CN110219135A - 一种洗衣机水量控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种洗衣机水量控制系统，包括主机控制器、从机控制器、主机电磁阀和从机电磁阀，通过按键模块对主机控制器和从机控制器进行预设，主机传感器测出当前水位对应的电压值，再经过A/D转换模块模数转换后送入主机控制器与设定值比较，主机控制器通过控制主机电磁阀调节洗衣机液位；主机控制器通过通讯接口对从机控制器传输设定值，从机控制器通过控制从机电磁阀调节流量；从机传感器采集洗衣机进水量数据后，依次经A/D转换器、从机控制器和通讯接口送到主机控制器。本发明洗衣机水量控制系统采用超声波传感器对洗衣机内的液面波动情况进行检测，从而判断洗衣机内水位是否能够使洗衣机达到最优洗涤状态，准确度高。

Description

一种洗衣机水量控制系统
本申请为申请号2017101382721、申请日2017年03月09日、发明名称“一种洗衣机水量控制系统”的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种控制系统，具体是一种洗衣机水量控制系统。
背景技术
采用滚筒洗衣机洗衣物时，用水将衣物浸透后，水位没过衣物即可；因为，洗衣机是利用衣物与洗衣机桶、衣物间、衣物与水之间的摩擦将衣物洗干净，如果水放过多，衣物之间不紧凑而导致摩擦减小，其洗涤效果反而不好，反之，如若水位没有没过衣物，衣物没有与水充分接触，造成衣物的干摩擦等情况，洗涤效果更是不佳，还会造成衣物的损坏。
目前，部分洗衣机要求控制器能对衣物的重量和材质进行模糊判别；模糊检测方法实现基本如下：通过两点分别接在控制电机正、反转的两个可控硅的输出点上，也即电机正、反转绕组的各一个端点。当 MCU 断开正、反转可控硅后，电机因惯性还会旋转，根据桶内衣物量和材质的不同，惯性大小也不同，表现出来就是旋转的圈数不一样，这一信息被MCU读取，进行分析判定。该方法虽然可以实现控制，但是控制的效果不佳，很多情况都会误判，如不同材料的差异及重量判断的误差，由于判断精度及控制精度的限制，该方法不可能实现“水位没过衣物即可，达到最优洗涤状态”的设计初衷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种洗衣机水量控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种洗衣机水量控制系统，包括主机控制器、从机控制器、主机电磁阀和从机电磁阀，主机电磁阀用于控制洗衣机放水，从机电磁阀用于控制洗衣机进水，通过按键模块对主机控制器和从机控制器进行预设，主机传感器测出当前水位对应的电压值，再经过A/D转换模块模数转换后送入主机控制器与设定值比较，主机控制器通过控制主机电磁阀调节洗衣机液位；主机控制器通过通讯接口对从机控制器传输设定值，从机控制器通过控制从机电磁阀调节流量；从机传感器采集洗衣机进水量数据后，依次经A/D转换器、从机控制器和通讯接口送到主机控制器。
作为本发明进一步的方案：所述主机控制器通过主机传感器获知洗衣机内液面波动情况，若液面波动大于预设值，则控制主机电磁阀和从机电磁阀保持关闭状态，若液面波动小于预设值，则控制主机电磁阀打开对外放水，若主机传感器无法检测到液面，则控制从机电磁阀打开，控制洗衣机进水。
作为本发明进一步的方案：所述主机控制器通过驱动电路连接主机电磁阀，驱动电路包括三极管VT1、电阻R1、电容C1、MOS管VS和三极管VT2，所述电阻R1一端分别连接电阻R3、电阻R2和三极管VT2集电极，电阻R3另一端分别连接三极管VT2发射极和主机控制器，所述电阻R1另一端连接三极管VT1基极，三极管VT1集电极连接电阻R2另一端，三极管VT1发射极分别连接电阻R5、电阻R4和三极管VT2基极，电阻R4另一端分别连接电容C1、三极管VT3集电极和MOS管VS的G极，MOS管VS的D连接主机电磁阀，主机电磁阀另一端连接电源VCC，MOS管VS的S极分别连接电容C1另一端、电阻R6和电容C2并接地，电阻R6另一端分别连接电容C2另一端和三极管VT3发射极，三极管VT3基极连接电阻R5另一端。
作为本发明进一步的方案：所述A/D转换模块和A/D转换器均采用芯片ICL7135。
作为本发明进一步的方案：所述主机控制器和从机控制器均采用单片机。
作为本发明进一步的方案：所述单片机采用pic16f917。
作为本发明进一步的方案：所述通讯接口采用RS485通讯接口。
作为本发明进一步的方案：所述主机传感器采用超声波传感器。
作为本发明再进一步的方案：所述超声波传感器型号为S18UUA。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明洗衣机水量控制系统采用超声波传感器对洗衣机内的液面波动情况进行检测，从而判断洗衣机内水位是否能够使洗衣机达到最优洗涤状态，准确度高。
附图说明
图1为洗衣机水量控制系统的电路原理框图。
图2为洗衣机水量控制系统中驱动电路的电路图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1～2，本发明实施例中，一种洗衣机水量控制系统，包括主机控制器、从机控制器、主机电磁阀和从机电磁阀，主机电磁阀用于控制洗衣机放水，从机电磁阀用于控制洗衣机进水，通过按键模块对主机控制器和从机控制器进行预设，主机传感器测出当前水位对应的电压值，再经过A/D转换模块模数转换后送入主机控制器与设定值比较，主机控制器通过控制主机电磁阀调节洗衣机液位；主机控制器通过通讯接口对从机控制器传输设定值，从机控制器通过控制从机电磁阀调节流量；从机传感器采集洗衣机进水量数据后，依次经A/D转换器、从机控制器和通讯接口送到主机控制器。
所述主机控制器通过主机传感器获知洗衣机内液面波动情况，若液面波动大于预设值，则说明洗衣机内部液体量为最佳状态，洗衣机内部的衣物与衣物之间、衣物与液体之间的摩擦程度也为最佳状态，此时控制主机电磁阀和从机电磁阀保持关闭状态；若液面波动小于预设值，则说明洗衣机内部液体量较多，因为较多的液体，在洗衣机工作时，其液面才能保持平稳，此时控制主机电磁阀打开并对外放水，放水过程中，主机传感器时刻检测当前水位情况，直至设定值表示液面波动大于预设值，关闭主机电磁阀；若主机传感器无法检测到液面，表示此时洗衣机内液体太少，此时控制从机电磁阀打开，控制洗衣机进水，进水过程中，从机传感器计算进水的流量，同时主机传感器时刻检测当前水位情况，直至设定值表示液面波动大于预设值，关闭从机电磁阀。
所述A/D转换模块和A/D转换器均采用芯片ICL7135。所述主机控制器和从机控制器均采用单片机pic16f917。所述通讯接口采用RS485通讯接口。
超声波传感器是一种小型传感器，它虽然体积小，但是具有其它大型传感器所具有的功能，安装使用方便而且不受被测物体的颜色影响，有许多特设功能，如：具有温度补偿功能、可选择模拟量或开关量输出等；其供电电压为10～30V，测量范围为30mm～300mm，输出电压0V～10V，输出电流为4mA～20mA，最小负载阻抗2.5欧，精度可达到0.5mm，外形分为直线型和直角型。感应口径为18mm。
超声波传感器所具有的条件满足设计所需要的液位误差不超过±0.3cm的要求，并且解决了安装不方便的难题，所以本设计主机传感器选择了精度高，体型小的超声波传感器S18UUA。
本发明中超声波传感器检测液面的具体的原理如下：在需要超声波传感器工作时，超声波传感器不断发出超声波信号并接收返回的超声波信号，接收的返回信号通过A/D转换模块反馈回主机控制器，主机控制器根据不同信号反馈回来的时间差，绘制一幅动态的液面图，在5s内，将此动态液面图的平均变化幅度与预设值进行对比，从而判断液面波动的具体情况。
采用4位半双积分A/D 转换器ICL7135，其具有精度高、极性自动转换输出、自动校零、单一电源工作、动态 BCD码输出。由于双积分方法的二次积分时间比较长，所以 A/D 转换速度慢，通常为（3～10）次/s，此外，对周期变化的干扰信号积分为零，抗干扰性能也比较好，在同等精度的情况下，ICL7135价格低于逐次逼近式 A/D转换器，因而在对速度要求不高的场合，更宜于采用这类 A/D转换器。
所述主机控制器通过驱动电路连接主机电磁阀，驱动电路包括三极管VT1、电阻R1、电容C1、MOS管VS和三极管VT2，所述电阻R1一端分别连接电阻R3、电阻R2和三极管VT2集电极，电阻R3另一端分别连接三极管VT2发射极和主机控制器，所述电阻R1另一端连接三极管VT1基极，三极管VT1集电极连接电阻R2另一端，三极管VT1发射极分别连接电阻R5、电阻R4和三极管VT2基极，电阻R4另一端分别连接电容C1、三极管VT3集电极和MOS管VS的G极，MOS管VS的D连接主机电磁阀，主机电磁阀另一端连接电源VCC，MOS管VS的S极分别连接电容C1另一端、电阻R6和电容C2并接地，电阻R6另一端分别连接电容C2另一端和三极管VT3发射极，三极管VT3基极连接电阻R5另一端。
正常情况下，主机控制器输出低电平给驱动电路，主机电磁阀不工作；当主机控制器发出高电平后，三极管VT1基极获得偏置电压，三极管VT1迅速导通，三极管VT1发射极电流一方面送到三极管VT2基极，另一方面又通过电阻R5送到三极管VT3基极，使三极管VT2截止，三极管VT3导通，电容C1通过电阻R4充电，当电容C1充电到一定程度后，MOS管VS导通，驱动主机电磁阀工作；虽然本发明三极管VT2在电路中没有导通过程，完全可以移除，但是其在电路中起到隔离的作用，通过其将主机电磁阀与三极管VT1发射极隔离开来，提高了主机电磁阀的抗干扰能力；电容C2的作用是利用其充电电流，加快三极管VT3的导通速度，从而提高电路的开关速度。
综上所述，本发明洗衣机水量控制系统采用超声波传感器对洗衣机内的液面波动情况进行检测，从而判断洗衣机内水位是否能够使洗衣机达到最优洗涤状态，准确度高。
本发明系统中各个模块还需要电力驱动，此点为本领域公知常识，本发明对此没有特殊要求，本领域技术人员在实施时，可以自行选择合适的电源模块进行驱动，不需要付出任何创造性劳动。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种洗衣机水量控制系统，其特征在于，包括主机控制器、从机控制器、主机电磁阀和从机电磁阀，主机电磁阀用于控制洗衣机放水，从机电磁阀用于控制洗衣机进水，通过按键模块对主机控制器和从机控制器进行预设，主机传感器测出当前水位对应的电压值，再经过A/D转换模块模数转换后送入主机控制器与设定值比较，主机控制器通过控制主机电磁阀调节洗衣机液位；主机控制器通过通讯接口对从机控制器传输设定值，从机控制器通过控制从机电磁阀调节流量；从机传感器采集洗衣机进水量数据后，依次经A/D转换器、从机控制器和通讯接口送到主机控制器；所述主机控制器通过主机传感器获知洗衣机内液面波动情况，若液面波动大于预设值，则控制主机电磁阀和从机电磁阀保持关闭状态，若液面波动小于预设值，则控制主机电磁阀打开对外放水，若主机传感器无法检测到液面，则控制从机电磁阀打开，控制洗衣机进水，所述主机控制器通过驱动电路连接主机电磁阀，驱动电路包括三极管VT1、电阻R1、电容C1、MOS管VS和三极管VT2，所述电阻R1一端分别连接电阻R3、电阻R2和三极管VT2集电极，电阻R3另一端分别连接三极管VT2发射极和主机控制器，所述电阻R1另一端连接三极管VT1基极，三极管VT1集电极连接电阻R2另一端，三极管VT1发射极分别连接电阻R5、电阻R4和三极管VT2基极，电阻R4另一端分别连接电容C1、三极管VT3集电极和MOS管VS的G极，MOS管VS的D连接主机电磁阀，主机电磁阀另一端连接电源VCC，MOS管VS的S极分别连接电容C1另一端、电阻R6和电容C2并接地，电阻R6另一端分别连接电容C2另一端和三极管VT3发射极，三极管VT3基极连接电阻R5另一端，所述主机控制器和从机控制器均采用单片机。
2.根据权利要求1所述的洗衣机水量控制系统，其特征在于，所述A/D转换模块和A/D转换器均采用芯片ICL7135。
3.根据权利要求1所述的洗衣机水量控制系统，其特征在于，所述单片机采用pic16f917。
4.根据权利要求1所述的洗衣机水量控制系统，其特征在于，所述通讯接口采用RS485通讯接口。
5.根据权利要求1所述的洗衣机水量控制系统，其特征在于，所述主机传感器采用超声波传感器。
6.根据权利要求5所述的洗衣机水量控制系统，其特征在于，所述超声波传感器型号为S18UUA。
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