[实用新型]交互式洗衣机无级水位控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及洗衣机控制技术，具体为洗衣机无级水位控制装置。

背景技术

能源使用带来的环境问题不断地为人们所认识，大气中二氧化碳(CO₂)浓度升高带来的全球气候变化对人类生存和发展的严峻挑战已被确认为不争的事实。只有通过技术创新、制度创新、产业转型、新能源开发等多种手段，尽可能地减少煤炭石油等高碳能源消耗，减少温室气体排放，实现社会可持续发展。

低碳是以低能耗、低污染、低排放为基础，同样，对日常生活中的洗衣机的环保节能的要求越来越高，其中最主要的一项指标就是耗水量，怎样做到更洗净，更节水？人们迫切需要有一种能节水的洗衣机来替代现有的洗衣机，洗衣机用水量可以根据具体情况随意选择，达到节省耗水量。

通过大量市场调研，目前的洗衣机都没有实现全方面的兼容，大多洗衣的厂家都注重各自品牌的洗衣机的特长，从洗衣机水位控制方面看，使用的全自动洗衣机水位开关的方式主要有机械式和电子式二种，共同的特点：洗涤水位只能做到1～2个有限的位置控制。

机械水位开关是靠气体压力原理，利用水的压力来推动气囊带动微动开关的原理来工作，结构上，有一条皮管连接洗衣桶和水位开关，水位开关气室内的空气压力随着水位的上升而增大后，橡皮膜片会向上移动，顶杆盘和顶杆一起向上移动，使顶杆一端上的动触片与原来常闭的定触片触点断开，而与原来常开的定触片触点闭合。通过拧动水位开关的水位调节螺钉，调节水位开关动触片上弹簧的压力，从而达到调节控制水位的目的，结构上，它不可能实现多级水位控制。

电子水位开关(见图6)是利用水的压力来推动开关里的磁环上升，改变开关里线圈L的电感量，引起LC并联电路谐振频率的改变。这种电子水位开关，根据水位选择与振荡源频率对应，一般电路中的振荡源频率是固定的，当电路发生谐振时输出电压最高，从而使电脑感应到水位是否到达预先设定洗涤水位，改变预定水位要改变振荡源频率，所以控制洗涤水位只能做到几个有限的位置。这种电子水位传感器只能称为电子水位开关。

实用新型内容

本实用新型所解决的问题在于，控制洗涤水位不仅仅提供几个有限的位置，为了达到节省耗水量，本实用新型设计了一种适合于微电脑式全自动洗衣机，可以根据具体情况随意选择用水量的控制装置。

所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

微控制器外围电路设置：显示器、键盘(内置二个按键)、无级水位检测电路；(见图2)二个按键连接通用I/O口的输入口，信号电源电压和电阻电压过零点的信号连接MCU外部中断口。

保留原来的利用水的压力来推动开关里的磁体上升的机械结构，无级水位检测电路采用RLC串联频相检测电路，(见图1)；用检测相位关系来检测水位，根据RLC串联电路相频特性，利用微控制器MCU内部定时计数器资源进行相位差值检测。

洗衣机水位升降改变磁体的位移引起(套在其外的)电感线圈的电感量变化，当电感量变化时，RLC串联电路电压和电流相位差值随着变化，相位差值有正和负，当洗衣机水位低于50％，最高水位电流超前电压，反之，当洗衣机水位高于50％，最高水位电流滞后电压。根据电路原理：电阻的电压降与电流同相，我们将电源信号电压和电阻二端电压作为采样点(见图1)，二个公共点接地，用电源信号电压和电阻电压过零点来启动和停止MCU内部定时计数器资源进行相位差值检测，相位差值检测要做到1)足够的精度；2)水位按最高水位的百分数显示的人性化设计要求一致。采用了移码技术，移码要求电压(即信号源电压)和电流(即电阻电压降)同相时是50％，电流超前电压小于50％，电流滞后电压大于50％，MCU可以精确地检测到水位传感器的相位，也就是可以精确地检测到当前的水位及水量。

MCU的串行外围设备接口(Serial Peripheral Interface，SPI)是一个同步串行通信系统，SPI具有1个时钟信号、2个数据信号和1个随从选择(Slave Select)信号。只需要其中1个时钟信号、1个数据信号二引脚线，就可用于两个器件之间传输信号。显示器2和按键1共用串口二引脚线是这样实现的：读按键信号时，不发时钟信号，作输入口，数据信号输出“1”读K+(∧键)，输出“0”读K-(∨键)传输显示数据信号时，发时钟信号，移位寄存器接收数据。本实用新型中，MCU的SPI连接LED器和按键大大减少MCU的连线(见图5)。

有益效果