发明内容
本发明的目的在于提供一种家用电器故障检测装置,旨在解决现有技术所存在的无法快速准确地对家用电器进行故障诊断的问题。
本发明是这样实现的,一种家用电器故障检测装置,其包括:
电源控制模块、电流检测模块、电压检测模块、电能计量器、主控制器以及显示模块;
所述电源控制模块的第一电输入端和第一电输出端分别连接所述电流检测模块的电输出端和家用电器的火线端,所述电源控制模块的第二电输入端与所述电压检测模块的负输入端共接于交流电源的负半周输出端,所述电源控制模块的受控端连接所述主控制器,所述电源控制模块的第二电输出端连接所述家用电器的零线端,所述电流检测模块的电输入端与所述电压检测模块的正输入端共接于交流电源的正半周输出端,所述电流检测模块的输出端和所述电压检测模块的输出端均连接所述电能计量器,所述电能计量器连接所述主控制器,所述主控制器连接所述显示模块;
在所述家用电器处于工厂检测模式时,所述电源控制模块根据所述主控制器输出的电源控制信号,从所述电流检测模块的电输出端和所述交流电源分别引入正半周交流电和负半周交流电为所述家用电器供电以使所述家用电器中的负载逐个依次工作,所述电流检测模块和所述电压检测模块分别检测所述家用电器中正在运行的当前负载的工作电流和工作电压,并相应地输出电流模拟信号和电压模拟信号至所述电能计量器,所述电能计量器根据所述电流模拟信号和所述电压模拟信号生成相应的功率逻辑信号,所述主控制器根据所述功率逻辑信号获取当前负载运行功率,如果所述当前负载运行功率在第一预设时间间隔中持续为零,则所述主控制器判定所述家用电器未运行,并驱动所述显示模块发出电源出错提示;
如果所述当前负载运行功率在第一预设时间间隔内不持续为零,则所述主控制器判定所述当前负载出现故障,并驱动所述显示模块发出与所述当前负载对应的故障提示和控制所述电源控制模块断开对所述家用电器的供电;
如果所述当前负载运行功率不为零,则所述主控制器判断所述当前负载运行功率是否处于预设标准功率区间内,若否,则所述主控制器判定所述当前负载出现故障,并驱动所述显示模块发出与所述当前负载对应的故障提示和控制所述电源控制模块断开对所述家用电器的供电,若是,则所述主控制器继续判断所述当前负载运行功率处于预设标准功率区间的持续时间是否为第二预设时间间隔,如果是,则所述主控制器判定所述当前负载合格,并驱动所述显示模块发出与所述当前负载对应的合格提示,如果否,则所述主控制器判定所述当前负载出现故障,并驱动所述显示模块发出与所述当前负载对应的故障提示和控制所述电源控制模块断开对所述家用电器的供电;
在所述主控制器判定所述当前负载合格,并驱动所述显示模块发出与所述当前负载对应的合格提示后,所述主控制器判断所述当前负载是否为家用电器中的最后一个待测负载,如果是,则结束故障检测进程,如果否,则继续对所述家用电器中的负载进行检测。
本发明的另一目的还在于提供一种基于上述家用电器故障检测装置的家用电器故障检测方法,所述家用电器故障检测方法包括以下步骤:
A.在家用电器处于工厂检测模式时,电源控制模块根据主控制器输出的电源控制信号从电流检测模块的电输出端和交流电源分别引入正半周交流电和负半周交流电为家用电器供电以使家用电器中的负载逐个依次工作;
B.所述电流检测模块和电压检测模块分别检测所述家用电器中正在运行的当前负载的工作电流和工作电压,并相应地输出电流模拟信号和电压模拟信号至电能计量器;
C.所述电能计量器根据所述电流模拟信号和所述电压模拟信号生成相应的功率逻辑信号;
D.所述主控制器根据所述功率逻辑信号获取当前负载运行功率,并判断所述当前负载运行功率是否为零,是,则执行步骤E,否,则执行步骤H;
E.所述主控制器判断所述当前负载运行功率是否在第一预设时间间隔内持续为零,是,则执行步骤F,否,则执行步骤G;
F.所述主控制器判定所述家用电器未运行,并驱动显示模块发出电源出错提示;
G.所述主控制器判定当前负载出现故障,并驱动所述显示模块发出与当前负载对应的故障提示和控制所述电源控制模块断开对所述家用电器的供电;
H.所述主控制器判断所述当前负载运行功率是否处于预设标准功率区间内,是,则执行步骤I,否,则执行所述步骤G;
I.所述主控制器判断所述当前负载运行功率处于所述预设标准功率区间的持续时间是否为第二预设时间间隔,是,则执行步骤J,否,则执行所述步骤G;
J.所述主控制器判定当前负载合格,并驱动所述显示模块发出与当前负载对应的合格提示;
K.所述主控制器判断当前负载是否为所述家用电器中的最后一个待测负载,是,则结束故障检测进程,否,则返回所述步骤B。
本发明提供采用包括电源控制模块、电流检测模块、电压检测模块、电能计量器、主控制器以及显示模块的家用电器故障检测装置,在对家用电器进行故障检测时,由电源控制模块引入交流电为所述家用电器供电,并通过电流检测模块和电压检测模块分别检测所述家用电器中正在运行的当前负载的工作电流和工作电压,再由所述电能计量器根据电流检测模块和电压检测模块所输出的电流模拟信号和电压模拟信号输出功率逻辑信号至主控制器,主控制器根据该功率逻辑信号判断当前负载是否出现故障,并在判定当前负载出现故障时驱动显示模块发出与当前负载对应的故障提示和控制电源控制模块断开对家用电器的供电,从而达到快速地对家用电器中的负载进行准确的故障诊断的目的。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
图1示出了本发明实施例提供的家用电器故障检测装置的模块结构,为了便于说明,仅示出了与本发明实施例相关的部分,详述如下:
家用电器内部包含多个负载(即多个电器件),本发明实施例通过家用电器故障检测装置对家用电器中的各个负载进行故障诊断。
家用电器故障检测装置包括电源控制模块100、电流检测模块200、电压检测模块300、电能计量器400、主控制器500以及显示模块600。
电源控制模块100的第一电输入端和第一电输出端分别连接电流检测模块200的电输出端和家用电器700的火线端L,电源控制模块100的第二电输入端与电压检测模块300的负输入端共接于交流电源800的负半周输出端-,电源控制模块100的受控端连接主控制器500,电源控制模块100的第二电输出端连接家用电器700的零线端N,电流检测模块200的电输入端与电压检测模块300的正输入端共接于交流电源800的正半周输出端+,电流检测模块200的输出端和电压检测模块300的输出端均连接电能计量器400,电能计量器400连接主控制器500,主控制器500连接显示模块600。其中,交流电源800可以是市电电网或者能够提供交流电的电源装置。
在家用电器700处于工厂检测模式时,电源控制模块100根据主控制器500输出的电源控制信号,从电流检测模块200的电输出端和交流电源800分别引入正半周交流电和负半周交流电为家用电器700供电以使家用电器700中的负载逐个依次工作,电流检测模块200和电压检测模块300分别检测家用电器700中正在运行的当前负载的工作电流和工作电压,并相应地输出电流模拟信号和电压模拟信号至电能计量器400,电能计量器400根据电流模拟信号和电压模拟信号生成相应的功率逻辑信号,主控制器500根据功率逻辑信号获取当前负载运行功率,如果当前负载运行功率在第一预设时间间隔中持续为零,则主控制器500判定家用电器700未运行,并驱动显示模块600发出电源出错提示。
其中,工厂检测模式是家用电器根据预置的检测控制程序控制其内部的各个负载(即各个电器件)逐个按照正常工作状态运行,以便外部设备对其进行故障检测的一种检测模式。
如果当前负载运行功率在第一预设时间间隔内不持续为零(即当前负载运行功率在第一预设时间间隔内的某个或多个时间点为零),则主控制器500判定当前负载出现故障,并驱动显示模块600发出与当前负载对应的故障提示和控制电源控制模块100断开对家用电器700的供电。
如果当前负载运行功率不为零,则主控制器500判断当前负载运行功率是否处于预设标准功率区间内,若否,则主控制器500判定当前负载出现故障,并驱动显示模块600发出与当前负载对应的故障提示和控制电源控制模块100断开对家用电器700的供电,若是,则主控制器500继续判断当前负载运行功率处于预设标准功率区间的持续时间是否为第二预设时间间隔,如果是,则主控制器500判定当前负载合格,并驱动显示模块600发出与当前负载对应的合格提示,如果否,则主控制器500判定当前负载出现故障,并驱动显示模块600发出与当前负载对应的故障提示和控制电源控制模块100断开对家用电器700的供电。
在主控制器500判定当前负载合格,并驱动显示模块600发出与当前负载对应的合格提示后,主控制器500判断当前负载是否为家用电器中的最后一个待测负载,如果是,则结束故障检测进程,如果否,则继续对家用电器中的负载进行检测。
在本发明实施例中,第一预设时间间隔和第二预设时间间隔可以是时间长度相同或不同的时间间隔,例如,第一预设时间间隔为8秒,第二预设时间间隔为10秒。预设标准功率区间是根据被测家用电器中各个负载的额定功率预先设置于主控制器500的功率级别范围,例如,洗碗机中的洗涤泵的预设标准功率区间为(1900W,2100W),功率单位是W(瓦特)。
基于上述家用电器故障检测装置,本发明实施例还提供了一种家用电器故障检测方法,其实现流程如图2所示,详述如下:
在步骤S1中,在家用电器700处于工厂检测模式时,电源控制模块100根据主控制器500输出的电源控制信号从电流检测模块200的电输出端和交流电源800分别引入正半周交流电和负半周交流电为家用电器700供电以使家用电器700中的负载逐个依次工作。
在步骤S2中,电流检测模块200和电压检测模块300分别检测家用电器700中正在运行的当前负载的工作电流和工作电压,并相应地输出电流模拟信号和电压模拟信号至电能计量器400。
在步骤S3中,电能计量器400根据电流模拟信号和电压模拟信号生成相应的功率逻辑信号。
在步骤S4中,主控制器500根据功率逻辑信号获取当前负载运行功率,并判断当前负载运行功率是否为零,是,则执行步骤S5,否,则执行步骤S8。
在步骤S5中,主控制器500判断当前负载运行功率是否在第一预设时间间隔内持续为零,是,则执行步骤S6,否,则执行步骤S7。
在步骤S6中,主控制器500判定家用电器700未运行,并驱动显示模块600发出电源出错提示。
在步骤S7中,主控制器500判定当前负载出现故障,并驱动显示模块600发出与当前负载对应的故障提示和控制电源控制模块100断开对家用电器700的供电。例如,被测家用电器为洗碗机,如果此时主控制器判定洗碗机中洗涤泵出现故障,则主控制器500会驱动显示模块600显示“洗涤机构电机故障”的字样提示,同时主控制器500还会控制电源控制模块100断开对家用电器700的供电。
在步骤S8中,主控制器500判断当前负载运行功率是否处于预设标准功率区间内,是,则执行步骤S9,否,则执行步骤S7。
在步骤S9中,主控制器500判断当前负载运行功率处于预设标准功率区间的持续时间是否为第二预设时间间隔,是,则执行步骤S10,否,则执行步骤S7。
在步骤S10中,主控制器500判定当前负载合格,并驱动显示模块600发出与当前负载对应的合格提示。
需要说明的是,在执行步骤S10的过程中,主控制器500依旧控制电源控制模块100引入交流电为家用电器700供电,供电不会断开。
例如,被测家用电器为洗碗机,如果此时主控制器判定洗碗机中的洗涤泵合格(即未出现故障),则主控制器500会驱动显示模块600显示“洗涤泵合格”的字样提示,此时主控制器500不控制电源控制模块100断开对家用电器700的供电。
在步骤S11中,主控制器500判断当前负载是否为家用电器中的最后一个待测负载,是,则结束故障检测进程,否,则返回步骤S2。
进一步地,如图3所示,电源控制模块100包括:
继电器K1、二极管D1、NPN型三极管Q1以及第一电阻R1;
继电器K1的第一控制触点1与二极管D1的阴极共接于直流电源VCC(如+12V直流电),继电器K1的第二控制触点2与二极管D1的阳极共接于NPN型三极管Q1的集电极,继电器K1的第一开关触点3和第一常开触点4分别为电源控制模块100的第一电输入端和第一电输出端,继电器K1的第二开关触点5和第二常开触点6分别为电源控制模块100的第二电输入端和第二电输出端,NPN型三极管Q1的发射极接地,NPN型三极管Q1的基极连接第一电阻R1的第一端,第一电阻R1的第二端为电源控制模块100的受控端。
进一步地,如图3所示,电流检测模块200包括:
电流互感器G1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一电容C1以及第二电容C2;
电流互感器G1的初级绕组的第一端1和第二端2分别为电流检测模块200的电输入端和电输出端,电流互感器G1的次级绕组的第一端3与第二电阻R2的第一端共接于第三电阻R3的第一端,电流互感器G1的次级绕组的第二端4与第二电阻R2的第二端共接于第四电阻R4的第一端,第三电阻R3的第二端与第四电阻R4的第二端构成电流检测模块200的输出端,第一电容C1的第一端和第二电容C2的第一端分别连接第三电阻R3的第二端和第四电阻R4的第二端,第一电容C1的第二端与第二电容C2的第二端共接于地。
进一步地,如图3所示,电压检测模块300包括:
电压互感器G2、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第三电容C3以及第四电容C4;
电压互感器G2的初级绕组的第一端1和第二端2分别为电压检测模块300的正输入端和负输入端,电压互感器G2的次级绕组的第一端3与第五电阻R5的第一端共接于第六电阻R6的第一端,电压互感器G2的次级绕组的第二端4与第五电阻R5的第二端共接于第七电阻R7的第一端,第六电阻R6的第二端与第七电阻R7的第二端构成电压检测模块300的输出端,第三电容C3的第一端和第四电容C4的第一端分别连接第六电阻R6的第二端和第七电阻R7的第二端,第三电容C3的第二端与第四电容C4的第二端共接于地。
进一步地,电能计量器400具体可以是型号为SD3001、AD7755、ADE7755或者ATT7022的电能计量芯片。
进一步地,主控制器500具体可以是型号为AT89S52、LPC2104、S3C2440B或者STM32F102C8的微处理器。
进一步地,显示模块600具体可以是LCD显示屏或LED显示屏。
以下结合工作原理对图3所示的家用电器故障检测装置作进一步说明:
在家用电器700处于工厂检测模式时,主控制器500输出高电平控制NPN型三极管Q1导通,则继电器K1吸合,继电器K1的第一开关触点3与第一常开触点4连通,继电器K1的第二开关触点5与第二常开触点6也连通,所以继电器K1从电流互感器G1的初级绕组的第二端2和交流电源800的负输出端分别引入正半周交流电和负半周交流电为家用电器700供电,以使家用电器700中的负载逐个依次工作。包含电流互感器G1的电流检测模块200根据当前负载的工作电流生成相应的电流模拟信号,包含电压互感器G2的电压检测模块300根据当前负载的工作电压生成相应的电压模拟信号,然后由电能计量器400根据电流模拟信号和电压模拟信号进行电能运算后输出功率逻辑信号,主控制器500根据该功率逻辑信号判断当前负载运行功率是否为零,并在当前负载运行功率为零且持续第一预设时间间隔时,判定当前负载出现故障,主控制器500驱动显示模块600发出与当前负载对应的故障提示,同时输出低电平控制继电器K1断开,则继电器K1的第一开关触点3与第一常开触点4断开,继电器K1的第二开关触点5与第二常开触点6也断开,从而断开对家用电器700的供电。如果主控制器500根据该功率逻辑信号判定当前负载运行功率不为零,则继续判断当前负载运行功率是否处于预设标准功率区间内,如果否,则主控制器500判定当前负载出现故障,并驱动显示模块600发出与当前负载对应的故障提示,同时继电器K1断开;如果是,则主控制器500继续判断当前负载运行功率处于预设标准功率区间的持续时间是否为第二预设时间间隔,若是,主控制器500判定当前负载合格,并驱动显示模块600发出与当前负载对应的合格提示,继电器K1依旧保持吸合状态,若否,则主控制器500判定当前负载出现故障,并驱动显示模块600发出与当前负载对应的故障提示,同时继电器K1断开。由此,便可对家用电器中的各个负载逐个进行故障诊断,并发出故障提示,便于维修人员及时了解家用电器的具体故障所在,提高了故障诊断的效率,使得故障诊断更加准确。另外,故障诊断的准确性有助于维修人员将故障情况反馈给家用电器的制造厂商,有利于制造厂商根据反馈信息对家用电器产品进行针对性的改进以提升产品质量。
本发明提供采用包括电源控制模块100、电流检测模块200、电压检测模块300、电能计量器400、主控制器500以及显示模块600的家用电器故障检测装置,在对家用电器700进行故障检测时,由电源控制模块100引入交流电为家用电器700供电,并通过电流检测模块200和电压检测模块300分别检测家用电器700中正在运行的当前负载的工作电流和工作电压,再由电能计量器400根据电流检测模块200和电压检测模块300所输出的电流模拟信号和电压模拟信号输出功率逻辑信号至主控制器500,主控制器500根据该功率逻辑信号判断当前负载是否出现故障,并在判定当前负载出现故障时驱动显示模块600发出与当前负载对应的故障提示和控制电源控制模块100断开对家用电器700的供电,从而达到快速地对家用电器700中的负载进行准确的故障诊断的目的。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。