基于单片机的全自动洗衣机控制系统的设计 - 本科毕业设计论文

基于单片机的全自动洗衣机控制系统的设计

度传感器体积小，兼容TTL电平，使用方便[17]，故本次设计采用TS浊度传感器。

图2.8 TS浊度传感器结构原理图

Fig. 2.8 TS turbidity sensor principle structure diagram

浊度传感器的工作原理是：当光线穿过一定量的水时，光线的透过量取决于该水的污浊程度：水越污浊，透过的光就越少。光接收端把透过的光强度转换为对应的电压大小。通过测量接收端的电压，就可以计算出水的污浊程度。洗涤水的透光度与洗涤时间t的关系曲线如图2.9所示。

（a）

图为洗涤全过程的浊度变化

(a) diagram for turbidity change the whole process of washing （b）图为轻污和重污的透光度比较

(b) diagram for light pollution and heavy pollution of the transmittance comparison

图2.9洗涤水的透光度与洗涤时间t的关系曲线

Fig. 2.9 Relation curves of washing water transmittance and washing time t 在节能洗衣机系统中，浊度传感器安装在洗衣机的排水管口附近，如图2.10所示，在洗衣机开始排水时启动数据采集进行水质检测，并将检测结果送单片机。

浊度值是由TS浊度传感器测得浊度数据，送ADC0804进行模数转换后所得的数值。实际应用中，应根据不同容量的洗衣机进行实验来确定更准确的浊度值与对应的洗涤时

17

基于单片机的全自动洗衣机控制系统的设计

间。表2-3表明衣物浊度与洗涤参考时间的关系。

图2.10 浊度传感器的工作示意图 Fig. 2.10 schematic diagram of turbidity sensor work

表2-3 洗涤水浊度与洗涤参考时间的关系

Table 2-3 relationship between washing water turbidity and washing time reference

ADC0804是用CMOS集成工艺制成的逐次比较型摸数转换芯片。该芯片内有输出数据锁存器，当与控制器连接时，无须附加逻辑接口电路。逐次比较型AD由一个比较器和DA转换器通过逐次比较逻辑构成，从MSB开始，顺序地对每一位将输入电压与内臵DA转换器输出进行比较，经多次比较而输出数字值。其优点是速度高、功耗低。ADC0804引脚如图2.11所示。

在本系统中，浊度信号转换为0V～5V电压信号，浊度传感器连接ADC0804的输入接口进行采样处理，然后将电压信号转换为8位数值0x00～0xff送入单片机P1口。TS浊度传感器及其数据AD采样电路如图2.12所示。

序号 1 2 3 4 5 6 7 8

污浊程度A（十进制A/D值）

A ≤ 55 55 < A ≤ 94 94 < A ≤ 126 126 < A ≤ 152 152 < A ≤ 173 173 < A ≤ 191 191 < A ≤ 208 A > 208

洗涤时间（min）

6 8 10 12 14 16 18 20

2.3.6电机控制

18

基于单片机的全自动洗衣机控制系统的设计

BACK

图2.11 ADC0804引脚功能 Fig.2.11 the ADC0804 pin function

图2.12 TS浊度传感器及其数据AD采样电路 Fig.2.12 TS turbidity sensor and AD data sampling circuit

本设计采用家用洗衣机常用的单相交流电机，这种电机有两个绕组：主绕组和副绕组，两个绕组在空间上相差90度。在启动绕组上串联一个容量较大的启动电容，由于电容器作用使启动绕组中的电流在时间上比运行绕组超前90度角，先到达最大值。在时间和空间上形成两个相同的脉冲磁场，使定子与转子之间产生一个旋转磁场，电机转子中产生感应电流，与旋转磁场互相作用产生电磁场转矩，使电机旋转起来。

普通单相电机这两个绕组完全一样，互相可以交换。要使电机反转，只要交换两个绕组中的一个绕组的首尾接线就可反转。电机的调速是通过一个串接线圈实现。单相交流电机的正反转控制原理如图2.13所示。

在本设计中，采用两只HJR1-2C电磁继电器控制电机正反转，一只HRS2H-S电磁继电器控制电机的旁路绕阻以实现脱水时电机的高转速工作。电机控制部分的电路原理图如图2.14所示。

19

基于单片机的全自动洗衣机控制系统的设计

图2.13 单相交流电机的正反转控制

Fig.2.13 single-phase AC motor positive inversion control

图2.14 电机控制部分 Fig. 2.14 motor control part

2.3.7水阀

水阀的动作采用电磁阀控制，使用两只HRS2H-S电磁继电器耦合来控制两个大功率电磁阀。进水或排水时，由单片机发出指令，使继电器触点吸合，接通水阀的电磁铁，

20