一种双筒滚筒洗衣机的智能化控制系统

摘要

本发明公开了一种双筒滚筒洗衣机的智能化控制系统，包括主控板、上筒电气单元、下筒电气单元以及双筒电气公用单元，所述主控板上集成有主MCU与主MCU相连的上筒电气控制单元、下筒电气控制单元以及双筒电气公用控制单元，上筒电气控制单元用于控制上筒电气单元，下筒电气控制单元用于控制下筒电气单元，双筒电气公用控制单元用于控制双筒电气公用单元。本发明将双筒主控单元集成到一块电路板上，其中涉及到布板的合理性，资源整合的局限性，还有双筒逻辑关系的处理。双筒控制既要协同并行，又能互不干扰，各自达到稳定、高效的控制效果。

说明书

技术领域：

本发明涉及一种双筒滚筒洗衣机的智能化控制系统。

背景技术：

近年来，随着家电行业的飞速发展，消费者对洗衣机容量和分类洗护的要求日益严格。洗衣机作为新时代解放劳力与时间的家用产品，其使用环境和使用频率日益复杂多变，随着人们生活水平的提高，各类材质的衣物日益增多，加之全球疫情爆发，使得人们对分类洗护和隔离洗衣的要求也越来越高，而单筒洗衣机已经不能满足时代发展的需要，迫切需要双筒洗衣机来解决上述难题，而双筒洗衣机最核心的技术便是其智能控制系统。

现有的双筒洗衣机核心控制部件大部分采用分立的控制方式，上筒一块主控板，下筒一块主控板。分立的控制方式不利于资源的整合调配，造成资源浪费。

针对上述问题，现提出一种新的驱动控制方案，即“一芯二用”的智能化控制系统，上下筒的主控板集成在一块电路板上，使用一颗芯片同时控制两个洗衣机筒，整合资源，使双筒的控制更加协调，资源调配更加节能高效。

发明内容：

本发明是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种双筒滚筒洗衣机的智能化控制系统。

本发明所采用的技术方案有：

一种双筒滚筒洗衣机的智能化控制系统，包括主控板、上筒电气单元、下筒电气单元以及双筒电气公用单元，所述主控板上集成有主MCU与主MCU相连的上筒电气控制单元、下筒电气控制单元以及双筒电气公用控制单元，上筒电气控制单元用于控制上筒电气单元，下筒电气控制单元用于控制下筒电气单元，双筒电气公用控制单元用于控制双筒电气公用单元。

进一步地，所述上筒电气单元包括上筒主洗阀、上筒排水阀、上筒自动投放泵、上筒加热器、上筒门锁、上筒驱动板、上筒温度传感器、上筒水位传感器、上筒筒灯和上UV杀菌灯。

进一步地，所述上筒电气控制单元包括上筒可控硅电路、上筒继电器电路、上筒驱动板UART通讯电路、上筒ADC采样电路、上筒十六进制逆变器电路和上筒LED驱动电路，所述上筒可控硅电路对上筒主洗阀、上筒排水阀和上筒自动投放泵进行控制；上筒继电器电路对上筒加热器、上筒门锁和上筒驱动板进行控制；上筒驱动板UART通讯电路对上筒驱动板进行控制；上筒ADC采样电路对上筒温度传感器进行控制；上筒十六进制逆变器电路对上筒水位传感器进行控制；上筒LED驱动电路对上筒筒灯和上UV杀菌灯进行控制。

进一步地，所述下筒电气单元包括下筒主洗阀、冷凝进水阀、下筒自动投放泵、下筒加热器、下筒门锁、烘干加热器、下筒驱动板、下筒温度传感器、烘道温度传感器、下筒水位传感器、下筒筒灯和下UV杀菌灯。

进一步地，所述下筒电气控制单元包括下筒可控硅电路、下筒继电器电路、下筒驱动板UART通讯电路、下筒ADC采样电路、下筒十六进制逆变器电路和下筒LED驱动电路，所述下筒可控硅电路对下筒主洗阀、冷凝进水阀、下筒自动投放泵进行控制，下筒继电器电路对下筒加热器、下筒门锁、烘干加热器和下筒驱动板进行控制，下筒驱动板UART通讯电路对下筒驱动板进行控制，下筒ADC采样电路对下筒温度传感器和烘道温度传感器进行控制，下筒十六进制逆变器电路对下筒水位传感器进行控制，下筒LED驱动电路对下筒筒灯和下UV杀菌灯进行控制。

进一步地，所述双筒电气公用单元包括蒸汽加热器、蒸汽进水阀、水流量计、洗护用品液位检测磁敏开关、蒸汽液位检测磁敏开关、蒸汽温度传感器、麦克风噪声采集装置和人机交互显示板。

进一步地，所述双筒电气公用控制单元包括蒸汽洗继电器电路、脉冲外部输入计数电路、高低电平感知电路、蒸汽温度及噪声ADC采样电路和显示板UART通讯电路，所述蒸汽洗继电器电路对蒸汽加热器和蒸汽进水阀进行控制；脉冲外部输入计数电路对水流量计进行控制；高低电平感知电路对洗护用品液位检测磁敏开关和蒸汽液位检测磁敏开关进行控制；蒸汽温度及噪声ADC采样电路对蒸汽温度传感器和麦克风噪声采集装置进行控制；显示板UART通讯电路对人机交互显示板进行控制。

进一步地，所述主MCU上连接有开关电源和LDO模块。

本发明具有如下有益效果：

本发明将双筒主控单元集成到一块电路板上，其中涉及到布板的合理性，资源整合的局限性，还有双筒逻辑关系的处理。双筒控制既要协同并行，又能互不干扰，各自达到稳定、高效的控制效果。通过开发本双筒滚筒洗衣机的“一芯二用”的智能化控制系统，将洗衣机上下筒的控制进行了整合，实现双筒洗衣机的协同控制。

附图说明：

图1为本发明结构图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

如图1所示，本发明公开一种双筒滚筒洗衣机的智能化控制系统，包括主控板、上筒电气单元、下筒电气单元以及双筒电气公用单元，主控板上集成有主MCU101与主MCU相连的上筒电气控制单元、下筒电气控制单元以及双筒电气公用控制单元，上筒电气控制单元用于控制上筒电气单元，下筒电气控制单元用于控制下筒电气单元，双筒电气公用控制单元用于控制双筒电气公用单元。

本发明中的上筒电气单元包括上筒主洗阀1、上筒排水阀2、上筒自动投放泵3、上筒加热器4、上筒门锁5、上筒驱动板6、上筒温度传感器7、上筒水位传感器8、上筒筒灯和上UV杀菌灯9。

上筒电气控制单元包括上筒可控硅电路104、上筒继电器电路105、上筒驱动板UART通讯电路106、上筒ADC采样电路107、上筒十六进制逆变器电路108和上筒LED驱动电路109，所述上筒可控硅电路104对上筒主洗阀1、上筒排水阀2和上筒自动投放泵3进行控制；上筒继电器电路105对上筒加热器4、上筒门锁5和上筒驱动板6进行控制；上筒驱动板UART通讯电路106对上筒驱动板6进行控制；上筒ADC采样电路107对上筒温度传感器7进行控制；上筒十六进制逆变器电路108对上筒水位传感器8进行控制；上筒LED驱动电路109对上筒筒灯和上UV杀菌灯9进行控制。

本发明中的下筒电气单元包括下筒主洗阀18、冷凝进水阀19、下筒自动投放泵20、下筒加热器21、下筒门锁22、烘干加热器23、下筒驱动板24、下筒温度传感器25、烘道温度传感器26、下筒水位传感器27、下筒筒灯和下UV杀菌灯28。

下筒电气控制单元包括下筒可控硅电路115、下筒继电器电路116、下筒驱动板UART通讯电路117、下筒ADC采样电路118、下筒十六进制逆变器电路119和下筒LED驱动电路120，所述下筒可控硅电路115对下筒主洗阀18、冷凝进水阀19、下筒自动投放泵20进行控制，下筒继电器电路116对下筒加热器21、下筒门锁22、烘干加热器23和下筒驱动板24进行控制，下筒驱动板UART通讯电路117对下筒驱动板24进行控制，下筒ADC采样电路118对下筒温度传感器25和烘道温度传感器26进行控制，下筒十六进制逆变器电路119对下筒水位传感器27进行控制，下筒LED驱动电路120对下筒筒灯和下UV杀菌灯28进行控制。

本发明中的双筒电气公用单元包括蒸汽加热器10、蒸汽进水阀11、水流量计12、洗护用品液位检测磁敏开关13、蒸汽液位检测磁敏开关14、蒸汽温度传感器15、麦克风噪声采集装置16和人机交互显示板17。

双筒电气公用控制单元包括蒸汽洗继电器电路110、脉冲外部输入计数电路111、高低电平感知电路112、蒸汽温度及噪声ADC采样电路113和显示板UART通讯电路114，所述蒸汽洗继电器电路110对蒸汽加热器10和蒸汽进水阀11进行控制；脉冲外部输入计数电路111对水流量计12进行控制；高低电平感知电路112对洗护用品液位检测磁敏开关13和蒸汽液位检测磁敏开关14进行控制；蒸汽温度及噪声ADC采样电路113对蒸汽温度传感器15和麦克风噪声采集装置16进行控制；显示板UART通讯电路114对人机交互显示板17进行控制。

本发明涉及的所有元器件均为现有的元器件，本发明是将双筒主控单元集成到一块电路板上，其中涉及到布板的合理性，资源整合的局限性，还有双筒逻辑关系的处理。双筒控制既要协同并行，又能互不干扰，各自达到稳定、高效的控制效果。通过开发本双筒滚筒洗衣机的“一芯二用”的智能化控制系统，将洗衣机上下筒的控制进行了整合，实现双筒洗衣机的协同控制。

系统上电后，主MCU101通过UART通讯接收人机交互显示板17的指令，判断具体操作事件，控制相应的功能。上筒可控硅电路104接收来自主MCU101的指令信号，控制上筒主洗阀1、上筒排水阀2和上筒自动投放泵3的开与关。上筒继电器电路105接收来自主MCU101的指令信号，控制上筒加热器4、上筒门锁5和上筒驱动板6的开与关。上筒驱动板UART通讯电路106接收来自主MCU101的指令信号，与上筒驱动板6通讯，控制上筒电机运转。上筒ADC采样电路107采集上筒温度传感器7的电压值，回传给主MCU101，从而计算出上筒水温。上筒十六进制逆变器电路108计算上筒水位传感器8的频率值，回传给主MCU101，从而计算出上筒水位。上筒LED驱动电路109接收来自主MCU101的指令信号，控制上筒筒灯和上UV杀菌灯9的亮灭。

蒸汽洗继电器电路110接收来自主MCU101的指令信号，控制蒸汽加热器10和蒸汽进水阀11的开与关。脉冲外部输入计数电路111采集水流量计12的水流计数，回传给主MCU101，从而计算出用水量。高低电平感知电路112通过感知洗护用品液位检测磁敏开关13和蒸汽液位检测磁敏开关14的闭合情况，将高低电平回传给主MCU101，从而判断液位情况。蒸汽温度和噪声ADC采样电路113通过采集蒸汽温度传感器15和麦克风噪声采集装置16的电压值，回传给主MCU101，从而计算出蒸汽温度和噪声分贝。显示板UART通讯电路114接收来自主MCU101的指令信号，与人机交互显示板17通讯，控制上下筒的运行。

下筒可控硅电路115接收来自主MCU101的指令信号，控制下筒主洗阀18、冷凝进水阀19和下筒自动投放泵20的开与关。下筒继电器电路116接收来自主MCU101的指令信号，控制下筒加热器21、下筒门锁22、烘干加热器23和下筒驱动板24的开与关。下筒驱动板UART通讯电路117接收来自主MCU101的指令信号，与下筒驱动板24通讯，控制下筒电机、风机、排水泵运转。下筒ADC采样电路118采集下筒温度传感器25和烘道温度传感器26的电压值，回传给主MCU101，从而计算出下筒水温以及烘道进风口和出风口的温度。下筒十六进制逆变器电路119计算下筒水位传感器27的频率值，回传给主MCU101，从而计算出下筒水位。下筒LED驱动电路120接收来自主MCU101的指令信号，控制下筒筒灯和下UV杀菌灯28的亮灭。

本发明采用的技术方案分五部分：

(1)开关电源关联：采用PWM型DC/DC转换芯片的隔离开关电源方案，给主控板的弱电区供电，确保主芯片供电的稳定性。

(2)上筒的电器件控制及检测关联：采用可控硅控制主洗进水阀、自动投放抽液泵、排水阀。采用继电器控制门锁、驱动板电源、水加热器。采用三极管放大电路控制筒灯和UV杀菌灯亮灭。采用隔离UART通讯方式与驱动板通讯，实现电机转动。采用方波检测电路进行门开关检测，确保门锁正常上锁。采用ADC采样方式精准计算水温。采用十六进制逆变器进行水位频率检测，精准计算水位值。

(3)下筒的电器件控制及检测关联：采用可控硅控制主洗进水阀、冷凝进水阀、自动投放抽液泵。采用继电器控制门锁、驱动板电源、水加热器、烘干加热器。采用三极管放大电路控制筒灯和UV杀菌灯亮灭。采用隔离UART通讯方式与驱动板通讯，实现电机、风机、排水泵转动。采用方波检测电路进行门开关检测，确保门锁正常上锁。采用ADC采样方式精准计算水温和烘道温度。采用十六进制逆变器进行水位频率检测，精准计算水位值。

(4)麦克风噪声检测、水流量检测、洗护用品液位检测关联：采用ADC采样方式精准计算上下筒噪声分贝。采用脉冲外部输入计数方式计算进水流量。采用高低电平感知的方式来判断洗涤剂、柔顺剂、特殊洗护剂是否残余，从而提醒用户添加相应的洗护用品。

(5)人机交互控制关联：采用UART通讯方式与显示板通讯，实现显示板的功能显示、进程显示和触控。

(6)蒸汽发生器控制关联：采用继电器控制蒸汽进水阀、蒸汽加热器。采用高低电平感知的方式来判断蒸汽发生器水位是否达到限制。采用ADC采样方式精准计算蒸汽温度。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。