单片机在洗衣机中的应用研究

2012-07-12鹤煤技师学院贾国华

电子世界 2012年4期

关键词：脱水机膜片原理图

鹤煤技师学院贾国华

中国洗衣机目前年产量世界第一，家庭保有量及普及率也已经达到了较高的水平。洗衣机作为日常生活中的家用电器，同样在工业生产中应用也十分广泛。

单片机又称微型控制器，或称嵌入式控制器。而家用电器是单片机应用最多的领域之一，单片机以微小的体积及其诸多优点，完全满足在洗衣机中的应用。

1.洗衣机概述

1.1 洗衣机行业的动态

我国洗衣机市场已步入成熟期，据统计，全国城镇居民家庭平均每百户拥有量已达91.44台。今后城镇居民的购买主要是来自更新和较高层次的新增需求。

1.2 洗衣机的发展趋势

洗衣机正在向着节水，高度自动化，品种多样化，节能和健康化，大容量和微型化，组合化的方向发展。

2.全自动洗衣机的洗衣原理和构造

2.1 全自动洗衣机的洗衣原理

全自动洗衣机是通过水位开关与电磁进水阀配合来控制进水、排水以及电机的通断，从而实现自动控制的。电磁进水阀起着通断水源的作用。如图2-1，当电磁线圈1断电时，移动铁芯2在重力和弹簧力的作用下，紧紧顶在橡胶膜片3上，并将膜片的中心小孔4堵塞，这样阀门关闭，水流不通。当电磁线圈通电后，移动铁芯在磁力作用下上移，离开膜片，并使膜片的中心小孔打开，于是膜片上方的水通过中心小孔流入洗衣桶内。由于中心小孔的流通能力大于膜片两侧小孔5的流通能力，膜片上方压强迅速减小，膜片将在压力差的作用下上移，闭门开启，水流导通。

图2-1 电磁进水阀原理图

图2-2 水位开关原理图

图2-3 全自动洗衣机原理图

水位开关实际上是一个压力开关。如图2-2，气室1的入口与洗衣桶中的贮气室相联接。当水注入洗衣桶后，贮气室口很快被封闭，随水位上升，贮气室的水位也上升，被封闭的空气压强亦增大，水位开关中的波纹膜片2受压而胀起，推动顶杆3运动而使触点4改变，从而实现自动通断。

2.2 全自动洗衣机的电路原理

原理图见图2-3，程控器接线图见图2-4。

3.用单片机实现的非接触式延时定时器在洗衣机中的应用

我们使用单片机制作了一个简易定时器。此定时器旨在实现非接触启动或停止脱水机，避免触电并具有延时功能；此定时器利用红外线实现非接触启动或停止延时器，并具有停止和蜂鸣器提示功能，非常人性化。

3.1 硬件电路设计

3.1.1 系统控制过程

电路如图3-1所示。在初始状态下，红色LED指示灯D2点亮，脱水机不工作。当手靠近红外发射管时，红外线经手掌反射到红外接收头U4，经其滤波、放大、解码后输出低电平，此信号（可能不止出现一次）经单片机U1处理后，先驱动蜂鸣器发出约2分钟的声音信号，然后控制继电器J1启动脱水机进行脱水工作，并点亮绿色LED指示灯D3。在此过程中，若红外接收头再次接受到信号（可能不止一次），则经单片机U1处理后控制脱水机停止工作，并发出声音提示，否则，将延时一段时间后再停止脱水机并发出声音提示。

图2-4 全自动洗衣机程控接线图

图3-1 系统电路图

3.1.2 电路原理

如图3-1所示。单片机U1（STC89C52）是系统控制核心，单片机通过程序产生38.5kHz(周期为26us)、脉宽为50%的方波，并驱动红外管D5发射出去。接收部分采用一体化红外接收头U4（HRM3800），它体积小、性能优良。但是，该红外接收头暴露在太阳光底下会持续输出低电平，导致传感器电路无法正常工作，我们在后面会介绍程序抗干扰法。当U4接收到38kHz的红外线时，③脚将输出低电平，并送到U1⑿脚，U1进入外部中断程序，最后通过光耦U3来控制继电器，进而控制电机的通断。这里之所以用光藕，是为了+5V电压和+12V电压的隔离。当系统正常运行时，红色发光二极管D2长亮，用于指示工作状态。当定时器开始延时工作，绿色LED管D3将点亮。

电源部分采用三端稳压块7805给单片机供电。R9和C8用于滤除红外接收头U4供电线路中的干扰。