[實用新型]交互式洗衣機無級水位控制裝置

無效

• 申請號: 201020522842.0
• 申請日: 2010-09-09
• 公開（公告）號: CN201926934U
• 公開（公告）日: 2011-08-10
• 發明（設計）人: 夏永明;索志民;楊鵬舉;孔凡花
• 申請（專利權）人: 上海海事大學
• 主分類號: G05D9/12
• 分類號: G05D9/12
• 代理公司: 上海天翔知識產權代理有限公司 31224
• 代理人: 黃冠華

技術領域

本實用新型涉及洗衣機控制技術，具體為洗衣機無級水位控制裝置。

背景技術

能源使用帶來的環境問題不斷地為人們所認識，大氣中二氧化碳(CO₂)濃度升高帶來的全球氣候變化對人類生存和發展的嚴峻挑戰已被確認為不爭的事實。只有通過技術創新、制度創新、產業轉型、新能源開發等多種手段，盡可能地減少煤炭石油等高碳能源消耗，減少溫室氣體排放，實現社會可持續發展。

低碳是以低能耗、低污染、低排放為基礎，同樣，對日常生活中的洗衣機的環保節能的要求越來越高，其中最主要的一項指標就是耗水量，怎樣做到更洗凈，更節水？人們迫切需要有一種能節水的洗衣機來替代現有的洗衣機，洗衣機用水量可以根據具體情況隨意選擇，達到節省耗水量。

通過大量市場調研，目前的洗衣機都沒有實現全方面的兼容，大多洗衣的廠家都注重各自品牌的洗衣機的特長，從洗衣機水位控制方面看，使用的全自動洗衣機水位開關的方式主要有機械式和電子式二種，共同的特點：洗滌水位只能做到1～2個有限的位置控制。

機械水位開關是靠氣體壓力原理，利用水的壓力來推動氣囊帶動微動開關的原理來工作，結構上，有一條皮管連接洗衣桶和水位開關，水位開關氣室內的空氣壓力隨著水位的上升而增大后，橡皮膜片會向上移動，頂桿盤和頂桿一起向上移動，使頂桿一端上的動觸片與原來常閉的定觸片觸點斷開，而與原來常開的定觸片觸點閉合。通過擰動水位開關的水位調節螺釘，調節水位開關動觸片上彈簧的壓力，從而達到調節控制水位的目的，結構上，它不可能實現多級水位控制。

電子水位開關(見圖6)是利用水的壓力來推動開關里的磁環上升，改變開關里線圈L的電感量，引起LC并聯電路諧振頻率的改變。這種電子水位開關，根據水位選擇與振蕩源頻率對應，一般電路中的振蕩源頻率是固定的，當電路發生諧振時輸出電壓最高，從而使電腦感應到水位是否到達預先設定洗滌水位，改變預定水位要改變振蕩源頻率，所以控制洗滌水位只能做到幾個有限的位置。這種電子水位傳感器只能稱為電子水位開關。

實用新型內容

本實用新型所解決的問題在于，控制洗滌水位不僅僅提供幾個有限的位置，為了達到節省耗水量，本實用新型設計了一種適合于微電腦式全自動洗衣機，可以根據具體情況隨意選擇用水量的控制裝置。

所解決的技術問題可以采用以下技術方案來實現：

微控制器外圍電路設置：顯示器、鍵盤(內置二個按鍵)、無級水位檢測電路；(見圖2)二個按鍵連接通用I/O口的輸入口，信號電源電壓和電阻電壓過零點的信號連接MCU外部中斷口。

保留原來的利用水的壓力來推動開關里的磁體上升的機械結構，無級水位檢測電路采用RLC串聯頻相檢測電路，(見圖1)；用檢測相位關系來檢測水位，根據RLC串聯電路相頻特性，利用微控制器MCU內部定時計數器資源進行相位差值檢測。

洗衣機水位升降改變磁體的位移引起(套在其外的)電感線圈的電感量變化，當電感量變化時，RLC串聯電路電壓和電流相位差值隨著變化，相位差值有正和負，當洗衣機水位低于50％，最高水位電流超前電壓，反之，當洗衣機水位高于50％，最高水位電流滯后電壓。根據電路原理：電阻的電壓降與電流同相，我們將電源信號電壓和電阻二端電壓作為采樣點(見圖1)，二個公共點接地，用電源信號電壓和電阻電壓過零點來啟動和停止MCU內部定時計數器資源進行相位差值檢測，相位差值檢測要做到1)足夠的精度；2)水位按最高水位的百分數顯示的人性化設計要求一致。采用了移碼技術，移碼要求電壓(即信號源電壓)和電流(即電阻電壓降)同相時是50％，電流超前電壓小于50％，電流滯后電壓大于50％，MCU可以精確地檢測到水位傳感器的相位，也就是可以精確地檢測到當前的水位及水量。

MCU的串行外圍設備接口(Serial?Peripheral?Interface，SPI)是一個同步串行通信系統，SPI具有1個時鐘信號、2個數據信號和1個隨從選擇(Slave?Select)信號。只需要其中1個時鐘信號、1個數據信號二引腳線，就可用于兩個器件之間傳輸信號。顯示器2和按鍵1共用串口二引腳線是這樣實現的：讀按鍵信號時，不發時鐘信號，作輸入口，數據信號輸出“1”讀K+(∧鍵)，輸出“0”讀K-(∨鍵)傳輸顯示數據信號時，發時鐘信號，移位寄存器接收數據。本實用新型中，MCU的SPI連接LED器和按鍵大大減少MCU的連線(見圖5)。

有益效果