對基于微電腦程控的全自動(dòng)冼衣機(jī)的電路淺析

重慶工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 吳敏

對基于微電腦程控的全自動(dòng)冼衣機(jī)的電路淺析

重慶工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 吳敏

洗衣機(jī)利用機(jī)械作用洗滌衣物,代替了千百年來人們一直延用的手搓、棒擊、沖刷、甩打等洗衣方式,把人們從繁重的手工洗衣勞動(dòng)中解放出來。隨著人們生活水平不斷提高,對洗衣機(jī)的要求越來越高,洗衣機(jī)的發(fā)展也十分迅速,自動(dòng)化程度不斷提高,向微電腦、傳感器和模糊邏輯控制方向發(fā)展,這類洗衣機(jī)的電氣控制也相對復(fù)雜,維修難度大,現(xiàn)對微電腦式程控全自動(dòng)冼衣機(jī)結(jié)構(gòu)、功能、電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行分析,給維修人員一個(gè)參考。

微電腦程控洗衣機(jī)分析

一、全自動(dòng)洗衣機(jī)的電氣控制系統(tǒng)

全自動(dòng)洗衣機(jī)的電氣控制系統(tǒng)主要包括程序控制器(程控器)、水位開關(guān)、安全開關(guān)及其他功能選擇開關(guān)等。程控器用來對各洗衣工序進(jìn)行時(shí)間安排和控制,水位開關(guān)和安全開關(guān)對洗衣機(jī)進(jìn)行工序條件控制,即只有在條件具備時(shí),才能進(jìn)入下一道運(yùn)轉(zhuǎn)工序,可防止洗衣機(jī)發(fā)生誤動(dòng)作。

1.安全開關(guān)。安全開關(guān)又稱蓋開關(guān)或微動(dòng)開關(guān),如圖1所示為一種全自動(dòng)洗衣機(jī)的防振型安全開關(guān),它與普通洗衣機(jī)脫水桶的蓋開關(guān)不同,多了一種功能:當(dāng)洗衣機(jī)桶出現(xiàn)異常振動(dòng)時(shí),能自動(dòng)切斷電源。安全開關(guān)串聯(lián)于脫水電路中,脫水時(shí)打開洗衣機(jī)蓋,圖中的杠桿處于虛線所示的位置,微動(dòng)開關(guān)斷開,電源斷開而使電動(dòng)機(jī)斷電,同時(shí)由于電磁鐵也斷電,使離合器轉(zhuǎn)換為洗滌狀態(tài),制動(dòng)裝置制動(dòng)而使脫水桶迅速停轉(zhuǎn),以防止損傷操作者。當(dāng)洗衣桶異常振動(dòng)時(shí),撞擊到調(diào)節(jié)螺釘4,并帶動(dòng)杠桿使微動(dòng)開關(guān)斷開,電源斷開,洗滌桶停轉(zhuǎn)。

對于電腦程控全自動(dòng)洗衣機(jī),當(dāng)脫水運(yùn)作時(shí),由于衣物的不平衡而產(chǎn)生振動(dòng),導(dǎo)致安全開關(guān)瞬間斷開,向電腦提供不平衡的信號,電腦控制停止脫水,并自動(dòng)轉(zhuǎn)入脫水不平衡自動(dòng)修正程序,即注水→貯水漂洗→排水,以對不平衡現(xiàn)象進(jìn)行修正。若連續(xù)三次漂洗修整后,衣物的分布仍不平衡,則電腦控制停止,并作為異常發(fā)出蜂鳴報(bào)警;若經(jīng)漂洗修整,衣物轉(zhuǎn)為平衡狀態(tài),洗衣機(jī)便轉(zhuǎn)入正常程序。

圖1 洗衣機(jī)防振型安全開關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖

2.程序控制器。全自動(dòng)洗衣機(jī)的程控器有兩大類:機(jī)電式程控器(又稱電機(jī)驅(qū)動(dòng)式程控器)、微電腦式程控器(又稱電子式程控器)。程控器是全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制中樞,它接收指令、發(fā)出指令、控制著洗衣機(jī)的整個(gè)工作過程。微電腦式程控器是以安裝在印制電路板上的單片微型計(jì)算機(jī)(即芯片)IC和雙向晶閘管為主體,另配外圍元件及微動(dòng)按鈕選擇開關(guān),構(gòu)成對IC的輸入輸出操作電路、顯示系統(tǒng)、雙向晶閘管控制的控制系統(tǒng)。

二、全自動(dòng)洗衣機(jī)的電氣原理

全自動(dòng)洗衣機(jī)依據(jù)程控器的種類可分為微電腦式程控器全自動(dòng)洗衣機(jī)和機(jī)電式程控器全自動(dòng)洗衣機(jī)兩種。微電腦式程控器全自動(dòng)洗衣機(jī)是通過將人類的洗衣動(dòng)作編成語言,匯聚在芯片內(nèi),由芯片發(fā)出各種指令,控制電器部件運(yùn)行,這類洗衣機(jī)在運(yùn)行中,強(qiáng)電和弱電是分開的。機(jī)電式程控器全自動(dòng)洗衣機(jī)是通過程控器內(nèi)的各個(gè)觸點(diǎn)分別接通和斷開,改變電流的通路來接通和斷開線路,控制電氣部件的運(yùn)行。無論哪一類型的電氣控制系統(tǒng),它們控制的對象都是一樣的,即進(jìn)水電磁閥、排水電磁閥和電動(dòng)機(jī);它們的檢測機(jī)構(gòu)也是一樣的,即蓋(安全)開關(guān)和水位(壓力)開關(guān)因此,從控制對象和檢測機(jī)構(gòu)的角度出發(fā),全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)方框圖如圖2所示。

圖2 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)方框圖

三、微電腦式程控的優(yōu)勢

相對于機(jī)電式程控器全自動(dòng)洗衣機(jī)來說,以單片機(jī)為核心的微電腦程序控制已成為洗衣機(jī)向高層次發(fā)展的趨勢。采用單片機(jī)后,改變洗衣機(jī)的洗衣程序十分便捷,時(shí)間控制十分容易。許多硬件功能都可由軟件取代,使電路及機(jī)械控制部分大大簡化,還可以在運(yùn)行過程中自動(dòng)進(jìn)行故障檢測,及時(shí)進(jìn)行保護(hù)。

洗衣進(jìn)程的控制般可分為時(shí)間控制和條件控制兩種。時(shí)間控制是對洗衣機(jī)內(nèi)桶每次注水、止反向運(yùn)轉(zhuǎn)洗滌、排水、脫水等程序編排與時(shí)間有關(guān)的控制。條件控制則是指根據(jù)洗衣機(jī)所處的飛作狀態(tài)滿足設(shè)計(jì)條件后的控制。例如,注水時(shí),水位不到選定水位,條件不具備,則水位開關(guān)(壓力開關(guān))不動(dòng)作條件不具備,則程控器不能進(jìn)入下程序。洗衣機(jī)只有在滿足了控制元件的特定條件時(shí),方能進(jìn)入下一程序的運(yùn)作,這與洗衣機(jī)從洗滌過程到排水過程的轉(zhuǎn)換按時(shí)間控制進(jìn)行是不同的。

當(dāng)按電源開關(guān),選定水位,選定洗衣功能和程序,按動(dòng)洗衣機(jī)啟動(dòng)按鈕后,洗衣機(jī)的微電腦程控器就開始按照設(shè)定的程序,對洗衣機(jī)進(jìn)行自動(dòng)控制,以實(shí)現(xiàn)對衣物的洗滌、漂洗和脫水。

四、微電腦式程控器的組成

微電腦式程控器全自動(dòng)洗衣機(jī)中電腦程控器電路基木上是大同小異的,由于所用單片機(jī)IC小同,所構(gòu)成電路也有所不同,但各部分電路結(jié)構(gòu)相似,功能基本相同。微電腦式程控器一般采用一塊印制電路板稱為P板或電腦板,直流供電電路所用的變壓器以及其他元器件均在電路板上,用樹脂封裝在一起(也有的采用兩塊電路板,一塊主要承受220V電壓,叫電源驅(qū)動(dòng)板,一塊承受直流低電壓,并有程序選擇按鈕和指示燈,單片機(jī)即安裝在此板上,叫程序操作板)。

微電腦式程控器一般由直流電源電路、單片機(jī)IC電路、同步檢測電路、按鈕開關(guān)及顯示電路、復(fù)位電路和LC振蕩電路、報(bào)警電路和雙向晶閘管驅(qū)動(dòng)及觸發(fā)電路等七部分電路組成。

五、微電腦式程控器各部分的作用

(1)直流電源電路。將交流220V的電源電壓經(jīng)變壓器降壓為交流12V電壓,經(jīng)橋式整流、濾波、穩(wěn)壓后輸出直流5V電壓,作為IC、LED顯示電路、三極管放大電路以及驅(qū)動(dòng)雙向晶閘管的直流電源。

(2)單片機(jī)IC電路。是程控器的控制中心,它由算術(shù)邏輯單元、存儲器、輸入輸出接口、計(jì)時(shí)、分頻、掃描、定時(shí)、時(shí)間設(shè)定等電路組成,它工作時(shí)對各功能鍵(按鈕)進(jìn)行掃描,發(fā)出相應(yīng)的控制信號和顯示信號。

(3)同步檢測電路。由分壓電阻和脈沖信號電路組成,它是將與交流電源過零點(diǎn)所產(chǎn)生的同步脈沖信號提供給IC,作為晶閘管過零觸發(fā)的同步控制信號, IC電路按此同步脈沖信號周期對各功能鍵、發(fā)光二極管巡回定時(shí)掃描。

(4)按鈕開關(guān)電路。按一定的陣列而組成的電路。按動(dòng)不同功能的按鈕開關(guān)時(shí),由此按鈕所在的行輸入到IC接口中,由IC進(jìn)行識別處理,以設(shè)定不同的功能并轉(zhuǎn)人相應(yīng)的運(yùn)轉(zhuǎn)程序中去,由對應(yīng)的IC電路輸出接口輸出控制信號。

(5)顯示電路。由發(fā)光二極管按一定的陣列排列組成,由IC電路輸出接口巡回輸出顯示信號,使顯示電路的發(fā)光二極管交替發(fā)光顯示,以顯示洗衣機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。

(6)復(fù)位電路的作用。當(dāng)單片機(jī)IC接電源后,對存儲器進(jìn)行清零處理,各標(biāo)志置于初始狀態(tài),而利用LC(或晶體)元件與單片機(jī)IC內(nèi)部電路組成的振蕩電路向IC提供時(shí)鐘信號,使IC按此時(shí)鐘信號取指令并執(zhí)行指令。

(7)報(bào)警電路的作用。當(dāng)功能鍵按下,程序執(zhí)行終了以及出現(xiàn)異常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí),由IC輸出控制信號向蜂鳴器發(fā)出2～3kHz的音頻信號,使蜂鳴器發(fā)聲,以便告訴操作者。

(8)雙向晶閘管驅(qū)動(dòng)及觸發(fā)電路主要作用。由IC輸出控制信號,經(jīng)過三極管反向放大變?yōu)橛|發(fā)信號,觸發(fā)雙向晶閘管,控制各電氣驅(qū)動(dòng)部件通電工作。

六、全自動(dòng)洗衣機(jī)工作過程分析

微電腦控制全自動(dòng)洗衣機(jī)程序控制電路如圖3所示。

圖3 微電腦控制全自動(dòng)洗衣機(jī)電路圖

當(dāng)洗衣機(jī)接通電源,選擇全自動(dòng)程序,按動(dòng)“啟動(dòng)/暫?！卑粹o后,指令信號送人程控器的IC,由IC向晶閘管VS3。的控制極提供觸發(fā)信號,VS3導(dǎo)通,進(jìn)水閥通電開啟,洗衣機(jī)開始注水。當(dāng)洗衣桶內(nèi)達(dá)到選定的水位(少量、低、中、高)時(shí),水位開關(guān)動(dòng)作而接通,向IC發(fā)出了停止注水的信號,IC輸出端發(fā)出觸發(fā)信號使VS1和VS2導(dǎo)通,同時(shí)使VS3,截止,注水停止,洗衣機(jī)轉(zhuǎn)人下一程序?？刂芕S1和VS2導(dǎo)通的觸發(fā)信號是根據(jù)水流選擇開關(guān)所選定的電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)周期,有規(guī)律地傳給VS1和VS2的控制極,使其截止和交替導(dǎo)通,實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)一停一反轉(zhuǎn)洗滌程序。

七、結(jié)語

微電腦式程控全自動(dòng)冼衣機(jī)的電氣控制雖然相對復(fù)雜,但維修前如能對其電氣原理認(rèn)真分析,熟悉其控制過程,做到心中有底,那么故障的排除就變得相對容易。

[1]牛金生.電熱電動(dòng)器具的原理與維修,電子工業(yè)出版社,2009年6月第13次印刷

[2]麥漢光,王軍偉主編.家用電器技術(shù)基礎(chǔ)與維修技術(shù),高等教育出版社,2003年8月第1次印刷