CN107217452A - 一种洗涤剂自动投放系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种洗涤剂自动投放系统及方法，涉及控制领域，该系统包括：洗涤桶、用于盛放洗涤剂的洗涤剂盒、检测单元和MCU；洗涤剂盒与洗涤桶连通，检测单元插入洗涤剂盒中，MCU的信号输出端电性连接检测单元的输入端，检测单元的输出端电性连接MCU的信号输入端，检测单元呈现电容特性且检测单元的电容值与洗涤剂盒中的洗涤剂存在对应关系，MCU通过信号输出端输出高频脉冲信号，并通过信号输入端接收高频脉冲信号经过检测单元后生成的检测信号；本发明提供的洗涤剂自动投放系统和方法，采用检测两个检测探针之间的电容的方式检测洗涤剂盒中的洗涤剂是否充足，对于洗涤剂的测量准确度更高。

Description

一种洗涤剂自动投放系统及方法

技术领域

本发明涉及控制领域，尤其是一种洗涤剂自动投放系统及方法。

背景技术

目前，为了提高便利性，越来越多的洗衣机带有洗涤剂自动投放的功能，MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)会自动将洗涤剂盒中的预定份量的洗涤剂投放至洗涤桶中。

为了提高洗涤剂自动投放的准确性，MCU在每次投放洗涤剂之前需要先检测洗涤剂盒中的洗涤剂是否用完，目前MCU都是通过检测插入洗涤剂盒中的检测两根探针之间的电导率来检测洗涤剂盒是否缺液的，当洗涤剂盒中的洗涤剂充足时，洗涤剂会盖没检测探针，检测探针呈现低阻态；当洗涤剂盒中的洗涤剂不足时，两根检测探针悬空，呈现高阻态。但由于洗涤剂本身电阻值很高，特别是高浓缩型的洗涤剂，其电阻值接近开路，使得检测结果往往不准确；另外，检测电导率需要给检测探针施加直流电，持续的直流通电会使得探针很快氧化，也会导致检测结果不准确。

发明内容

本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种洗涤剂自动投放系统及方法，使用本系统及本方法可以在投放前更准确的检测洗涤剂是否充足。

本发明的技术方案如下：

一种洗涤剂自动投放系统，该系统包括：洗涤桶、用于盛放洗涤剂的洗涤剂盒、检测单元和微控制单元MCU；洗涤剂盒与洗涤桶连通，检测单元插入洗涤剂盒中，MCU的信号输出端电性连接检测单元的输入端，检测单元的输出端电性连接MCU的信号输入端，检测单元呈现电容特性且检测单元的电容值与洗涤剂盒中的洗涤剂存在对应关系，MCU通过信号输出端输出高频脉冲信号，并通过信号输入端接收高频脉冲信号经过检测单元后生成的检测信号。

其进一步的技术方案为，检测单元包括间隔设置的第一检测探针和第二检测探针，第一检测探针的第一端和第二检测探针的第一端分别插入洗涤剂盒中，第一检测探针的第二端分别连接检测单元的输入端和输出端，第二检测探针的第二端接地。

其进一步的技术方案为，该系统还包括驱动电路、分压电路、采样电路和放电电路，MCU的信号输出端电性连接驱动电路的输入端，驱动电路的输出端电性连接分压电路的一端，分压电路的另一端电性连接检测单元的输入端，检测单元的输出端分别电性连接采样电路的一端和放电电路的一端，采样电路的另一端电性连接MCU的信号输入端，放电电路的另一端接地；

驱动电路包括第一电阻、第二电阻和三极管，第一电阻的一端连接驱动电路的输入端，第一电阻的另一端分别连接第二电阻和三极管的基极，第二电阻的另一端连接三极管的发射极，三极管的集电极连接驱动电路的输出端，三极管的发射极还连接电源端。

一种洗涤剂自动投放方法，该方法用于上述洗涤剂自动投放系统中，该方法包括：

发送高频脉冲信号，并接收高频脉冲信号经过检测单元后生成的检测信号；

检测检测信号是否是脉冲信号；

若检测信号是脉冲信号，则发送缺液警示，缺液警示用于提示洗涤剂盒中的洗涤剂已经用完；

若检测信号是直流信号，则确定本次投放过程中使用的投放策略，并按照投放策略将洗涤剂盒中的洗涤剂投放到洗涤桶中。

其进一步的技术方案为，确定本次投放过程中使用的投放策略，包括：

检测是否存在缺液记录，缺液记录是根据上一个接收到的检测信号生成的缺液警示；

若检测到存在缺液记录，则确定洗涤剂刚被重新补满，根据本次接收到的检测信号重新确定本次投放过程中使用的投放策略；

若检测到不存在缺液记录，则确定本次投放过程中使用的投放策略为上一次投放的投放策略。

其进一步的技术方案为，根据本次接收到的检测信号重新确定本次投放过程中使用的投放策略，包括：

确定检测信号的电压值；

根据检测信号的电压值确定检测单元的电容值；

根据检测单元的电容值确定投放策略，投放策略包括洗涤剂的投放重量和投放时间。

其进一步的技术方案为，根据检测单元的电容值确定投放策略，包括：

根据预设数据库确定检测单元的电容值对应的洗涤剂属性，预设数据库包括检测单元的电容值与洗涤剂的洗涤剂属性之间的对应关系，洗涤剂属性包括洗涤剂的型号和/或浓度；

在第一对应关系中查询与洗涤剂属性对应的投放策略，第一对应关系包括各个洗涤剂属性与投放策略的对应关系。

其进一步的技术方案为，根据检测单元的电容值确定投放策略，包括：

根据预设数据库确定检测单元的电容值对应的洗涤剂属性，预设数据库包括检测单元的电容值与洗涤剂的洗涤剂属性之间的对应关系，洗涤剂属性包括洗涤剂的型号和/或浓度；

确定待洗衣物属性，待洗衣物属性包括待洗衣物的重量、待洗衣物的材质以及洗涤用水量；

在第二对应关系中查询与洗涤剂属性和待洗衣物属性对应的投放策略，第二对应关系包括洗涤剂属性、待洗衣物属性与投放策略的对应关系。

其进一步的技术方案为，该方法还包括：

在发送缺液警示后，停止发送高频脉冲信号；

或者；

在按照投放策略将洗涤剂盒中的洗涤剂投放到洗涤桶中后，停止发送高频脉冲信号。

本发明的有益技术效果是：

1、本发明提供的洗涤剂自动投放系统和方法，采用检测两个检测探针之间的电容的方式检测洗涤剂盒中的洗涤剂是否充足，对于洗涤剂的测量准确度更高。

2、本发明提供的洗涤剂自动投放系统和方法，MCU不仅可以检测洗涤剂盒中的洗涤剂是否充足，还可以根据检测到的两个检测探针之间的电容值来区分不同属性的洗涤剂，按照洗涤剂属性进行投放，使得洗涤剂投放更为智能。

3、本发明提供的洗涤剂自动投放系统和方法，采用脉冲交流电的工作方式，MCU通过发送高频脉冲信号来检测洗涤剂，且检测结束后即停止发送高频信号，这一设计大幅延缓了检测探针的氧化时间，同时该系统和方法在检测探针已经被氧化的场合下也能正常工作，避免了因检测探针氧化而导致功能失效的风险，提高了整个系统的使用寿命。

附图说明

图1是本发明公开的洗涤剂自动投放系统的结构示意图。

图2是洗涤剂自动投放系统的电路图。

图3是本发明公开的洗涤剂自动投放方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。

请参考图1，其示出了本发明公开的洗涤剂自动投放系统的结构示意图，该系统包括：洗涤桶110、用于盛放洗涤剂的洗涤剂盒120、检测单元130和MCU(MicrocontrollerUnit，微控制单元)。

洗涤桶110用于盛放待洗衣物并对待洗衣物进行洗涤，洗涤剂盒120与洗涤桶110连通，具体的，洗涤剂盒120可以如图1所示通过连通管与洗涤桶110连通，也可以与洗涤桶110悬空连接，也即洗涤剂盒120设置在洗涤桶110上方且洗涤剂盒120的投放口朝向洗涤桶110。

检测单元130插入洗涤剂盒120中且插入预定深度，检测单元130插入的深度为预设值。可选的，检测单元130包括间隔设置的第一检测探针131和第二检测探针132，第一检测探针131和第二检测探针132以金属或合金材料制成，第一检测探针131和第二检测探针132之间的间隔距离由系统预设或用户自定义。第一检测探针131的第一端和第二检测探针132的第一端分别插入洗涤剂盒中且两个检测探针均插入预定深度，洗涤剂可以看作一种电解质，当洗涤剂盒120中的洗涤剂未达到预设阈值时，检测单元130中的两个检测探针都没有插入至洗涤剂中而是悬空，此时两个检测探针之间的电容值接近0；当洗涤剂盒120中的洗涤剂达到预设阈值时，检测单元130中的两个检测探针插入至洗涤剂中，两个检测探针之间呈现电容特性，且其电容值与洗涤剂的属性有关，因此整个检测单元130是呈现电容特性的，且检测单元130的电容值与洗涤剂盒120中的洗涤剂存在对应关系。其中，预设阈值通常是系统预设值，表示洗涤剂盒120中的洗涤剂的最低值，当洗涤剂盒120中的洗涤剂未达到预设阈值时表示洗涤剂盒120缺液，洗涤剂已经用完，当洗涤剂盒120中的洗涤剂达到预设阈值时表示洗涤剂盒120中不缺液，洗涤剂仍然充足。

MCU的信号输出端电性连接检测单元的输入端，检测单元的输出端电性连接MCU的信号输入端，在本发明中，第一检测探针131的第二端分别连接检测单元130的输入端和输出端，第二检测探针132的第二端接地。

可选的，该系统还包括驱动电路、分压电路、采样电路和放电电路，MCU的信号输出端电性连接驱动电路的输入端，驱动电路的输出端电性连接分压电路的一端，分压电路的另一端电性连接检测单元的输入端，检测单元的输出端分别电性连接采样电路的一端和放电电路的一端，采样电路的另一端电性连接MCU的信号输入端，放电电路的另一端接地。

涉及到具体的电路结构，本发明公开的系统中的电路可以有多种实施方式，以下用一个典型的实施例来说明本发明的具体电路结构。系统电路图如图2所示，驱动电路包括第一电阻R1、第二电阻R2和三极管D，该三极管D为PNP型三极管，第一电阻R1的一端连接驱动电路的输入端，第一电阻R1的另一端分别连接第二电阻R2和三极管D的基极，第二电阻R2的另一端连接三极管D的发射极，三极管D的集电极连接驱动电路的输出端，三极管D的发射极还连接电源端，本发明中电源端连接+5V电源。分压电路包括一分压电阻R3，采样电路包括一采样电阻R4，放电电路包括一放电电阻R5。

基于图1示出的洗涤剂自动投放系统，结合图2示出的电路图，本发明还公开了一种洗涤剂自动投放方法，其流程图可以如图3所示，该方法包括如下几个步骤：

步骤1，MCU通过信号输出端发送具有预定电压和预定频率的高频脉冲信号，预定电压和预定频率均为系统预设值或用户自定义值，该高频脉冲信号经过驱动电路和分压电路后施加到检测单元中的两个检测探针上，

步骤2，高频脉冲信号经过检测单元后生成检测信号，MCU对检测信号进行采样检测，也即MCU接收高频脉冲信号经过检测单元、采样电路和放电电路后生成的检测信号。

步骤3，MCU检测该检测信号是否是脉冲信号，具体的，MCU确定接收到的检测信号的电压和频率，检测该频率是否与发送的高频脉冲信号的预定频率相等。

步骤4，当洗涤剂盒中缺液时，如上所述，检测单元中的两个检测探针会悬空，此时两个检测探针之间的电容值几乎为0，也即检测单元的电容值为0，因此MCU接收到的检测信号是与发送的高频脉冲信号频率相同的脉冲信号，因此当MCU检测到检测信号是脉冲信号时，则发送缺液警示，缺液警示用于向用户提示洗涤剂盒中的洗涤剂已经用完，需要补充洗涤剂。

同时，MCU在发送缺液警示后，停止发送高频脉冲信号，另外会将发送的缺液警示记录为一条缺液记录并结束流程。

步骤5，当洗涤剂盒中不缺液时，如上所述，检测单元中的两个检测探针之间存在洗涤剂，则两个检测探针之间呈现电容特性，也即检测单元呈现电容特性，则高频脉冲信号在施加到检测单元中的两个检测探针上后被稳定为直流信号，此时MCU接收到的检测信号是直流信号，因此当MCU检测到检测信号是直流信号时，表示洗涤剂盒包括足够洗涤剂，MCU可以自动投放洗涤剂。

步骤6，由于当检测到检测信号是直流信号时，可能是洗涤剂盒中不缺液，也可能是MCU发送缺液警示后用户已经补充了洗涤剂，若是洗涤剂盒中不缺液，则可以认为洗涤剂盒中的洗涤剂的型号和/或浓度等属性没有发生变化，MCU可以按照之前的投放策略直接投放洗涤剂；若是用户在洗涤剂盒中补充了洗涤剂，则无法判断洗涤剂属性是否发生了变化，此时MCU需要根据新的洗涤剂重新确定投放策略再投放洗涤剂。其中，投放策略包括洗涤剂的投放重量和投放时间。

因此在本步骤中，MCU需要先判断是否存在缺液记录，该缺液记录是MCU根据上一个接收到的检测信号生成的缺液警示，也即当MCU在上一次检测过程中发送了缺液警示而本次检测到直流信号时，表示是用户补充了洗涤剂，而当MCU在上一次检测过程中以及本次检测时均检测到直流信号时，表示是洗涤剂盒中不缺液。

步骤7，若MCU检测到不存在缺液记录，则直接确定本次投放过程中使用的投放策略为上一次投放的投放策略，并按照该投放策略将洗涤剂盒中的洗涤剂投放到洗涤桶中，该上一次投放的投放策略与当前洗涤剂盒中的洗涤剂相关，是MCU在之前的检测过程中所确定的投放策略。另外，MCU停止发送高频脉冲信号并结束流程。

步骤8，若MCU检测到存在缺液记录，则确定洗涤剂刚被重新补满，根据本次接收到的检测信号重新确定本次投放过程中使用的投放策略，具体的，以如图2所示的电路图为例，当MCU接收到的检测信号为直流信号时，检测信号的电压值与检测单元两个检测探针之间的电容值、放电电路的阻抗以及分压电路的阻抗有关，而放电电路的阻抗与分压电路的阻抗在电路设计时就是已知并且固定的，因此MCU在接收到检测信号后确定检测信号的电压值，即可根据检测信号的电压值计算确定出检测单元的两个检测探针之间的电容值。

而如上所述，检测单元的两个检测探针之间的电容值与洗涤剂属性相关的，因此MCU进一步根据预设数据库确定检测单元的电容值对应的洗涤剂属性，该预设数据库包括不同的检测单元的电容值与不同洗涤剂的洗涤剂属性之间的对应关系，该预设数据库是预先建立并存储的数据库，MCU在确定洗涤剂属性后，即可在第一对应关系中查询与洗涤剂属性对应的投放策略，该第一对应关系包括各个洗涤剂属性与投放策略的对应关系，该第一对应关系也是预先建立并存储的对应关系。

可选的，MCU还可以不仅仅根据不同的洗涤剂进行智能投放，而是综合考虑待洗的衣物和洗涤剂来进行投放，则MCU还确定待洗衣物属性，待洗衣物属性包括待洗衣物的重量、待洗衣物的材质以及洗涤用水量，这些待洗衣物属性可以通过现有的洗衣机中的各个传感器轻易获取到，本发明对此不作赘述，且MCU确定待洗衣物属性的步骤与确定洗涤剂属性的步骤通常是同时执行的。MCU在确定洗涤剂属性以及待洗衣物属性后，在第二对应关系中查询与洗涤剂属性和待洗衣物属性对应的投放策略，第二对应关系包括洗涤剂属性、待洗衣物属性与投放策略的对应关系，该第一对应关系也是预先建立并存储的对应关系。

至此，MCU已经确定了本次投放过程中使用的投放策略，则按照确定得到的该投放策略将洗涤剂盒中的洗涤剂投放到洗涤桶中。同时，MCU停止发送高频脉冲信号，并记录该投放策略，在下次对该洗涤剂进行自动投放的过程中可以直接按照该投放策略进行投放。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种洗涤剂自动投放系统，其特征在于，所述系统包括：洗涤桶、用于盛放洗涤剂的洗涤剂盒、检测单元和微控制单元MCU；所述洗涤剂盒与所述洗涤桶连通，所述检测单元插入所述洗涤剂盒中，所述MCU的信号输出端电性连接所述检测单元的输入端，所述检测单元的输出端电性连接所述MCU的信号输入端，所述检测单元呈现电容特性且所述检测单元的电容值与所述洗涤剂盒中的洗涤剂存在对应关系，所述MCU通过所述信号输出端输出高频脉冲信号，并通过所述信号输入端接收所述高频脉冲信号经过所述检测单元后生成的检测信号。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述检测单元包括间隔设置的第一检测探针和第二检测探针，所述第一检测探针的第一端和所述第二检测探针的第一端分别插入所述洗涤剂盒中，所述第一检测探针的第二端分别连接所述检测单元的输入端和输出端，所述第二检测探针的第二端接地。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括驱动电路、分压电路、采样电路和放电电路，所述MCU的信号输出端电性连接所述驱动电路的输入端，所述驱动电路的输出端电性连接所述分压电路的一端，所述分压电路的另一端电性连接所述检测单元的输入端，所述检测单元的输出端分别电性连接所述采样电路的一端和所述放电电路的一端，所述采样电路的另一端电性连接所述MCU的信号输入端，所述放电电路的另一端接地；

所述驱动电路包括第一电阻、第二电阻和三极管，所述第一电阻的一端连接所述驱动电路的输入端，所述第一电阻的另一端分别连接所述第二电阻和所述三极管的基极，所述第二电阻的另一端连接所述三极管的发射极，所述三极管的集电极连接所述驱动电路的输出端，所述三极管的发射极还连接电源端。

4.一种洗涤剂自动投放方法，其特征在于，所述方法用于如权利要求1至3任一所述的洗涤剂自动投放系统中，所述方法包括：

发送高频脉冲信号，并接收所述高频脉冲信号经过所述检测单元后生成的检测信号；

检测所述检测信号是否是脉冲信号；

若所述检测信号是脉冲信号，则发送缺液警示，所述缺液警示用于提示所述洗涤剂盒中的洗涤剂已经用完；

若所述检测信号是直流信号，则确定本次投放过程中使用的投放策略，并按照所述投放策略将所述洗涤剂盒中的洗涤剂投放到所述洗涤桶中。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述确定本次投放过程中使用的投放策略，包括：

检测是否存在缺液记录，所述缺液记录是根据上一个接收到的检测信号生成的缺液警示；

若检测到存在所述缺液记录，则确定洗涤剂刚被重新补满，根据本次接收到的所述检测信号重新确定本次投放过程中使用的投放策略；

若检测到不存在所述缺液记录，则确定本次投放过程中使用的投放策略为上一次投放的投放策略。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据本次接收到的所述检测信号重新确定本次投放过程中使用的投放策略，包括：

确定所述检测信号的电压值；

根据所述检测信号的电压值确定所述检测单元的电容值；

根据所述检测单元的电容值确定所述投放策略，所述投放策略包括洗涤剂的投放重量和投放时间。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述检测单元的电容值确定所述投放策略，包括：

根据预设数据库确定所述检测单元的电容值对应的洗涤剂属性，所述预设数据库包括检测单元的电容值与洗涤剂的洗涤剂属性之间的对应关系，所述洗涤剂属性包括洗涤剂的型号和/或浓度；

在第一对应关系中查询与所述洗涤剂属性对应的所述投放策略，所述第一对应关系包括各个洗涤剂属性与投放策略的对应关系。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述检测单元的电容值确定所述投放策略，包括：

根据预设数据库确定所述检测单元的电容值对应的洗涤剂属性，所述预设数据库包括检测单元的电容值与洗涤剂的洗涤剂属性之间的对应关系，所述洗涤剂属性包括洗涤剂的型号和/或浓度；

确定待洗衣物属性，所述待洗衣物属性包括待洗衣物的重量、待洗衣物的材质以及洗涤用水量；

在第二对应关系中查询与所述洗涤剂属性和所述待洗衣物属性对应的所述投放策略，所述第二对应关系包括洗涤剂属性、待洗衣物属性与投放策略的对应关系。

9.根据权利要求4至8任一所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在发送所述缺液警示后，停止发送所述高频脉冲信号；

或者；

在按照所述投放策略将所述洗涤剂盒中的洗涤剂投放到所述洗涤桶中后，停止发送所述高频脉冲信号。