單片機(jī)在洗衣機(jī)中的應(yīng)用研究

鶴煤技師學(xué)院 賈國(guó)華

中國(guó)洗衣機(jī)目前年產(chǎn)量世界第一，家庭保有量及普及率也已經(jīng)達(dá)到了較高的水平。洗衣機(jī)作為日常生活中的家用電器，同樣在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用也十分廣泛。

單片機(jī)又稱微型控制器，或稱嵌入式控制器。而家用電器是單片機(jī)應(yīng)用最多的領(lǐng)域之一，單片機(jī)以微小的體積及其諸多優(yōu)點(diǎn)，完全滿足在洗衣機(jī)中的應(yīng)用。

1.洗衣機(jī)概述

1.1 洗衣機(jī)行業(yè)的動(dòng)態(tài)

我國(guó)洗衣機(jī)市場(chǎng)已步入成熟期，據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)城鎮(zhèn)居民家庭平均每百戶擁有量已達(dá)91.44臺(tái)。今后城鎮(zhèn)居民的購(gòu)買主要是來(lái)自更新和較高層次的新增需求。

1.2 洗衣機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)

洗衣機(jī)正在向著節(jié)水，高度自動(dòng)化，品種多樣化，節(jié)能和健康化，大容量和微型化，組合化的方向發(fā)展。

2.全自動(dòng)洗衣機(jī)的洗衣原理和構(gòu)造

2.1 全自動(dòng)洗衣機(jī)的洗衣原理

全自動(dòng)洗衣機(jī)是通過(guò)水位開(kāi)關(guān)與電磁進(jìn)水閥配合來(lái)控制進(jìn)水、排水以及電機(jī)的通斷，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的。電磁進(jìn)水閥起著通斷水源的作用。如圖2-1，當(dāng)電磁線圈1斷電時(shí)，移動(dòng)鐵芯2在重力和彈簧力的作用下，緊緊頂在橡膠膜片3上，并將膜片的中心小孔4堵塞，這樣閥門關(guān)閉，水流不通。當(dāng)電磁線圈通電后，移動(dòng)鐵芯在磁力作用下上移，離開(kāi)膜片，并使膜片的中心小孔打開(kāi)，于是膜片上方的水通過(guò)中心小孔流入洗衣桶內(nèi)。由于中心小孔的流通能力大于膜片兩側(cè)小孔5的流通能力，膜片上方壓強(qiáng)迅速減小，膜片將在壓力差的作用下上移，閉門開(kāi)啟，水流導(dǎo)通。

圖2-1 電磁進(jìn)水閥原理圖

圖2-2 水位開(kāi)關(guān)原理圖

圖2-3 全自動(dòng)洗衣機(jī)原理圖

水位開(kāi)關(guān)實(shí)際上是一個(gè)壓力開(kāi)關(guān)。如圖2-2，氣室1的入口與洗衣桶中的貯氣室相聯(lián)接。當(dāng)水注入洗衣桶后，貯氣室口很快被封閉，隨水位上升，貯氣室的水位也上升，被封閉的空氣壓強(qiáng)亦增大，水位開(kāi)關(guān)中的波紋膜片2受壓而脹起，推動(dòng)頂桿3運(yùn)動(dòng)而使觸點(diǎn)4改變，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)通斷。

2.2 全自動(dòng)洗衣機(jī)的電路原理

原理圖見(jiàn)圖2-3，程控器接線圖見(jiàn)圖2-4。

3.用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的非接觸式延時(shí)定時(shí)器在洗衣機(jī)中的應(yīng)用

我們使用單片機(jī)制作了一個(gè)簡(jiǎn)易定時(shí)器。此定時(shí)器旨在實(shí)現(xiàn)非接觸啟動(dòng)或停止脫水機(jī)，避免觸電并具有延時(shí)功能；此定時(shí)器利用紅外線實(shí)現(xiàn)非接觸啟動(dòng)或停止延時(shí)器，并具有停止和蜂鳴器提示功能，非常人性化。

3.1 硬件電路設(shè)計(jì)

3.1.1 系統(tǒng)控制過(guò)程

電路如圖3-1所示。在初始狀態(tài)下，紅色LED指示燈D2點(diǎn)亮，脫水機(jī)不工作。當(dāng)手靠近紅外發(fā)射管時(shí)，紅外線經(jīng)手掌反射到紅外接收頭U4，經(jīng)其濾波、放大、解碼后輸出低電平，此信號(hào)（可能不止出現(xiàn)一次）經(jīng)單片機(jī)U1處理后，先驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)出約2分鐘的聲音信號(hào)，然后控制繼電器J1啟動(dòng)脫水機(jī)進(jìn)行脫水工作，并點(diǎn)亮綠色LED指示燈D3。在此過(guò)程中，若紅外接收頭再次接受到信號(hào)（可能不止一次），則經(jīng)單片機(jī)U1處理后控制脫水機(jī)停止工作，并發(fā)出聲音提示，否則，將延時(shí)一段時(shí)間后再停止脫水機(jī)并發(fā)出聲音提示。

圖2-4 全自動(dòng)洗衣機(jī)程控接線圖

圖3-1 系統(tǒng)電路圖

3.1.2 電路原理

如圖3-1所示。單片機(jī)U1（STC89C52）是系統(tǒng)控制核心，單片機(jī)通過(guò)程序產(chǎn)生38.5kHz(周期為26us)、脈寬為50%的方波，并驅(qū)動(dòng)紅外管D5發(fā)射出去。接收部分采用一體化紅外接收頭U4（HRM3800），它體積小、性能優(yōu)良。但是，該紅外接收頭暴露在太陽(yáng)光底下會(huì)持續(xù)輸出低電平，導(dǎo)致傳感器電路無(wú)法正常工作，我們?cè)诤竺鏁?huì)介紹程序抗干擾法。當(dāng)U4接收到38kHz的紅外線時(shí)，③腳將輸出低電平，并送到U1⑿腳，U1進(jìn)入外部中斷程序，最后通過(guò)光耦U3來(lái)控制繼電器，進(jìn)而控制電機(jī)的通斷。這里之所以用光藕，是為了+5V電壓和+12V電壓的隔離。當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，紅色發(fā)光二極管D2長(zhǎng)亮，用于指示工作狀態(tài)。當(dāng)定時(shí)器開(kāi)始延時(shí)工作，綠色LED管D3將點(diǎn)亮。

電源部分采用三端穩(wěn)壓塊7805給單片機(jī)供電。R9和C8用于濾除紅外接收頭U4供電線路中的干擾。

3.2 電路調(diào)試

只要按照?qǐng)D3-1將電路焊好并將編寫好的源程序燒到單片機(jī)中，便可工作。如果發(fā)現(xiàn)系敏度太高或不穩(wěn)定，可適當(dāng)增大R8的值，直到滿足要求為止。

4.結(jié)束語(yǔ)

本文主要研究了單片機(jī)在洗衣機(jī)中的應(yīng)用，使用單片機(jī)制作一個(gè)簡(jiǎn)易定時(shí)器，實(shí)現(xiàn)了該定時(shí)器具有非接觸式停止或啟動(dòng)脫水機(jī)，以免觸電并且具有延時(shí)功能，提高了其性能，為生活帶來(lái)了更多的方便。

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