智能洗衣機(jī)控制器的設(shè)計

李中偉 朱永濤

【摘 要】生活節(jié)奏的日益加快，使得人們對洗衣機(jī)有了更高的要求：更高效、節(jié)能和更高度自動化。本設(shè)計把數(shù)字電子技術(shù)和智能控制知識用于智能洗衣機(jī)控制器的設(shè)計中，在設(shè)置洗滌的時間的同時還要實現(xiàn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、暫停，這個主要利用555定時電路、分鐘計數(shù)器、秒計數(shù)器來實現(xiàn)。洗滌時間到時自動報警，需要報警電路，根據(jù)人性化、自動化、低成本的設(shè)計原則，報警的蜂鳴器不可以長時間的叫，要有個合理的時間，這個可以用單穩(wěn)態(tài)電路來產(chǎn)生。為方便重復(fù)操作，用邏輯電平開關(guān)來實現(xiàn)電路清零和置數(shù)的功能。上述功能同時再用7段LED數(shù)碼管顯示出來。

【關(guān)鍵詞】智能；計數(shù)器；蜂鳴器；555定時器

0 背景

我國洗衣機(jī)年產(chǎn)量約占世界年產(chǎn)量的1/4，居于世界首位。目前中國洗衣機(jī)市場正進(jìn)入更新?lián)Q代期，市場潛力巨大，人們對于洗衣機(jī)的要求也越來越高，目前的洗衣機(jī)主要有強(qiáng)弱洗滌功能、進(jìn)排水系統(tǒng)故障自動診斷功能、暫停等幾大功能，在許多方面還不能達(dá)到人們的需求。新型的﹑數(shù)字化﹑集成化的洗衣機(jī)控制器應(yīng)運而生。

1 智能洗衣機(jī)的特性

只要衣服放入洗衣機(jī)，簡單的按兩個鍵，就會自動注水，利用先進(jìn)的電腦控制洗衣機(jī)，還能自動的感覺衣物的重量，自動的添加適合的水量和洗滌劑，自動的設(shè)置洗滌的時間和洗滌的力度，洗滌完以后自動的漂洗甩干，更有些滾筒洗衣機(jī)還會將衣物烘干，整個洗衣的過程完成以后還會用動聽的音樂聲提醒用戶，用戶可以在洗衣的過程做其它的事，節(jié)省了不少的時間。我們在這里主要闡述洗衣機(jī)的核心部分——智能的洗衣機(jī)控制器。

2 系統(tǒng)設(shè)計框圖

從秒脈沖出來的信號，經(jīng)過一個控制電路后進(jìn)入秒計數(shù)器進(jìn)行秒計數(shù)，進(jìn)行清零，這時用戶置入洗滌時間，并按開始按鈕，洗衣機(jī)開始工作。當(dāng)秒計數(shù)器變?yōu)榱愕臅r候，去分鐘計數(shù)器上面借數(shù)；與此同時，從十秒位轉(zhuǎn)化出來的信號進(jìn)入移位寄存器后，LED燈表示出電機(jī)運轉(zhuǎn)狀態(tài)；當(dāng)用戶設(shè)定的洗滌時間結(jié)束后，電路報警并清零；同時電機(jī)指示燈熄滅。

3 各主要智能控制電路的實現(xiàn)

根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計框圖，我們需要設(shè)計分秒計數(shù)器和洗滌時間計數(shù)器、秒脈沖發(fā)生器、循環(huán)控制電路，各個主要電路設(shè)計原理中所說的管腳名稱在總電路圖中都有體現(xiàn)。

3.1 分秒計數(shù)器設(shè)計原理

用四片74LS192來實現(xiàn)分計數(shù)和秒計數(shù)功能，而需要的只是減計數(shù)，所以我們把它的UP端接到高電平上去，而DOWN端接到秒脈沖上；十分秒位上的輸入端接到高電平上，當(dāng)秒脈沖從秒位的DOWN端輸入的時候秒計數(shù)的192開始從9減到0；這時，它的借位端BO會發(fā)出一個低電平到秒十位的輸入端DOWN，秒十位的計數(shù)從6變到5一直到變?yōu)?；當(dāng)高低位全為零的時候，秒十位的BO發(fā)出一個低電平信號，DOWN為零時，置數(shù)端LD等于零，秒十位完成并行置數(shù)，下一個DOWN脈沖來到時，計數(shù)器進(jìn)入下一個循環(huán)減計數(shù)工作中。

3.2 秒脈沖發(fā)生器設(shè)計原理

可以由一個集成的555定時器構(gòu)成，當(dāng)電源接通后，VCC通過對相關(guān)電阻向電容充電。電容上得到電壓按指數(shù)規(guī)律上升，當(dāng)電容上的電壓上身到2/3VCC時，輸電VO為零，電容放電。當(dāng)電壓下降到1/3VCC時，輸出電平為高電平，電容放電結(jié)束。這樣周而復(fù)始便形成了振蕩。

3.3 循環(huán)控制電路的設(shè)計原理

本電路的設(shè)計中主要用到了芯片74LS194，LED燈及各種功能的門電路。芯片74LS194是一個四位雙向移位寄存器，它具有左移和右移的功能.把74LS192秒十位上的數(shù)提出來作為循環(huán)控制系統(tǒng)的輸入信號，把秒十位上輸出的二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)化成兩位三個數(shù)來控制74LS194，與LED燈同時使用實現(xiàn)左移，右移，暫停功能。

4 總電路圖

經(jīng)過實踐中反復(fù)不懈的努力，模擬出滿意的結(jié)果。下圖即為仿真的電路總圖，出現(xiàn)的結(jié)果都基本符合要求，像計數(shù)器的計時無誤，正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、暫停的指示燈的指示也正確。當(dāng)預(yù)定的時間達(dá)到時，定時結(jié)束，能夠自動清零，同時指示燈點亮，提醒時間到。

5 總結(jié)

本設(shè)計就是對普通洗衣機(jī)控制器運用模塊控制原理進(jìn)行自動化改造，使普通洗衣機(jī)具備智能控制功能，提高洗衣的質(zhì)量，節(jié)約能源。該系統(tǒng)具有成本低，體積小、重量輕，無噪音，低功耗，安全可靠，結(jié)構(gòu)簡單等特點。可廣泛推廣于各類洗衣機(jī)。

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[責(zé)任編輯：楊玉潔]