KR890000427B1

KR890000427B1 - 초음파를 이용한 전자동 세탁기

Info

Publication number: KR890000427B1
Application number: KR1019850007071A
Authority: KR
Inventors: 전용만
Original assignee: 삼성전자 주식회사; 정재은
Priority date: 1985-09-25
Filing date: 1985-09-25
Publication date: 1989-03-17
Also published as: KR870003257A

Abstract

내용 없음.

Description

초음파를 이용한 전자동 세탁기

제1도는 본 발명의 구체적인 회로도.

제2도는 본 발명에 따른 세탁의 구조도.

제3도는 본 발명에 따른 파형도.

제4도는 본 발명에 따른 플로우챠트이다.

*도면 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 마이크로프로세서 2 : 중량감지부

3 : 수위감지부 4 : 회전속도감지부

5 : 모우드선택부 6 : 표시부

7 : 구동부 8 : 초음파구동부

9 : 급정지구동부 10 : 부저구동부

11 : 전원부 21 : 세제공급장치

211 : 세제용기 212 : 1회용세제용기

22 : 히터관 23 : 수위감지극판

24 : 펄세이터 PS : 압력센서

POTO : 적외선센서 TAD : 트라이액구동회로

TA₁∼TA₇: 트라이액 HT : 히터

SL₁∼SL₃: 솔레노이드 VT : 초음파진동자

MT : 모우터

본 발명은 각종 감지회로를 구비하여 전자동으로 구동되는 세탁기에 초음파장치를 부착하여 초음파장치로 세탁을 할 수 있게 한 초음파를 이용한 전자동 세탁기에 관한 것이다.

종래 세탁기에 있어서는 물과 세제를 이용하여 세제의 화학작용과 분산작용으로 섬유로부터 때를 분해시킨 다음 기계적인 세탁장치에 의해 마찰과 진동으로 효율적으로 세탁을 하도록 되어 있었다. 그러나 이러한 세탁기는 세제와 물의 소모가 많고, 세탁력을 높이기 위하여 장시간 세탁을 하게 됨에 따라 전력소비도 많았다. 또한 수위감지를 위하여 기계적인 압력스위치를 사용하고 있어 수위감지에 대한 정확성이 결여되고, 그 수명이 제한되어 있으며, 세탁물에 따라 세제를 일일이 공급해야 하므로 세탁물에 대한 세제의 배합량을 조절하기가 곤란하였다. 또한 세탁시에 있어서, 수온은 세탁력에 상당한 영향력을 주고 있는 바, 세탁기는 온수의 급수를 필요로 하고 있는데, 세탁기에 온수를 공급할 수 없는 가정에서는 온수세탁이 불가능 하였다. 탈수시에도 탈수중에 도어를 열게되면 사용자의 안전을 위해 탈수통이 급정지를 해야 하는데, 이러한 급정지를 하게 하는 장치가 기계식으로만 구성되어 있으므로 완전제동까지는 어느 정도 시간이 걸리게 되고, 또한 소음이 많게 되며, 장시간 사용함에 따라 제동의 신뢰성도 떨어지게 되었다.

본 발명은 위와 같은 제 결점들을 해소하기 위한 것으로, 각종 감지회로와 초음파 회로 및 각종 구동회로를 마이크로 프로세서로 제어하여, 세탁시에는 히터에 의하여 온수를 공급해서 초음파회로에 의하여 세탁력을 높이고, 세탁물의 무게에 따라 적당량의 세제를 자동으로 공급하며, 탈수시 도어가 열릴 때 전자적인 브레이크장치에 의하여 모우터가 급정지시켜 정확한 제동으로 사용자를 보호하도록 된 초음파를 이용한 전자동 세탁기를 제공하고자 함에 그 목적이 있다.

이하 본 발명의 구성 및 작용, 효과를 예시도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 세탁과정의 프로그램에 따라 전체구동회로를 제어하는 마이크로프로세서(1)에다 압력센서(PS)에 의하여 세탁물의 중량을 감지하는 중량감지부(2)와, 세탁조 내의 수위를 감지하는 수위감지부(3), 적외선센서(POTO)를 이용하여 세탁조의 회전속도를 감지하는 회전속도감지부(4), 키매트릭스로 각 모우드를 선택하는 모우드선택부(5), 상기 모우드선택부(5)의 선택모우드를 표시하는 표시부(6), 히터(HT)와 급수변(SL₁), 배수변(SL₂) 및 세제공급솔레노이드(SL₃)등을 구동시키는 구동부(7), 초음파를 발생시키도록 초음파진동자(VT)를 구동시키는 초음파구동부 (8), 도어스위치(S₁)의 감지에 따라 모우터(MT)를 급정지시키는 모우터급정지구동부 (9), 세탁과정이 모두 끝났음을 외부에 알리는 부저구동부(10), 상기 각 회로에 전원을 공급하는 전원부(11)등을 연결한 구조로 되어있다.

미설명부호op는 op앰프, TAD는 트라이액구동회로, TA₁∼TA₇은 트라이액, SCR₁,SCR₂는 다이리스터, VT는 초음파진동자, RY는 릴레이, BR₁는 브릿지정류회로, 21은 세제공급장치, 211은 세제용기, 212는 1회용 세제용기, 22는 히터관, 23은 수위감지극판, 24는 펄세이터를 나타낸다.

제1도는 위와같은 구조로 되어있는 본 발명의 구체적인 회로도를 나타내는 것으로, 전원부(11)의 전원스위치(S₂)를 온하게 되면 AC전원을 동작전압 B^±와 Vcc로 변환시켜 각 회로에 공급하고, 마이크로프로세서(1)는 리셋트된 후 콘덴서(C₁)의 지연시간 후에 동작상태로 되어 프로그램을 시작하게 된다. 이 때 마이크로프로센서(1)에서 표시부(6)를 통하여 전원이 인가되고 있음을 표시하게 된다.

모우드선택부(5)를 통하여 세탁시간이나 헹굼횟수, 수위설정, 온수선택등의 모우드를 선택하게 되면 이에따라 마이크로프로세서(1)에서는 표시부(6)에 각 선택모우드를 표시하면서 각 구동회로를 제어하게 된다. 사용자가 위와 같은 각 모우드를 선택한 후에 세탁조내에 세탁물을 넣게 되면 제2도와 같이 설치된 압력센서(PS)에 의하여 그 세탁물의 중량이 감지되어서 중량감지부(2)의 op앰프(op)에 의하여 증폭되어 마이크로프로세서(1)에 중량감지신호를 공급한다. 마이크로프로세서(1)에 공급되는 중량감지부(2)의 감지신호에 따라서 세제의 공급량을 결정하게 되는데, 세제의 공급량은 세탁물의 중량에 비례하게 되어 제3도의 (3-2)와 같이 된다.

즉, 예를들어 세탁물의 중량을 11단계로 나누어 설정하고, 감지된 세탁물의 중량에 따라 마이크로프로세서(1)에서는 구동부(7)내의 트라이액구동회로(TAD)를 매개하여 트라이액(TA₄)을 턴온시켜서 세제공급솔레노이드(SL₃)를 구동시키므써 제2도에 도시된 세제공급장치(2)로부터 적당량의 세제가 세탁조 내에 공급되게 되는 것이다. 여기서 세제공급장치(21)는 솔레노이드(SL₃)가 구동될 때는 A방향으로 움직이게 되어 1회분의 세제를 세탁조내에 공급하고, 마이크로프로세서(1)의 출력신호가 없게 되어 솔레노이드(SL₃)가 원위치로 되면 B방향으로 다시 움직이게 되어 세제용기(211)내의 세제가 1회분 세제용기(212)로 공급되게 된다. 이러한 동작이 반복되게 되어 적당량의 세제가 세탁조에 공급되는 것이다.

위와 같이 세제공급이 끝나게 되면 급수공급이 이루어지게 되는데, 온수선택일 경우에는 마이크로프로세서(1)에서 트라이액구동회로(TAD)를 통하여 트라이액 (TA₁)을 턴온시켜서 히터(HT)를 구동시키므로써 급수되는 물을 가열시키게 되는 것이다. 제2도와 같이 설치된 히터관(22)을 통하여 급수될 때 히터(HT)가 구동되고 있으면 온수가 세탁조내에 공급되게 되는 것이다. 만일 히터(HT)가 구동되고 있지 않으면 냉수로써 세탁을 하게 되는 것이다.

물이 세탁조내에 공급되게 되면 세탁기 구조물인 터브(TUB)에 설치된 수위감지극판(23)과 터브가 전기적으로 연결되게 되므로 수위감지부(3)에서는 저,중,고의 수위를 감지하여 마이크로프로세서(1)의 수위의 상태를 알리게 된다. 이에 따라 모우드선택부(5)에서 선택된 모우드에 따라 마이크로프로세서(1)에서는 구동부(7)의 트라이액(TA₂)을 제어하여 급수변(SL₁)을 조절하므로써 원하는 만큼의 물을 세탁조내에 공급하게 되는 것이다. 이와같은 급수동작은 제3도의 (3-1)과 같이 되는데, T₁,T₂,T₃는 마이크로프로세서(1)에서 수위를 감지하여 각 수위별로 급수변(SL₁)에 구동신호를 출력하는 시간이다. 이 시간은 급수량에 따라 달라지게 된다.

전술한 바와 같이 급수동작이 끝나게 되면 세탁을 실시하게 되는데, 이 때 마이크로프로세서(1)에서는 트라이액(TA₆)(TA₇)을 각각 교번적으로 제3도의 (3-3)과 같이 구동시켜 세탁기 모우터(MT)를 정방향과 역방향으로 회전시키게 되므로써 세탁을 실시하게 되는 것이다. 세탁과정이 진행되려는 순간에는 마이크로프로세서(1)에서 초음파구동부(8)를 구동시켜 초음파진동자(VT)가 세탁과 동시에 동작되게 하는데, 세탁시에 제2도에 도시된 바와같이 설치된 초음파진동자(VT)를 구동시키므로써 세탁물에 포함되어있는 때가 단시간에 효율적으로 분해되므로써 세탁효율이 높아지게 되는 것이다.

여기서 초음파구동(8)의 동작을 좀 더 구체적으로 살펴보자면, 마이크로프로세서(1)에서 초음파구동신호를 출력하면 이 신호에 의하여 코일(L₁)과 콘덴서(C₂)(C₃)(C₄)는 발진을 하게 된다. 이 발진주파수는 콘덴서(C₃)(C₄)의 용량에 따라 변화시킬 수 있게 되는데, 이 발진신호에 따라 트랜지스터(TR₂)가 동작되고, 트랜지스터(TR₂)의 발진출력이 SCR(SCR₁)의 게이트와 콘덴서(C₅)를 매개하여 SCR(SCR₂)의 게이트에 공급된다. 따라서 SCR(SCR₁)(SCR₂)은 저항과 콘덴서등의 영향으로 반복해서 발진하게 되며, 이발진출력이 초음파진동자(VT)에 공급되어 진동자(VT)는 초음파로 진동을 하게 된다. 이 진동자(VT)의 진동에 의해 세탁조내에 있는 물의 균열과 함께 세탁물에 초음파가 전달되어 세탁이 이루어지게 되는 것이다. 이때 세탁물의 두께와 적층높이에 따라 세탁물에 전달되는 초음파의 세탁력이 균일하지 못하므로 기계적으로 펄세이터(24)를 회전시켜 세탁물을 섞어주면 균일한 세탁을 할 수 있게 된다.

전술한 바와같이 세탁을 실시한 후에는 배수를 하고 다시 급수를 한다음 헹굼을 하는 과정이 반복동작되게 되는데, 이때 마이크로프로세서(1)에서는 제3도의 (3-7)과 같이 초음파구동부(8)와 모우터(MT), 배수변(SL₂) 및 급수변(SL₁)을 각각 제어하게 된다. 여기서 시간 T 에 세탁이 종료되면 탈수과정의 준비동작인 배수과정이 실행되는데, 이때 배수변(SL₂)이 동작됨에 따라 초음파진동자(VT)는 동작되지 않게 한다.

배수과정에 있어서 마이프로세서(1)는 중량감지부(2)를 통하여 배수의 상태를 감지하게 되는데, 각중량에 따른 중량감지부(2)의 출력전압변화는 제3도의 (3-6)과 같이 된다. 시간 T₁에서 T₂까지는 세탁물의 공급을 나타내고, 시간 T₂에서 T₃까지는 급수상태를 나타낸다. 다음에 시간T₄에서 T₅까지가 배수상태인 것을 나타내고, 시간 T₆에서 탈수과정까지 끝난 것임을 알 수 있게 되는 것이다. 시간 T₇은 세탁물을꺼낸 상태를 나타낸다.

제 3도의(3-7)에서 시간 T₂에서 탈수과정이 시작되기 위해서는 (3-6)의 시간 T₅상태가 되어야 한다. 이때의 탈수 과정을 프로그램으로 지정해 놓은 시간으로써 (3-7)의 시간 T₃까지이다. 이것은 급수량을 절약하기 위한 비눗물 제거탈수 과정인 것이다.

지정된 탈수시간이 끝나게 되면 자연적으로 정지상태가 되며 시간 T₄에서 급수과정이 실시된다. 시간 T₅는 설정된 수위에 도달하는 급수시간이며, 급수가 끝나게 되면 효율적인 헹굼을 위하여 초음파진동과 펄세이터(24)회 전동작이 시간 T₆까지 진행된다. 헹굼과정의 반복은 제3도의(3-7)에서 시간 T₁서 시간 T₆까지를 설정된 횟수만큼 반복하게 되는 것이다.

전술한 바와 같이 세탁과 헹굼 과정이 끝나게 되면 탈수모우드가 선택되었는가를 확인하여 모우드선택부(5)로 부터의 신호가 없으면 마이크로프로세서(1)에서는 세탁을 종료함과 아울러 부저 구동부(10)를 통하여 외부에 세탁이 종료되었음을 알리도록 한다. 탈수모우드가 선택되어 탈수과정을 진행하는 경우에는 도어스위치 (S₁)의 상태를 점검하여 탈수중에 도어가 열리게 되어 스위치(S₁)가 오프되게 되면 사용자의 안전을 위해서 마이크로프로세서(1)에서는 모우터(MT)를 급정지시키게 된다. 이러한 동작을 구체적으로 살펴보면, 탈수 과정중에 마이크로프로세서(1)에서 도어스위치(S₁)가 오프된 것을 확인하게 되면 트라이액(TA₅)을 턴온시켜서 릴레이(RY)를 구동시킨다. 릴레이(RY)가 구동되면 릴레이스위치(S₃)(S₄)의 접속점이 변환되어 교류전원은 차단되고, 다이오드브릿지 정류회로(BR₁)로부터 직류전원이 모우터(MT)에 공급된다. 유도전동기에 직류전압이 인가되면 회전자장발생이 단일방향의 전자유도현상으로 변하게 되어 모우터(MT)는 급정지 하게 되는 것이다. 그런데 모우터(MT)의 정지동작에서는 직류전류의 소모가 상당히 크게 되므로 모우터(MT)의 정지상태를 감지하여 직류전원을 차단해야 하는데, 이러한 모우터(MT)의 정지상태감지를 회전속도감지부(4)에서 하게 된다. 즉 회전속도감지부(4)에서는 적외선센서 (POTO)를 이용하여 세탁조의 회전속도에 따라 마이크로프로세서(1)에다 주기적인 신호를 공급하는데 세탁조의 회전이 정지되어 회전속도감지부(4)에서 주기적인 신호가 공급되지 않으면 마이크로프로세서(1)는 트라이액(TA₅)의 구동을 중지시켜 직류전원을 차단하게 되는 것이다. 이와 같은 급정지 동작을 제3도의 (3-4)에 나타내고 있으며, (3-5)는 급정지동작과 회전속도감지 상태를 나타내고 있다.

상기한 적외선센서(POTO)는 제2도에 나타낸 바와같이 설치되어 회전축에 뚫린 구멍에 의해 주기적인 펄스신호가 발생되는 것이다. 전술한 바와같이 탈수과정을 진행하다가 탈수시간이 종료되면 마이크로프로세서(1)에서는 세탁을 종료시키고, 부저구동부(10)를 통하여 외부에 세탁이 종료되었음을 알리게 되는 것이다.

상기한 바와같이 본 발명은 초음파를 이용하여 온수로 세탁하므로써 세탁효율을 높이고, 세탁물의 양에 따라 적당량의 세제를 자동으로 공급하며, 탈수시 도어가 열릴때도 정확한 급정지동작으로 사용자를 보호할 수 있는 장점이 있다.

Claims

세탁과정의 프로그램에 따라 전체구동회로를 제어하는 마이크로프로세서(1)에다 압력센서(PS)에 대하여 세탁물의 중량을 감지하는 중량감지부(2)와, 세탁조 내의 수위를 감지하는 수위감지부(3), 적외선센서(POTO)를 이용하여 세탁조의 회전속도를 감지하는 회전속도감지부(4), 키매트릭스로 각 모우드를 선택하는 모우드선택부(5), 상기 모우드선택부(5)의 선택모우드를 표시하는 표시부(6), 히터(HT)와 급수변(SL₁), 배수변(SL₂) 및 세제공급솔레노이드(SL₃)등을 구동시키는 구동부(7), 초음파를 발생시키는 초음파진동자(VT)를 구동시키는 초음파구동(8), 도어스위치(S₁)의 감지에 따라 모우터(MT)를 급정지시키는 모우터급정지구동부(9), 세탁과정이 모두 끝났음을 외부에 알리는 부저구동부(10), 상기 각회로에 전원을 공급하는 전원부(11)등을 연결하여서 된 초음파를 이용한 전자동 세탁기.