转速异常，检查PWM和电源使能信号
- 如果风扇转速为0，检查转速反馈线连接和中断设置
- 如果LED不亮，检查数据线连接和电源
- 如果急停不响应，检查隔离电路和分压电阻，调整代码中的阈值和换算系数

## 重要提示

⚠️ **引脚映射需要确认**: 代码中的引脚定义是基于硬件接头信号名称的推测，**必须根据实际PCB原理图确认所有引脚的实际对应关系**。

⚠️ **温度转换公式**: 代码中提供了基本的ADC读取框架，但温度转换公式需要根据实际使用的传感器类型调整。如果使用K型热电偶，需要查表或使用多项式近似。

⚠️ **急停电压检测**: 代码中假设了分压比为5:1，需要根据实际分压电路调整换算系数。

详见 `引脚映射说明.md` 获取详细的引脚映射信息和注意事项。

## 版本历史

- v2.0 (当前版本)
  - 根据实际硬件引脚图重新设计
  - 温度传感器改为ADC输入
  - LED改为WS2812灯带
  - 风扇控制改为共用PWM + 独立电源使能
  - RS422使用RE#和DE控制

- v1.0
  - 初始版本（基于假设的引脚定义）
  - MAX6675 SPI温度传感器
  - 独立PWM控制
  - 24V RGB LED

## 许可证

本项目仅供内部使用。