單片機在洗衣機中的應用研究

鶴煤技師學院 賈國華

中國洗衣機目前年產量世界第一，家庭保有量及普及率也已經達到了較高的水平。洗衣機作為日常生活中的家用電器，同樣在工業生產中應用也十分廣泛。

單片機又稱微型控制器，或稱嵌入式控制器。而家用電器是單片機應用最多的領域之一，單片機以微小的體積及其諸多優點，完全滿足在洗衣機中的應用。

1.洗衣機概述

1.1 洗衣機行業的動態

我國洗衣機市場已步入成熟期，據統計，全國城鎮居民家庭平均每百戶擁有量已達91.44臺。今后城鎮居民的購買主要是來自更新和較高層次的新增需求。

1.2 洗衣機的發展趨勢

洗衣機正在向著節水，高度自動化，品種多樣化，節能和健康化，大容量和微型化，組合化的方向發展。

2.全自動洗衣機的洗衣原理和構造

2.1 全自動洗衣機的洗衣原理

全自動洗衣機是通過水位開關與電磁進水閥配合來控制進水、排水以及電機的通斷，從而實現自動控制的。電磁進水閥起著通斷水源的作用。如圖2-1，當電磁線圈1斷電時，移動鐵芯2在重力和彈簧力的作用下，緊緊頂在橡膠膜片3上，并將膜片的中心小孔4堵塞，這樣閥門關閉，水流不通。當電磁線圈通電后，移動鐵芯在磁力作用下上移，離開膜片，并使膜片的中心小孔打開，于是膜片上方的水通過中心小孔流入洗衣桶內。由于中心小孔的流通能力大于膜片兩側小孔5的流通能力，膜片上方壓強迅速減小，膜片將在壓力差的作用下上移，閉門開啟，水流導通。

圖2-1 電磁進水閥原理圖

圖2-2 水位開關原理圖

圖2-3 全自動洗衣機原理圖

水位開關實際上是一個壓力開關。如圖2-2，氣室1的入口與洗衣桶中的貯氣室相聯接。當水注入洗衣桶后，貯氣室口很快被封閉，隨水位上升，貯氣室的水位也上升，被封閉的空氣壓強亦增大，水位開關中的波紋膜片2受壓而脹起，推動頂桿3運動而使觸點4改變，從而實現自動通斷。

2.2 全自動洗衣機的電路原理

原理圖見圖2-3，程控器接線圖見圖2-4。

3.用單片機實現的非接觸式延時定時器在洗衣機中的應用

我們使用單片機制作了一個簡易定時器。此定時器旨在實現非接觸啟動或停止脫水機，避免觸電并具有延時功能；此定時器利用紅外線實現非接觸啟動或停止延時器，并具有停止和蜂鳴器提示功能，非常人性化。

3.1 硬件電路設計

3.1.1 系統控制過程

電路如圖3-1所示。在初始狀態下，紅色LED指示燈D2點亮，脫水機不工作。當手靠近紅外發射管時，紅外線經手掌反射到紅外接收頭U4，經其濾波、放大、解碼后輸出低電平，此信號（可能不止出現一次）經單片機U1處理后，先驅動蜂鳴器發出約2分鐘的聲音信號，然后控制繼電器J1啟動脫水機進行脫水工作，并點亮綠色LED指示燈D3。在此過程中，若紅外接收頭再次接受到信號（可能不止一次），則經單片機U1處理后控制脫水機停止工作，并發出聲音提示，否則，將延時一段時間后再停止脫水機并發出聲音提示。

圖2-4 全自動洗衣機程控接線圖

圖3-1 系統電路圖

3.1.2 電路原理

如圖3-1所示。單片機U1（STC89C52）是系統控制核心，單片機通過程序產生38.5kHz(周期為26us)、脈寬為50%的方波，并驅動紅外管D5發射出去。接收部分采用一體化紅外接收頭U4（HRM3800），它體積小、性能優良。但是，該紅外接收頭暴露在太陽光底下會持續輸出低電平，導致傳感器電路無法正常工作，我們在后面會介紹程序抗干擾法。當U4接收到38kHz的紅外線時，③腳將輸出低電平，并送到U1⑿腳，U1進入外部中斷程序，最后通過光耦U3來控制繼電器，進而控制電機的通斷。這里之所以用光藕，是為了+5V電壓和+12V電壓的隔離。當系統正常運行時，紅色發光二極管D2長亮，用于指示工作狀態。當定時器開始延時工作，綠色LED管D3將點亮。

電源部分采用三端穩壓塊7805給單片機供電。R9和C8用于濾除紅外接收頭U4供電線路中的干擾。

3.2 電路調試

只要按照圖3-1將電路焊好并將編寫好的源程序燒到單片機中，便可工作。如果發現系敏度太高或不穩定，可適當增大R8的值，直到滿足要求為止。

4.結束語

本文主要研究了單片機在洗衣機中的應用，使用單片機制作一個簡易定時器，實現了該定時器具有非接觸式停止或啟動脫水機，以免觸電并且具有延時功能，提高了其性能，為生活帶來了更多的方便。

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