TS浊度传感器在洗衣机中的应用

　　1 引言

　　如今，全自动洗衣机已走进千家万户，其功能也越来越多，花样不断翻新。判断洗衣机性能的参数已经不再是最基本的洗净比、能耗以及耗水量等指标。通常是用户根据经验设置洗衣机的洗涤时间和漂洗次数，要让洗衣机自动处理，通常会优先满足洗净比的要求，而对能耗和耗水量的考虑则较少，造成水电的浪费。

　　采用浊度传感器测量衣物的污浊程度，是一个比较可行的方法，通过判断污浊程度，确定最佳的洗涤时间和漂洗次数，可以用较少的能耗和耗水量获得满足要求的洗净比。

　　2 TS浊度传感器

　　TS浊度传感器是GE公司开发的一种专门用于家电产品的低成本传感器，主要用于洗衣机、洗碗机等产品的水污浊程度的测量。通过测量水的污浊程度来判断所洗物品洁净程度，从而确定最佳的冼涤时间。

　　该传感器的工作原理是：当光线穿过一定量的水时，光线的透过量取决于该水的污浊程度，水越污浊，透过的光就越少。光接收端把透过的光强度转换为对应的电流大小，透过的光多，电流大，反之透过的光少，电流小。通过测量接收端电流的大小，就可以计算出水的污浊程度。

　　浊度电流信号经过电阻R1转换为0 V～5 V电压信号，利用A/D转换器进行采样处理，单片机就可以获知当前水的污浊度。

　　实际使用时需要通过实验获得衣物污浊程度的经验数据。

　　3 系统硬件

　　按键、显示、负载驱动、输人水位门开关信号等均为常规电路，与单片机的相应端口连接即可。负载通常用可控硅驱动。通讯接口采用单片机具有的UART接口，可以连接其他外部设备，是备用接口。

　　洗衣机的基本功能大体相同，洗涤衣物是否干净完全靠用户的经验和感觉，用户可以通过设定洗涤时间和漂洗的次数来满足洗涤要求，本文不做详细介绍。

　　这里介绍带有浊度传感器的洗衣机，通过浊度传感器检测当前衣物的脏污程度来确定衣物的洗涤时间和漂洗次数，以达到既洗净衣物，又节省水电的目的。

　　浊度传感器连接单片机的A/D输入接口，信号直接连接即可，也可在中间串联一只1 kΩ的电阻，并联一只0.1μF的电容进行滤波。

　　4 软件设计

　　为了检测衣物的污浊程度，采用如下特殊处理过程：

　　首先让洗衣机洗涤60 s，然后停止洗涤，等待15 s，让水平静，水中气泡挥发以减少气泡的影响，然后进行污浊度检测。根据表1数据确定洗涤时间。表中数据实际分成了3部分，每部分采用不同的洗涤电机转停比，以获得更好的洗净效果，表中1项和2项采用较低的转停比，6～8项采用较高的转停比，中间项则采用标准的转停比。

　　洗衣机完成洗涤过程，排水脱水后，再进水漂洗。

　　漂洗结束后，等待15 s，检测漂洗水的污浊程度，并结合洗涤水的污浊程度进行判定，判定方法如下：

　　如果洗涤水污浊程度低，漂洗水基本无污浊（满足1项），则可以认为无需继续漂洗。洗衣机脱水后完成整个洗衣过程。否则继续漂洗。

　　通常最多漂洗3次，如果3次仍然认为有污浊。也不再漂洗，直接结束，由用户处理。

　　对浊度传感器输出信号的采样和处理，采用了下面的方法：

　　连续采样20 ms（采样10个数据），累加取平均，得到数据作为一个结果，连续获得64个这样的数据，累加后取平均值作为最终结果。

　　数据采样处理过程可以在2 ms中断中进行，这样可以在20 ms均匀间隔采样。实际采样时，可以只在需要进行采样处理时进行。

　　另外，上述结果是在衣物不掉色的情况下获得的，对于掉颜色的衣物，需要分开洗涤，并且不选择污浊度判断功能。

　　5 结束语

　　GE公司的TS浊度传感器具有良好的一致性，本文介绍的衣物污浊程度判断方法已经很好地应用在洗衣机上，实验证明该方法可行性较高，用较少的时间就能达到满足要求的洗净比。TS浊度传感器成本低、性能可靠，在洗衣机上的应用具有良好的前景。