英语原文共 8 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
一种由单片机和检测器构成的新型洗衣机控制装置
摘要：为了发展以减少水和电能消耗为目的全自动洗衣机，所以开发了这种由微型计算机和检测器构成的新型控制装置。控制设备采用了以下检测器：一个采用两个发光二极管/光电用于测量漂洗水的透射率晶体管组件的清洗器和使用的旋转检测器上的测量负载波轮的负载检测器。这些检测器不仅在测量漂洗程度和洗涤物重量十分精确，而且在补偿检测到的错误和变化方面也有精确的测量值。通过使用这种控制装置，不仅电力和水的消耗能节省百分之二十而且洗涤时间也能提升约百分之三十。另外，还能避免洗涤的衣物过多导致衣物被损坏的情况发生。
- 介绍
本文目的在于提出一个由微型计算机和检测器构成的新型控制设备改造版本的洗衣机。近年来，洗衣机中开始使用单片机来代替传统的机械控制器，其中包含电子控制器。因为它们控制只需通过衣物的量和种类的调整来固定时间表，所以除了在操作方面增加了方便性但实际上它们被认为等同于所述的电子控制器。本文提出的控制装置不仅具有现有控制器的功能，并且在水能和电能方面拥有节能的功能。
为了最大限度地减少水的消耗，最有效的方法就是通过测量清洗过程的上升的动作程度来将清洗次数减少到最小的重复数。另外，为了尽量减少电量消耗，按比例清洗衣物来减少电机实际旋转时间量显得十分必要。
控制装置采用了以下的检测器来实现这些目标：用于检测漂洗程度的通过测量漂洗水的透射漂洗与发光二极管（）/光电晶体管（）构成的检测器，和用于通过检测衣物重量的在测量上与旋转检测器的波轮的负载构成的负荷检测器。
这些检测方法的精确测量在实现水电节省程度的成功方面有显著影响。为了检测数据的精确性，该控制装置使用了一个在检测值的检测误差和变化进行补偿的原始方法。
在本文中，我们将要介绍的检测方法包括检测漂洗度和洗涤衣物的重量，而控制方法则是通过单片机来实现，并且我们将展示通过使用控制装置来节省水量、功耗和漂洗时间。
（GID,IEEE器械工业委员会批准的工业应用协会表示在1983年国际家电行业会议上,西拉斐特,17 - 18。本文首次出版的一个版本在会议记录中ieee - ias - 1983年会。手稿目前出版公布的11月8日,1983年。作者的主要家电产品工程实验室,东芝公司21日4-chome,Yoshihara-cho,Nishi-ku,451年名古屋,日本。）
- 检测器描述
- 漂洗检测器
这里所描述的漂洗检测器是用于检测漂洗的程度，即漂洗水的残留洗涤剂的浓度。因此，估计漂洗水的稠度可以通过测量已知在漂洗水中的气泡的密度来实现。为了确认所描述的方法的可行性，递减系数之间的关系，其中EX-按压气泡的密度，和通过使用光学方法测量的洗涤剂一致性比率的会在下面进行描述。
当单色光穿过漂洗水，如图1所示。光的衰减显示通过下公式
（1）
， 分别代表光辐射到漂洗水和空气的距离，代表漂洗水其中的气泡被扩散光的衰减系数。
如果不包含气泡漂洗水做的递减系数由表示，则在低密度泡沫递减系数被给出，如果不含有气泡的漂洗水递减系数都可以表示为，那么低密度递减系数从到被给出，这两者都是由测量用所限定的漂洗水的透射率所得到的，正如下公式：
=（2）
其中，分别是含有气泡、无气泡的漂洗水的折射率。
通过该方法获得的实验结果的描述由图3中实线所示。而图 2相比的是由虚线表示的导电性。一致性的通过测量电导率得到的测量结果通常被选择用来评估洗衣机的漂洗性能。图2示出的YB成正比至在低浓区域和漂洗过程的程度可以通过测量漂洗水的透射率而获得。
下一步，对实际漂洗检测器的详细说明是在下面给出。这个实际漂洗检测器的结构和外观分别示于图3和图4。
这种检测器具有不同长度的两个光路分别是和，即样品的光路和参照光路，用于测量漂洗的透射率水，而用于补偿检测误差，诸如检测器壳体和透过率的变化和的特性变化。
的光穿过漂洗的水和检测器壳体，检测器壳体是由聚碳酸酯制成的一透明材料构成的，并且每个光分别被捕捉到，入射光发射到量的，也就是，在的辐照度I是正比于漂洗水的内部透射率。
此内部透过率会显著受到光的散射所形成的气泡的影响。当转脉动器停止时，气泡上升到水面，而漂洗水通过波轮搅拌到达外桶的底部从而扩散和填充外槽，其中所述漂洗检测器被放置的情况如图5所示。
光耦组件被控制在图6中所示的电路。在和的电流和，这是由当前的和确定，被下式给出
（3）
（4）
这些参数和表示转换组件效率，被下式给出
=（5）
= (6)
其中下标S和R分别表示样品的光路和基准光路，在的电流是大致被回路动作不断反馈放大器所决定，被下式给出：
（7）
为反馈放大器的开环增益，气相色谱法定义，必须以大的条件满足。
（8）
（9）
（10）
从（8）到（10）这是很清晰看到该检测器具有以下特点。
- 检测器外壳的和，由于污物导致透射率的变化。而由温度和老化导致转换效率的变化对于组件和，不影响探测器的性能，因为这些和、和分别彼此补偿。
- 所有漂洗洗衣机检测器可以执行具有相同的特性，由于分散在量和值组件可通过调整补偿。
- 在漂洗水中所观察到的光路长度是给出。
冲洗器进行监视检测，以找出发出的光进入是否被皮棉截获，这是探测器外壳所着重的。如果发射到入射光被截获，然后降低，条件是不满足，变得比小，并且报警，电压下降到由微型计算机检测到低电平的水平。此外，如果发射到的入射光被截获并检测电压不在的区域，然后这种不寻常的状态也由微机所检测。详细的讨论在这个项目后给出。
B.重量检测
很明显在洗涤过程中包括两个功能，洗涤剂的物理化学作用和洗衣机的机械动作。此外，洗净力成正比的机械作用和洗涤时间。由于机械作用施加到洗涤衣物，随着衣服的量减少，据估计，在洗涤时间可以按比例减少的衣服，以减少洗衣机的电功率消耗的能量。
负载检测器已经发展到了可以实现这些目标，其采用的旋转检测器，用于测量旋转脉动器的速度。该旋转检测器包括一个如图5所示接近开关和旋转齿形磁盘。这个接近开关是一个普通的电子键入开关以感测物体的存在，来被用作计数器和表示输出信号的脉冲数。该脉冲数成比例的旋转速度磁盘和由微计算机计算。当洗涤负载增加，随之脉动器的速度降低，因为一个单相的性能感应电动机与皮带传动驱动波轮系统。这种电动机的性能曲线示于图7.这表明电动机速度的转矩增大而变化。在另一方面，在负载转矩变化归因于负载的变化其显著受上波轮条件衣服量影响；因此，脉动产生器的速度随衣服的量增加而降低。它是在示图7间NO-速度明显变化负载和额定操作点，这是分别由点获得两条负荷曲线的交叉和电机扭矩水负荷的条件下，并在额定衣服曲线负荷。
因此，洗涤负载可以从测量来估计电机速度或利用旋转波轮速度探测器。为了确认该方法的可行性描述，洗涤负载和之间的相关性检测到的脉冲数量与棉合成衣服负载实验测量。这些实验结果示于图8。图8显示出了负载检测器由旋转的计数脉冲测量洗涤负载用微机检测器，可投入实际应用。
下一步描述的，则是通过洗涤物的重量确定洗涤时间，重量则是通过负载检测器确定的。为了确定清洗时间，洗净力测量用标准人为污染的样本进行附加到衣服在洗衣机洗涤。这个方法通常用来以测量洗衣机的洗涤性能，这是根据进行日本工业标准（JIS）[4]，和通过色板去污力D与反射率值的变化而获得的
（11)
在各种条件下获得的实验结果洗涤负载通过刚刚描述的方法示于图9。它显示去污力D是成正比的洗涤两个时间，并增加作为洗涤负荷减小。洗涤负荷和所需时间的关系，这可以通过获得为了实现由去污力必读的时间价值参照洗衣机的洗净力的从图9所示，图10 这个参考洗衣机是通常使用通过比较两者的性能，以获得被测试的机器的洗涤性能，并且由JIS定义的。 图10示出了所需的时间是比例洗负荷。从这些获得的数据实验结果进行存储的微型计算机用于洗衣机的控制装置。详细的讨论在编程后来呈现。
控制装置反转波轮的每30秒进行旋转，且决定实际转速时间，命名接通时间，每个半周期成比例于每个检测到的由负载检测器在开始时测量的负载值每个半周期中，如图11所示。此方法尝试解决变化的问题中的检测值，主要是所引起的衣服和波轮的相对位置。
这些变化，plusmn;2脉冲关于的检测值在2.5千克洗涤负载49的脉冲图8，是相对比较大的检测值变化时plusmn;2脉冲的变化。然而该方法是相对准确的，对实际使用如图8所示，因为整个上两个时间吞吐量一次完整的洗涤时间是通过在20次重复进行的测量来确定在10分钟内，其等于用于确定整个方法上两个时间为20次重复测量的平均值。
此外，用于清洗的功率消耗可以减少成比例到洗涤负荷，因为每个的电功率半周期成比例的导通时间到半周比例周期位。
III. 控制设备描述
- 控制设备配置
用于洗涤的使用微计算机和探测器构成的控制装置框图如图12所示。单芯片4-B微电脑控制电源元件（电动机，供水阀和排水阀）通过使用主晶闸管和晶闸管的驱动程序存储在ROM中，并确定洗涤流程 - 洗涤，漂洗和旋压-通过接通电源元件开和关。微型计算机确定洗涤程序，这反过来又决定了洗涤时间，漂洗过程的重复数，旋转时间，和其他，面板开关和检测器控制的条件由输入的组合确定。此外，这些洗涤进程的当前状态和项目是由LED显示灯指示。
洗衣机面板由洗涤负载按键组成，程序按键和LED显示器的图13。开关选择的结果根据衣物类型，脏污度和所需的开始和最后的状态显示在面板。根据该选择的洗涤程序中，洗衣机操作的微机控制开始。从这些检测器，微型计算机不断通过面板从用户接收对洗衣机的状态更新的数据，并等待指示数据开关。这些数据通过微型电脑穿过输入端子和一个A/ D转换器被存储在寄存器中的RAM中。在ROM中的主程序选择程序，这些程序对应洗涤过程，根据寄存器和标志在RAM中。选定的程序执行一个特定的顺序流程，这是基于定时器的ARM表示，计数计时交流线路时钟。
B.漂洗程序检测
微机接收漂洗检测电压Vs时，将其转化成数字数据的转换转换器，从漂洗接收到报警电压检测器，并判断与冲洗过程的程度漂洗检测程序，其中的流程图如图14中所示。
在漂洗过程开始并且一个固定时间已经过去之后，该漂洗检测程序在溢出清洗的条件下执行。对于污度比较严重的洗衣装置日常工作，例如，与洗涤负载键选择，是使用了如下图14流程图。
- 的标志，这是设置每0.5秒被测试，并且如果它被设置，则执行漂洗检测。
- 当报警电压的为低，这意味着该检测器感测到的东西异常，将标志设置。如果是复位，转换电压被存储在存储器，如果不是，则执行报警计数器的增量。
- 被检测。如果它是在的区域，这相当于存储器被添加到内存，和正常计数器的增量是执行。
- 检测，看看它是否为八个;如果是，则以前滴加完毕，和被测试是否它是大于或等于;如果不是，前述程序是重复一次每0.5秒。
- 如果是大于或等于，精加工标志设定，并漂洗过程后20秒完成; 如果否，漂洗检测例程继续30秒。如果清洗过程中没有在30秒内完成，多了一个漂洗完在执行的过程。
- 进行测试，看看它是否大于或等于16;如果是，警报标志被设置，并在漂洗过程将重复最多总共三次，不管和的内容。
漂洗过程的效果，例如稍有些脏衣物，如图所示15。图15示出了水的消耗的大约能被节约20％以及节约上升时间大约30％。
C.负载检测程序
微计算机计算的脉冲的数目用于检测洗涤负荷，并确定旋转检测器导通时间，在比例波轮的计数的数据使用负载检测例程该流程图是图16。数据对于该编程示于表1，从图中所示的实验结果得到的图8和图10。此负载检测程序是通过使用执行在表1中示出和描述的数据使用如下流程图16。
- 用于从旋转检测器计数输入脉冲计数器被清除，以及用于一个时间数据1秒计数时间被放置在计时器。
- 当检测到脉冲边沿，的增量被执行。该计数每四次执行一波轮转动。
- 定时器计数交流线路时钟定时，和面板开关进行检查每一台交流线路周期。传入脉冲进行计数为1秒，并将结果放置在。
- 数据指针指点数据达诺尔并示于表1数据是被清零，并且其中ROM的地址达诺尔等效的被写入并被放置在数据计数器（DC）。与被重复比较;在被执行的的同一时间增量，直到小于或等于数据，被确定，并且在洗涤负荷测定处理结束。
- 被检测，并且如果它小于或等于ten，这意味着该波轮的旋转异常时，进行另一常规锁。
- 当在洗涤负载键“清洗”键被按下，eight加到和ROM的地址，其中数据相当于写入，被放置在DC。通过所指的数据被放置在计时器，该计数交流线路时钟和时间上的时间成比例地洗涤负载。
- 通过使用负荷检测程序降低功耗的效果如图17所示。图17显示了功率消耗的约10-30％的可通过用载荷检测方法节约，在洗衣机洗涤负载小于额定容量的条件下使用。
D.控制装置的优点
该控制装置具有除了减少水和功耗等优点，另外的优点如下。
1）该控制装置具有的“单个操作的功能，”实现了操作的简捷化。该控制装置供电，并自动执行完整的程序运行控制器，当一个动作被执行即洗涤载荷中的一个按键进行时，即使不按下程
剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
资料编号：[146812]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word
以上是毕业论文外文翻译，课题毕业论文、任务书、文献综述、开题报告、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
