基于單片機(jī)的模擬全自動(dòng)洗衣機(jī)的設(shè)計(jì)
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本設(shè)計(jì)基于模糊控制的模擬洗衣機(jī)系統(tǒng)，使洗衣系統(tǒng)朝著自動(dòng)化、智能化，尤其是節(jié)能的方向發(fā)展。它可以根據(jù)被洗物的質(zhì)地和臟污程度，自動(dòng)對(duì)水量、水溫、洗滌劑、機(jī)械力等做出控制，使衣物在洗凈的前提下，洗滌過程更加節(jié)能。
1 凌陽單片機(jī)SPMC75F2413A
SPMC75F2413A 是由凌陽科技公司設(shè)計(jì)開發(fā)的工業(yè)級(jí)的16 bit微控制器芯片，其核心采用凌陽公司自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的μ′nSTM（發(fā)音為micro-n-SP）微處理器，集成了多功能I/O 口、同步和異步串行口、ADC、定時(shí)計(jì)數(shù)器等功能模塊，以及多功能捕獲比較模塊、BLDC電機(jī)驅(qū)動(dòng)專用位置偵測(cè)接口、兩相增量編碼器接口、能產(chǎn)生各種電機(jī)驅(qū)動(dòng)波形的PWM 發(fā)生器等特殊硬件模塊[2]。利用這些硬件模塊支持SPMC75F2413A完成諸如家電用變頻驅(qū)動(dòng)器、標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)變頻驅(qū)動(dòng)器、變頻電源、多環(huán)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等復(fù)雜應(yīng)用。
2 全自動(dòng)洗衣機(jī)的模糊控制模型
模糊控制是一種以模糊集合論、模糊語言變量以及模糊邏輯推理為數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的新型計(jì)算機(jī)控制方法。顯然，模糊控制的基礎(chǔ)是模糊數(shù)學(xué)，模糊控制的實(shí)現(xiàn)手段是計(jì)算機(jī)。
全自動(dòng)洗衣機(jī)的基本工作過程包括進(jìn)水、洗滌、漂洗、排水、甩干等。模糊控制技術(shù)用于全自動(dòng)洗衣機(jī)后，可以根據(jù)對(duì)被洗衣物的檢測(cè)，自動(dòng)地獲得最佳的洗滌方式，進(jìn)而達(dá)到智能和節(jié)能的效果。本設(shè)計(jì)是以被洗衣物的重量和臟凈程度作待測(cè)對(duì)象，設(shè)計(jì)出一系列適合不同衣物的清洗方式。全自動(dòng)洗衣機(jī)的模糊控制模型如圖1所示。
3 硬件設(shè)計(jì)
首先，將設(shè)計(jì)的洗衣機(jī)硬件部分進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，主要分以下模塊：
⑴檢測(cè)模塊：檢測(cè)部分主要由各傳感器和A/D轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)，其分為：布量檢測(cè)、衣物污度檢測(cè)等。對(duì)各部分檢測(cè)結(jié)果通過A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)入單片機(jī)CPU中進(jìn)行處理分析；
⑵控制模塊：控制部分是整個(gè)智能洗衣機(jī)的關(guān)鍵部分，由單片機(jī)承擔(dān)處理工作。傳感器將檢測(cè)的數(shù)據(jù)信息傳入到控制器中，在控制器中經(jīng)過分析處理，CPU將得到數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，得出控制結(jié)果，如：加水量、洗滌時(shí)間、電機(jī)轉(zhuǎn)速等，并將處理的結(jié)果輸出至執(zhí)行器動(dòng)作；
⑶洗滌模塊：洗滌部分主要由電動(dòng)機(jī)以及各種開關(guān)構(gòu)成，通過CPU控制的電機(jī)正反轉(zhuǎn)、速度以及開關(guān)的閉合完成各種洗滌動(dòng)作。其硬件電路如圖2所示；
以5種清洗方式為例，模糊控制規(guī)則表如表2所示。其中16種衣物檢測(cè)狀態(tài)由state1~state16表示；洗滌強(qiáng)度{弱，中，強(qiáng)}分別由變量{w，c，s}表示；時(shí)間的{短，中，長(zhǎng)}分別由變量{s，m，l}表示。
⑷語音模塊：語音部分由揚(yáng)聲器完成，通過CPU的控制，報(bào)告洗滌的進(jìn)程；
⑸顯示模塊：顯示部分由一組LED數(shù)碼顯示以及9組發(fā)光二極管組成，用來顯示洗滌的時(shí)間以及洗滌的工序。其硬件電路如圖3所示。
評(píng)論