CN102901750A - 一种洗碗机盐量信号检测电路及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种洗碗机盐量信号检测电路及检测方法，其特征在于包括单片机、检测装置及盐浓度传感装置，其中所述盐浓度传感装置将所感应到的盐浓度信号的输出给检测装置，该信号经过检测装置处理后再传送到单片机，单片机通过检测方法对输入的信号进行确认。其检测方法包括转换滤波阶段、单片机检测处理及盐量信息确认阶段。其有益效果是：能利用通用单片机资源，通过利用单片机的AD转换器，将盐浓度传感器模拟电压信号转换成数字信号，完成对盐量信息的检测，达到快速准确检测洗碗机盐量信息的目的，其硬件比较简单，易于维护，软件设计算法易于移植。

Description

一种洗碗机盐量信号检测电路及检测方法

技术领域

本发明涉及洗碗机软水器盐量精度检测领域，具体涉及一种洗碗机盐量信号检测电路及检测方法，属于洗碗机盐量信号检测电路及检测方法的改进技术。

背景技术

洗碗机在欧美各国非常普及，由于各地水的硬度不同，而水的硬度会影响到洗涤效果，因此为了使水的硬度能达到理想的洗涤效果，洗碗机会在进水时对水进行软化处理。洗碗机长时间的使用，会使得软化水的能力越来越差，洗碗机通常会采用加入盐对软化材料进行处理的方法来恢复软水能力，因此快速准确的检测洗碗机盐量信息并给用户以提示，对保证洗碗机洗涤效果有很大影响，同时也能方便用户使用。

目前，现有技术的洗碗机通常采用干簧管和带磁铁的具有一定密度的浮子来检测，浮子置于盐溶液中，根据盐溶液浓度的变化，浮子会上浮或下沉，浮子上的磁铁带动干簧管吸合或断开，通过对干簧管的信号处理进行缺盐判断；这种方式产生的信号只有开和关两种状态，只能检测有盐和无盐两种状态，而不能准确检测到盐量信息；由于浮子本身存在个体差异性，密度也会有差异，同时，不同机器盐溶液浓度会有差异，有时会判断不准确，而且干簧管易受其他负载的电磁干扰，会造成误判断现象；另一个缺点是,用户在缺盐提示时,及时加入盐后，由于盐不能快速溶解，盐溶液浓度变化缓慢，缺盐提示长时间不取消，给用户使用造成不便；且这种盐检开关信号检测方法，需要对信号进行滤波和去抖处理，硬件电路复杂，而且所需结构件多，装配复杂，存在盐量信号检测不准确且检测反应慢的问题。

发明内容

本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种能利用通用单片机资源，结构简单，能准确的检测的洗碗机盐量信息的输出信号检测电路及检测方法。

为了达到上述第一目的，洗碗机盐量信息的输出信号检测电路的技术方案是：一种洗碗机盐量信号检测电路，其特征在于包括单片机、检测装置及盐浓度传感装置，其中所述盐浓度传感装置将所感应到的盐浓度信号的输出给检测装置，该信号经过检测装置处理后再传送到单片机，单片机通过检测方法对输入的信号进行确认。

所述单片机的型号为NEC的UPD78F8513A或UPD78F0524A或UPD78F0511等。

所述检测装置包括第一检测电路和第二检测电路，且所述第一检测电路和第二检测电路的结构相同；所述盐浓度传感装置包括第一盐浓度传感器及第二盐浓度传感器，所述第一盐浓度传感器将感应到的盐浓度信号的输出给第一检测电路，该信号经第一检测电路处理后输出给单片机；所述第二盐浓度传感器将感应到的盐浓度信号的输出给第二检测电路，该信号经第二检测电路处理后输出给单片机。

所述第一检测电路包括第一电阻、第二电阻、第一电容、第二电容和第一接插件，其中所述第一电阻的一端与所述单片机的A/D1口及第一电容的一端电连接，另一端与第二电阻及第二电容的一端电连接并接第一接插件的管脚1；所述第二电阻的另一端与电源电连接；所述第一电容及第二电容的另一端接地并电连接第一接插件管脚2；第一接插件的管脚1和管脚2分别与第一盐浓度传感器的输出信号端子连接；所述第二检测电路包括第三电阻、第四电阻、第三电容、第四电容和第二接插件，其中所述第三电阻的一端与所述单片机的另一A/D2口及第三电容的一端电连接，另一端与第四电阻及第四电容的一端电连接并接第二接插件的管脚3；所述第四电阻的另一端与电源电连接；第三电容及第四电容的另一端接地并接第二接插件管脚4；第二接插件的管脚3和管脚4分别与第二盐浓度传感器的输出信号端子电连接。

所述第一、二盐浓度传感器在盐腔中的安装位置高低不同。

为了达到上述第二目的，一种洗碗机盐量信号检测电路的检测方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一：转换滤波阶段，通过第一盐浓度传感器和第二盐浓度传感器输出两路电压信号，两路电压信号分别通过第一检测电路和第二检测电路限流滤波后，使得电压信号更稳定；

步骤二：单片机检测确认处理阶段，该阶段由四个相互关联的分阶段组成，各阶段如下：

（a）AD采样阶段，单片机根据其AD转换器采样到的电压信号进行模数转换，每间隔一段时间T1，T1要大于单片机AD的转换时间，最佳取值范围为2ms≦ T1 ≦20ms，读取一次采样结果D1的数字电压信号,数字电压信号范围从0到2ⁿ-1,n为单片机AD的采样分辨率，n为4、8、10...等整数，读取成功后进入数字信号处理阶段；

(b)数字信号处理阶段，该阶段提供一种对(a)阶段获得的多个转换结果D1值进行平均处理的一种算法；每次从(a)阶段成功读到AD的转换结果D1后，判断是否为本次检测的第一次采样，即转换结果累加次数A是否为0，若是，则对转换结果的最大值M1和最小值M2进行初始化，最大值M1的初始值应小于或等于本次采样到的AD采样阶段的转换结果D1，最小值M2的初始值应大于或等于本次采样到的AD采样阶段的转换结果D1, 若不是本次检测的第一次采样，则不用对最大值M1和最小值M2进行初始化；接下来判断转换结果D1是否大于最大值M1，如果转换结果D1 >最大值M1，将最大值M1更新为转换结果D1，否则判断转换结果D1是否小于最小值M2 ，如果转换结果D1 <最小值M2，将最小值M2更新为转换结果D1，否则不更新；然后将转换的转换结果D1的值累加到D2,D2初始化时为0，范围从0到2^2*n-1，n为单片机的AD采样分辨率，n为4、8、10...等整数，并将转换结果累加次数A加1，判断累加次数A是否大于或等于N1，N1为采样次数，N1的取值范围：N1 > 2，最佳取值范围为10到18，若A≥ N1，则将多次模数转换累加结果D2减去最大值M1和最小值M2得到D3，然后用D3除以有效采样次数N1-2，得到多次采样的平均值Q，进入AD结果处理阶段；若转换结果累加次数A < N1,则进入(a)阶段继续读取新的转换结果，等待下一次转换结果累加，依此类推，直到累加次数A≥N1；

 (c)转换结果处理阶段，判断(b)阶段获得的AD采样平均值Q是否是AD1通道转换结果，如果是，则将Q值存入AD1通道的采样平均值Rt1，将AD转换通道切换到AD2，进入(a)阶段进行新通道的数模转换处理；否则再判断Q是否是AD2通道转换结果，如果不是，则将AD通道切换到AD1进入(a)阶段进行新通道的模数转换处理；如果Q是AD2通道的转换结果，则判断是否已经对AD1通道结果进行了处理，如果已经处理，则将Q存入AD2通道的采样平均值Rt2中，将AD通道切换到AD1,进入盐量信号确认阶段；如果AD1通道还未处理，则直接将AD通道切换到AD1进入(a)阶段进行新通道的模数转换采样处理；

(d)盐量信号确认阶段，该阶段提供了一种盐量信息判断确认的方法，所述方法根据(c)阶段获得的电压采样平均值Rt1和Rt2对盐量信息进行确认：Rt1 ≥ S1且Rt2≥ S1，S1一般为电压3.5V-4V之间的某个电压的AD值时，则盐量足够；Rt1 ≥ S1且Rt2≤ S1时，则盐量偏少，提示用户注意盐量；Rt1 ≤ S1时，则盐量不足，提示用户需要加盐；至此，准确快速的完成了洗碗机盐量信息的一次检测，进入下一次新的检测过程。

本发明与现有技术相比的有益效果是：因借助简单的检测电路，将盐量检测的信号转换为稳定的电压信号，利用单片机的AD转换器资源，通过软件算法的逻辑判断，对电压信号进行模数转换处理，达到提高检测准确性，增加检测功能的目的，本发明的单片机选型范围广，检测相关的硬件比较简单，易于维护，软件算法易于移植。

附图说明

图1为本发明的原理框图；

图2为本发明实施例的电路原理图；

图3为本发明实施例的AD采样阶段控制流程图；

图4为本发明实施例的数字信号处理阶段控制流程图；

图5为本发明实施例的转换结果处理阶段控制流程图；

图6为本发明实施例的盐量信号确认阶段控制流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1至6所示，一种洗碗机盐量信号检测电路，本发明的特点是包括单片机1、检测装置及盐浓度传感装置，其中所述盐浓度传感装置将所感应到的盐浓度信号的输出给检测装置，该信号经过检测装置处理后再传送到单片机1，单片机1通过检测方法对输入的信号进行确认。

在本实施例中，所述单片机1的型号为NEC的UPD78F8513A或UPD78F0524A或UPD78F0511等。

在本实施例中，所述检测装置包括第一检测电路2和第二检测电路3，且所述第一检测电路2和第二检测电路3的结构相同；所述盐浓度传感装置包括第一盐浓度传感器4及第二盐浓度传感器5，所述第一盐浓度传感器4将感应到的盐浓度信号的输出给第一检测电路2，该信号经第一检测电路2处理后输出给单片机1；所述第二盐浓度传感器5将感应到的盐浓度信号的输出给第二检测电路3，该信号经第二检测电路3处理后输出给单片机1。也可根据实际情况选择检测电路和盐浓度传感器的个数，如一个检测电路和一个盐浓度传感器，或三个检测电路和三个盐浓度传感器等。

在本实施例中，所述第一检测电路2包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1、第二电容C2和第一接插件CN1，其中所述第一电阻R1的一端与所述单片机1的A/D1口及第一电容C1的一端电连接，另一端与第二电阻R2及第二电容C2的一端电连接并接第一接插件CN1的管脚1；所述第二电阻R2的另一端与电源电连接；所述第一电容C1及第二电容C2的另一端接地并电连接第一接插件CN1管脚2；第一接插件CN1的管脚1和管脚2分别与第一盐浓度传感器4的输出信号端子连接；所述第二检测电路3包括第三电阻R3、第四电阻R4、第三电容C3、第四电容C4和第二接插件CN2，其中所述第三电阻R3的一端与所述单片机1的另一A/D2口及第三电容C3的一端电连接，另一端与第四电阻R4及第四电容C4的一端电连接并接第二接插件CN2的管脚3；所述第四电阻R4的另一端与电源电连接；第三电容C3及第四电容C4的另一端接地并接第二接插件CN2管脚4；第二接插件CN2的管脚3和管脚4分别与第二盐浓度传感器5的输出信号端子电连接。

在本实施例中，所述第一、二盐浓度传感器4、5在盐腔中的安装位置高低不同。

一种洗碗机盐量信号检测电路的检测方法，该方法包括以下步骤：

一种洗碗机盐量信号检测电路的检测方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一：转换滤波阶段，通过第一盐浓度传感器和第二盐浓度传感器输出两路电压信号，两路电压信号分别通过第一检测电路和第二检测电路限流滤波后，使得电压信号更稳定；

步骤二：单片机检测确认处理阶段，该阶段由四个相互关联的分阶段组成，各阶段如下：

（b）AD采样阶段，单片机根据其AD转换器采样到的电压信号进行模数转换，每间隔一段时间T1，T1要大于单片机AD的转换时间，最佳取值范围为2ms≦ T1 ≦20ms，读取一次转换结果D1的电压信号，读取成功后进入数字信号处理阶段；

(b)数字信号处理阶段，该阶段提供一种对(a)阶段获得的多个转换结果D1值进行平均处理的一种算法；每次从(a)阶段成功读到AD的转换结果D1后，判断是否为本次检测的第一次采样，即转换结果累加次数A是否为0，若是，则对转换结果的最大值M1和最小值M2进行初始化，最大值M1的初始值应小于或等于本次采样到的AD采样阶段的转换结果D1，最小值M2的初始值应大于或等于本次采样到的AD采样阶段的转换结果D1, 若不是本次检测的第一次采样，则不用对最大值M1和最小值M2进行初始化；接下来判断采样结果D1是否大于最大值M1，如果转换结果D1 >最大值M1，将最大值M1更新为转换结果D1，否则判断转换结果D1是否小于最小值M2 ，如果采样结果D1 <最小值M2，将最小值M2更新为转换结果D1，否则不更新；然后将转换的转换结果D1的值累加一次存入D2，并将转换结果累加次数A加1，判断累加次数A是否大于或等于N1，N1为采样次数，N1的取值范围：N1 > 2，最佳取值范围为10到18，若A≥ N1，则将多次模数转换累加结果D2减去最大值M1和最小值M2得到D3，然后用D3除以有效采样次数N1-2，得到多次采样的平均值Q，进入AD结果处理阶段；若转换结果累加次数A < N1,则进入(a)阶段继续读取新的转换结果，等待下一次转换结果累加，依此类推，直到累加次数A≥N1；

 (c)转换结果处理阶段，判断(b)阶段获得的AD采样平均值Q是否是AD1通道转换结果，如果是，则将Q值存入AD1通道的采样平均值Rt1，将AD转换通道切换到AD2，进入(a)阶段进行新通道的数模转换处理；否则再判断Q是否是AD2通道转换结果，如果不是，则将AD通道切换到AD1进入(a)阶段进行新通道的模数转换处理；如果Q是AD2通道的转换结果，则判断是否已经对AD1通道结果进行了处理，如果已经处理，则将Q存入AD2通道的采样平均值Rt2中，将AD通道切换到AD1,进入盐量信号确认阶段；如果AD1通道还未处理，则直接将AD通道切换到AD1进入(a)阶段进行新通道的模数转换采样处理；

(d)盐量信号确认阶段，该阶段提供了一种盐量信息判断确认的方法，所述方法根据(c)阶段获得的电压采样平均值Rt1和Rt2对盐量信息进行确认：Rt1 ≥ S1且Rt2≥ S1，S1一般为电压3.5V-4V之间的某个电压的AD值时，则盐量足够；Rt1 ≥ S1且Rt2≤ S1时，则盐量偏少，提示用户注意盐量；Rt1 ≤ S1时，则盐量不足，提示用户需要加盐；至此，准确快速的完成了洗碗机盐量信息的一次检测，进入下一次新的检测过程。

工作时，因借助简单的检测电路，将盐量检测的信号转换为稳定的电压信号，利用单片机的AD转换器资源，通过软件算法的逻辑判断，对电压信号进行模数转换处理，达到提高检测准确性，增加检测功能的目的。

Claims (6)

1.一种洗碗机盐量信号检测电路，其特征在于包括单片机（1）、检测装置及盐浓度传感装置，其中所述盐浓度传感装置将所感应到的盐浓度信号的输出给检测装置，该信号经过检测装置处理后再传送到单片机（1），单片机（1）通过检测方法对输入的信号进行确认。

2.根据权利要求1所述的洗碗机盐量信号检测电路，其特征在于所述单片机（1）的型号为NEC的UPD78F8513A或UPD78F0524A或UPD78F0511等。

3.根据权利要求1所述的洗碗机盐量信号检测电路，其特征在于所述检测装置包括第一检测电路（2）和第二检测电路（3），且所述第一检测电路（2）和第二检测电路（3）的结构相同；所述盐浓度传感装置包括第一盐浓度传感器（4）及第二盐浓度传感器（5），所述第一盐浓度传感器（4）将感应到的盐浓度信号的输出给第一检测电路（2），该信号经第一检测电路（2）处理后输出给单片机（1）；所述第二盐浓度传感器（5）将感应到的盐浓度信号的输出给第二检测电路（3），该信号经第二检测电路（3）处理后输出给单片机（1）。

4.根据权利要求2或3所述的洗碗机盐量信号检测电路，其特征在于所述第一检测电路（2）包括第一电阻（R1）、第二电阻（R2）、第一电容（C1）、第二电容（C2）和第一接插件（CN1），其中所述第一电阻（R1）的一端与所述单片机（1）的A/D1口及第一电容（C1）的一端电连接，另一端与第二电阻（R2）及第二电容（C2）的一端电连接并接第一接插件（CN1）的管脚1；所述第二电阻（R2）的另一端与电源电连接；所述第一电容（C1）及第二电容（C2）的另一端接地并电连接第一接插件（CN1）管脚2；第一接插件（CN1）的管脚1和管脚2分别与第一盐浓度传感器（4）的输出信号端子连接；所述第二检测电路（3）包括第三电阻（R3）、第四电阻（R4）、第三电容（C3）、第四电容（C4）和第二接插件（CN2），其中所述第三电阻（R3）的一端与所述单片机（1）的另一A/D2口及第三电容（C3）的一端电连接，另一端与第四电阻（R4）及第四电容（C4）的一端电连接并接第二接插件（CN2）的管脚3；所述第四电阻（R4）的另一端与电源电连接；第三电容（C3）及第四电容（C4）的另一端接地并接第二接插件（CN2）管脚4；第二接插件（CN2）的管脚3和管脚4分别与第二盐浓度传感器（5）的输出信号端子电连接。

5.根据权利要求3所述的洗碗机盐量信号检测电路，其特征在于所述第一、二盐浓度传感器（4）、（5）在盐腔中的安装位置高低不同。

6.一种根据权利要求1或3所述的洗碗机盐量信号检测电路的检测方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

一种洗碗机盐量信号检测电路的检测方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一：转换滤波阶段，通过第一盐浓度传感器和第二盐浓度传感器输出两路电压信号，两路电压信号分别通过第一检测电路和第二检测电路限流滤波后，使得电压信号更稳定；

步骤二：单片机检测确认处理阶段，该阶段由四个相互关联的分阶段组成，各阶段如下：

AD采样阶段，单片机根据其AD转换器采样到的电压信号进行模数转换，每间隔一段时间T1，T1要大于单片机AD的转换时间，最佳取值范围为2ms≦ T1 ≦20ms，读取一次采样结果D1的数字电压信号,数字电压信号范围从0到2ⁿ-1,n为单片机AD的采样分辨率，n为4、8、10...等整数，读取成功后进入数字信号处理阶段；

(b)数字信号处理阶段，该阶段提供一种对(a)阶段获得的多个转换结果D1值进行平均处理的一种算法；每次从(a)阶段成功读到AD的转换结果D1后，判断是否为本次检测的第一次采样，即转换结果累加次数A是否为0，若是，则对转换结果的最大值M1和最小值M2进行初始化，最大值M1的初始值应小于或等于本次采样到的AD采样阶段的转换结果D1，最小值M2的初始值应大于或等于本次采样到的AD采样阶段的转换结果D1, 若不是本次检测的第一次采样，则不用对最大值M1和最小值M2进行初始化；接下来判断转换结果D1是否大于最大值M1，如果转换结果D1 >最大值M1，将最大值M1更新为采样结果D1，否则判断转换结果D1是否小于最小值M2 ，如果转换结果D1 <最小值M2，将最小值M2更新为转换结果D1，否则不更新；然后将转换的转换结果D1的值累加一次存入D2,D2初始化时为0，范围从0到2^2*n-1，n为单片机的AD采样分辨率，n为4、8、10...等整数，并将转换结果累加次数A加1，判断累加次数A是否大于或等于N1，N1为采样次数，N1的取值范围：N1 > 2，最佳取值范围为10到18，若A≥ N1，则将多次模数转换累加结果D2减去最大值M1和最小值M2得到D3，然后用D3除以有效采样次数N1-2，得到多次采样的平均值Q，进入AD结果处理阶段；若转换结果累加次数A < N1,则进入(a)阶段继续读取新的转换结果，等待下一次转换结果累加，依此类推，直到累加次数A≥N1；

 (c)转换结果处理阶段，判断(b)阶段获得的AD采样平均值Q是否是AD1通道转换结果，如果是，则将Q值存入AD1通道的采样平均值Rt1，将AD转换通道切换到AD2，进入(a)阶段进行新通道的数模转换处理；否则再判断Q是否是AD2通道转换结果，如果不是，则将AD通道切换到AD1进入(a)阶段进行新通道的模数转换处理；如果Q是AD2通道的转换结果，则判断是否已经对AD1通道结果进行了处理，如果已经处理，则将Q存入AD2通道的采样平均值Rt2中，将AD通道切换到AD1,进入盐量信号确认阶段；如果AD1通道还未处理，则直接将AD通道切换到AD1进入(a)阶段进行新通道的模数转换采样处理；

(d)盐量信号确认阶段，该阶段提供了一种盐量信息判断确认的方法，所述方法根据(c)阶段获得的电压采样平均值Rt1和Rt2对盐量信息进行确认：Rt1 ≥ S1且Rt2≥ S1，S1一般为电压3.5V-4V之间的某个电压的AD值时，则盐量足够；Rt1 ≥ S1且Rt2≤ S1时，则盐量偏少，提示用户注意盐量；Rt1 ≤ S1时，则盐量不足，提示用户需要加盐；至此，准确快速的完成了洗碗机盐量信息的一次检测，进入下一次新的检测过程。

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