基于紫外線的便攜式洗衣機消毒裝置的設計與研究

姜海通

摘 要

洗衣機消毒一直是人們比較關心的話題，洗衣機長時間使用內部會產生大量的細菌。為了解決這一問題，本設計以arduino單片機作為基礎，采用紫外線消毒設計出新的洗衣機消毒裝置。每次在使用洗衣機之前，使用洗衣機消毒裝置對洗衣機殺菌消毒，洗衣機消毒裝置可集中很高的強度在短時間內殺滅細菌和病毒。洗衣機消毒裝置對于各種細菌和病毒都有很高的殺滅效率。而且洗衣機消毒裝置屬于純物理消毒方法，沒有二次污染和對水資源浪費。

關鍵詞

洗衣機消毒;紫外線殺菌;arduino單片機

中圖分類號： TP368.1文獻標識碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.03.010

0 引言

伴隨著我國經濟的飛速發展，洗衣機已經成為了當代家庭中不可缺少的家用電器之一。洗衣機長時間使用內部容易滋生大量細菌，人們如果長期使用有細菌的洗衣機洗衣服，就可能會引發各種皮膚疾病。一般家用洗衣機每使用一個月就要對洗衣機進行一次消毒，傳統的洗衣機消毒方式主要是液體消毒，但是液體消毒存在消毒時間長、浪費水資源和污染環境等缺點。為了避免這些缺點，我們研制了一款專門對洗衣機進行消毒的裝置。該裝置主要是通過紫外線照射對洗衣機進行消毒，其核心控制部件為arduino單片機。

1 紫外線消毒技術

人類對紫外線消毒技術的研究起源于德國物理學家里特，他在1801年研究光譜的不同部分對氯化銀的作用的時候發現了紫外線。紫外線消毒技術主要是利用紫外線光的UVC破壞微生物機體細胞中的分子結構，對生長性細胞或再生性細胞造成死亡，從而來達到消毒殺菌的效果。目前，紫外線消毒技術歷經幾十年的研究與發展，已經在各種消毒的場合得到了廣泛使用。

2 洗衣機消毒裝置系統

本文設計的洗衣機消毒裝置的結構包括單片機模塊、紫外線消毒模塊、顯示模塊、WIFI模塊等。

Arduino單片機是的核心處理器部分，它負責對電路中的數據換算、判斷以及對紫外線消毒燈進行控制等。在洗衣機消毒裝置工作時，用戶需要設置相關的參數，如消毒時間和消毒周期等。參數信息輸入完成后，洗衣機消毒裝置將會按照用戶設定的清洗次數對洗衣機進行消毒。當用戶感覺洗衣機內部較臟時，用戶可以選擇操作面板上的啟動按鈕啟動洗衣機消毒裝置。在消毒過程中，如果用戶想要打開洗衣機時，用戶也可以通過操作面板上的停止按鈕來關閉洗衣機消毒裝置。用戶還可以通過手機遠程控制洗衣機消毒裝置的工作狀態。

3 洗衣機消毒裝置硬件電路

3.1 控制芯片

本設計以Arduino UNO單片機作為洗衣機消毒裝置的核心芯片，這種單片機是基于開放原始碼simple I/O平臺，不需要太多的單片機基礎，簡單學習編程語言以后便可上手使用。Arduino UNO單片機的供電方式分為USB供電和直流5v供電兩種，一般大多數使用者采用USB供電方式。它具有14路數字輸入輸出接口，6路模擬輸入接口。

3.2 WIFI模塊ESP8266

本設計選用的ESP8266WIFI模塊。該模塊的通信串口與單片機連接簡單，控制方便。WIFI模塊的作用是完成網絡和串口之間的通訊，使洗衣機消毒裝置可以通過網絡進行控制。該模塊支持三種組網模式本設計選用的是SoftAP+Station模式，這樣洗衣機消毒裝置既可以通過手機直接連接網絡，也可以通過無線路由器連接網絡從而達到遠程控制目的。

3.3 計數電路

本設計的計數電路主要由CD4518芯片和單片機共同來完成。其中的一個十進制計數器接法為：CD4518芯片的IEN引腳做計數允許端接高電平，CP1引腳接單片機時鐘脈沖輸出端，進行個位數計數;第二個十進制計數器接法為：CD4518芯片的2CP端做成計數允許端接地，從第一個十進制計數器的1Q3做進位脈沖接2EN引腳做計數時鐘輸入端，進行十進數的計數。兩位計數器輸出的8421BCD碼直接輸入各自的譯碼芯片CD4511進行數碼管顯示。

4 總結

便攜式洗衣機消毒裝置可以在每次使用洗衣機前，實現殺菌消毒。便攜式洗衣機消毒裝置可以很高強度的在短時間內殺滅細菌和病毒，而且它對各種細菌和病毒很高的殺滅率。便攜式洗衣機消毒裝置屬于物理消毒方法，沒有二次污染和對水資源浪費。設計中綜合考慮了各種因素，最后采用了無污染的紫外線消毒技術，對現有的洗衣機消毒方式進行改進。經過測試洗衣機消毒裝置能有效殺死細菌，符合現代智能電器的要求。

參考文獻

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