全自动洗衣机

全自动洗衣机机电一体化技术1.1

全自动洗衣机简介

如图1-26(a)所示为波轮式洗衣机的结构，在洗涤桶底部装有波轮，当被洗涤物浸入含有洗涤剂的水中时，波轮开始连续转动或定时正反向转动，利用球擦作用和水流作用完成洗涤功能。波轮式洗衣机具有洗净比高，机械力的作用强，可在短时间内洗净衣物；造型紧凑，机械结构较简单，易做到“大容量、小体积”的优点。但洗涤时对衣料磨损较大，衣物易缠绕，从而造成洗涤不均匀的现象。波轮式全自动洗衣机在日本、中国以及东南亚地区广泛使用。

如图1-26（b）所示为滚筒式全自动洗衣机的结构。洗涤脱水筒的内筒上有许多小孔，工作时将被洗衣物置于滚筒内，部分浸没于含有洗涤剂的水中，内筒沿水平轴连续转动或定时正反向转动，利用内筒内壁上的提升凸筋将被洗涤物提升上来，再落到含有洗涤剂的水中，利用冲击作用、摩擦作用进行洗涤。滚筒式洗衣机具有对衣物的磨损小，用水量少等优点，适合对高档衣物的洗涤，并可将烘干装置安装到洗衣机内，成为洗涤—干燥一体机。但是也有洗涤效率低、耗电量大、对安装要求高等缺点。滚筒式洗衣机广泛地应用在欧洲国家，近年来我国也开始大量使用。1.1

全自动洗衣机简介图1-26洗衣机的结构1—内筒；2—波轮；3—电动机；4—滚筒；5—提升凸筋1.2

全自动洗衣机的电气部分及控制系统

全自动洗衣机是一种以单片机作为控制器的机电一体化产品。随着技术的发展，控制方式也越来越先进。现在的全自动洗衣机具有功能广泛化、控制自动化、操作简单化、运转智能化、高可靠性和高安全性等优点。

根据控制器应用的不同控制理论，全自动洗衣机可分为简单程序控制洗衣机、模糊控制洗衣机、神经网络控制洗衣机3种，其中模糊控制洗衣机应用最为广泛。

模糊控制洗衣机以类似人类的感觉，用模糊推理方法模拟人的操作技能、控制经验和知识等来实现控制。它根据各类传感器检测的洗涤物状态和运行的各种参数进行模糊推理，自动调整操作程序，如进水、排水、洗涤时间、水流强弱、漂洗次数、脱水时间等。同时对运行中的异常状态进行监控，并且迅速作出正确的处理，达到洗净衣物、降低磨损、节约能源的目的，使整个洗涤过程自动完成。如图1-27所示为某型号模糊控制全自动洗衣机的电路图。1.2

全自动洗衣机的电气部分及控制系统图1-27模糊控制全自动洗衣机电路图1.2

全自动洗衣机的电气部分及控制系统1.控制器

图1-27中模糊控制全自动洗衣机的控制器由1片MOTOROLA公司生产的8位单片机MC6805R3组成，该芯片内部集成了单片机的CPU、存储器、时钟电路和I/O接口，为40引脚封装。具有32根I/O口线，片内有3

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B的ROM和112

B的RAM，1个8位定时器/计数器，并且具有4路A/D转换。2.传感器检测电路1）水位检测电路

水位检测采用了机械式电阻传感器进行检测（见图1-27中的W3），当水加入内桶后，水位的高低使电位器W3变化

阻值。进而转换为电压的变化，通过模拟输入端AN2输入给单片机，经内部A/D转换后由单片机判断水位的高低。1.2

全自动洗衣机的电气部分及控制系统2）电源电压检测电路

电位检测由W1、C5和VD2组成，VD2将变压后的低压交流电整流，经C5滤波后变为直流电，W1构成分压电阻，将分压后的电压送入单片机的模拟输入端AN0，经内部A/D转换后由单片机判断输入电压，当电压过高或者过低时停止工作。3）电源电压过零检测

由于使用的是交流电动机，为了用晶闸管控制交流电的导通角度，必须要检测出电压波形的过零点时刻。4）水温检测

水温检测通过传感器来实现，VT2用来做水温检测传感器，通过放大器放大后送入单片机的AN1，单片机可以根据AN1的电压高低实现水温的判断。1.2

全自动洗衣机的电气部分及控制系统5）衣物脏污程度及水质浑浊度检测

水质浑浊度及衣物脏污程度检测采用了光电式传感器，当水质很好时，水的透光性也很好，此时光电三极管导通，电位升高；反之，当水质比较差时，电位下降。水质和输入AN3的电压成正比，通过对AN3的电压读取，单片机就可检测出水质的好坏以及衣物的脏污程度。3.驱动控制电路1）主电动机驱动控制电路

洗衣机在洗涤过程中，波轮驱动电动机需要进行正反转等控制，洗衣机采用了单相交流电动机。其正反转原理如图1-28所示，通过开关的切换控制主绕组和启动绕组的变换，实现主电动机的正反转。1.2

全自动洗衣机的电气部分及控制系统图1-28单相交流电动机正反转原理2）洗涤剂加入驱动电路单片机根据衣物的量和水质情况等信息，控制TA3的导通时间来控制电动机M1的运行时间。M1驱动机构实现加入洗涤剂的动作。3）进水和排水驱动控制电路当洗衣机开始工作时，首先需要加水，此时单片机根据水位传感器检测到的信息控制TA2导通，驱动加水电磁阀L1动作，开始加水，当水位到一定程度时，关闭电磁阀L1。排水是由TA1和电磁阀L2实现的。1.2

全自动洗衣机的电气部分及控制系统4.声光显示电路1）蜂鸣器电路

蜂鸣器电路是根据压电晶体的逆压电效应原理实现的，PA1和PA0口线分别驱动不同频率的两个蜂鸣器N1和N2。当洗衣机程序在执行过程中出现异常状态或结束，芯片相应口就会输出预先设置频率的电平，蜂鸣器就会发出不同次数、每声间隔时间不等、鸣叫时间不同的声音来提醒用户进行处理。2）LED驱动电路

LED驱动电路由单片机的PB0~PB6驱动七段数码管和LED1、LED2和LED3实现，同时驱动VD6~VD12这7个LED显示运行状态，LED驱动采用了动态驱动方式，PA5~PA7驱动VT11~VT13进行LED1~LED3的选通。1.2

全自动洗衣机的电气部分及控制系统5.电源电路

如图1-29所示，