1 引言

　　如今，全自動洗衣機已走進千家萬戶，其功能也越來越多，花樣不斷翻新。判斷洗衣機性能的參數(shù)已經(jīng)不再是最基本的洗凈比、能耗以及耗水量等指標(biāo)。通常是用戶根據(jù)經(jīng)驗設(shè)置洗衣機的洗滌時間和漂洗次數(shù)，要讓洗衣機自動處理，通常會優(yōu)先滿足洗凈比的要求，而對能耗和耗水量的考慮則較少，造成水電的浪費。

　　采用濁度傳感器測量衣物的污濁程度，是一個比較可行的方法，通過判斷污濁程度，確定最佳的洗滌時間和漂洗次數(shù)，可以用較少的能耗和耗水量獲得滿足要求的洗凈比。

　　2 TS濁度傳感器

　　TS濁度傳感器是GE公司開發(fā)的一種專門用于家電產(chǎn)品的低成本傳感器，主要用于洗衣機、洗碗機等產(chǎn)品的水污濁程度的測量。通過測量水的污濁程度來判斷所洗物品潔凈程度，從而確定最佳的冼滌時間。

　　該傳感器的工作原理是：當(dāng)光線穿過一定量的水時，光線的透過量取決于該水的污濁程度，水越污濁，透過的光就越少。光接收端把透過的光強度轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的電流大小，透過的光多，電流大，反之透過的光少，電流小。通過測量接收端電流的大小，就可以計算出水的污濁程度。

　　濁度電流信號經(jīng)過電阻R1轉(zhuǎn)換為0 V～5 V電壓信號，利用A/D轉(zhuǎn)換器進行采樣處理，單片機就可以獲知當(dāng)前水的污濁度。

　　實際使用時需要通過實驗獲得衣物污濁程度的經(jīng)驗數(shù)據(jù)。

　　3 系統(tǒng)硬件

　　按鍵、顯示、負(fù)載驅(qū)動、輸人水位門開關(guān)信號等均為常規(guī)電路，與單片機的相應(yīng)端口連接即可。負(fù)載通常用可控硅驅(qū)動。通訊接口采用單片機具有的UART接口，可以連接其他外部設(shè)備，是備用接口。

　　洗衣機的基本功能大體相同，洗滌衣物是否干凈完全靠用戶的經(jīng)驗和感覺，用戶可以通過設(shè)定洗滌時間和漂洗的次數(shù)來滿足洗滌要求，本文不做詳細介紹。

　　這里介紹帶有濁度傳感器的洗衣機，通過濁度傳感器檢測當(dāng)前衣物的臟污程度來確定衣物的洗滌時間和漂洗次數(shù)，以達到既洗凈衣物，又節(jié)省水電的目的。

　　濁度傳感器連接單片機的A/D輸入接口，信號直接連接即可，也可在中間串聯(lián)一只1 kΩ的電阻，并聯(lián)一只0.1μF的電容進行濾波。

　　4 軟件設(shè)計

　　為了檢測衣物的污濁程度，采用如下特殊處理過程：

　　首先讓洗衣機洗滌60 s，然后停止洗滌，等待15 s，讓水平靜，水中氣泡揮發(fā)以減少氣泡的影響，然后進行污濁度檢測。根據(jù)表1數(shù)據(jù)確定洗滌時間。表中數(shù)據(jù)實際分成了3部分，每部分采用不同的洗滌電機轉(zhuǎn)停比，以獲得更好的洗凈效果，表中1項和2項采用較低的轉(zhuǎn)停比，6～8項采用較高的轉(zhuǎn)停比，中間項則采用標(biāo)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)停比。

　　洗衣機完成洗滌過程，排水脫水后，再進水漂洗。

　　漂洗結(jié)束后，等待15 s，檢測漂洗水的污濁程度，并結(jié)合洗滌水的污濁程度進行判定，判定方法如下：

　　如果洗滌水污濁程度低，漂洗水基本無污濁（滿足1項），則可以認(rèn)為無需繼續(xù)漂洗。洗衣機脫水后完成整個洗衣過程。否則繼續(xù)漂洗。

　　通常最多漂洗3次，如果3次仍然認(rèn)為有污濁。也不再漂洗，直接結(jié)束，由用戶處理。

　　對濁度傳感器輸出信號的采樣和處理，采用了下面的方法：

　　連續(xù)采樣20 ms（采樣10個數(shù)據(jù)），累加取平均，得到數(shù)據(jù)作為一個結(jié)果，連續(xù)獲得64個這樣的數(shù)據(jù)，累加后取平均值作為最終結(jié)果。

　　數(shù)據(jù)采樣處理過程可以在2 ms中斷中進行，這樣可以在20 ms均勻間隔采樣。實際采樣時，可以只在需要進行采樣處理時進行。

　　另外，上述結(jié)果是在衣物不掉色的情況下獲得的，對于掉顏色的衣物，需要分開洗滌，并且不選擇污濁度判斷功能。

　　5 結(jié)束語

　　GE公司的TS濁度傳感器具有良好的一致性，本文介紹的衣物污濁程度判斷方法已經(jīng)很好地應(yīng)用在洗衣機上，實驗證明該方法可行性較高，用較少的時間就能達到滿足要求的洗凈比。TS濁度傳感器成本低、性能可靠，在洗衣機上的應(yīng)用具有良好的前景。