Разработка электронного блока управления стиральной машины «Иволга»
Стиральная машина «Иволга» СМП-3Э.1 производства ПО «Баррикады»
Рис.1. Внешний вид стиральной машины
За все время эксплуатации (порядка 30 лет) стиральная машина показала себя с хорошей стороны. Слабым местом являются насос, датчик уровня воды и электронный блок управления. В родном блоке управления вышла из строя микросхема логики. Заменил микросхему, но вскоре вылетела К556РТ1. Пришлось менять всю плату электроники на новую. В этой плате тоже после нескольких лет вылетела РТшка. Мысль разработки своей платы витала долго в голове, но как-то находились более приоритетные задачи. Хотелось что-то простое, с минимальной номенклатурой и свое. И тем не менее, этот день настал.
Подробности ниже.
Конечно, можно было купить другую современную стиральную машину и не усложнять себе жизнь, но мне было интересно сделать свой модуль. Ну а раз делать свой блок управления, то непременно надо привнести что-то более интересное, чем копия оригинального блока по функциям.
Рис.2. Оригинальная плата электронного блока управления
Из оригинальных функций стиральной машины были оставлены только режимы: «стирка», «полоскание», «отжим». Настройка типа ткани, уровня воды и режимов стирки были исключены, так как ими практически никогда не пользуешься. Настройки заданы по умолчанию для среднего уровня воды, обычной ткани и обычной стирки.
Как я уже писал ранее, проблемы возникали с датчиком уровня воды. Конструктивно он выполнен в виде пенопластовых тороидальных поплавков с магнитами, скользящих по вертикальному стержню, в котором располагаются герконы. Загрязнение элементов датчика нарушало его правильную работу, и оригинальная электроника не включала циклы стирки или полоскания. Также не было возможности оценить правильную работу датчика уровня воды.
В описываемом блоке управления датчик уровня используется в основном для наглядности. Если произошло «залипание» поплавков внутри датчика, то уровень будет моргать на дисплее. Включить стирку теперь можно с любым количеством воды, повторно нажав на кнопку «Пуск». Причем не важно исправен датчик уровня или нет. Геркон аварийного уровня воды обычно исправен, т.к. находится всегда в сухом виде и на нем нет различных отложений. При достижении аварийного уровня воды автоматически включается насос, откачивающий воду до уровня ниже аварийного.
Все циклограммы работы стиральной машины были в точности повторены.
В конструкцию был добавлен OLED-дисплей, на котором отображаются основные параметры. Также были добавлены термодатчики на двигатель активатора/центрифуги, на насос и на радиатор симисторов. Тем самым можно контролировать текущую температуру этих элементов и, в случае перегрева, отключить силовую часть.
На панели управления имелось окошко с логотипом «Иволга». Было решено вмонтировать в это окошко дисплей. Стекло с линзой было использовано от корпуса медицинского термометра очень удачно подходящего по размерам.
Рис.3. Окошко для OLED-дисплея
Рис.4. Установка датчиков температуры
Рис.5. Внешний вид модифицированной панели управления
Также добавлен Wi-Fi модуль ESP-12e При включении электроники происходит подключение к домашней точке доступа и запрос текущего времени с NTP-сервера. Запускается web-сервер. Управлять режимами работы стиральной машины и видеть текущее состояние и режимы также можно через Интернет с web-странички машинки.
Рис.6. Принципиальная схема блока управления
Мозгом является PIC-контроллер. Силовая часть гальванически развязана посредством оптронов. Применен импульсный источник питания. На Wi-Fi модуле ESP-12E запущен web-сервер, который динамически формирует страничку в соответствии с режимом работы стиральной машины. Для сокращения количества портов использую аналоговые входы.
Рис.7. Плата блока управления (Вид со стороны установки элементов)
Рис.8. Плата блока управления (Вид со стороны монтажа)
Рис.9. Крепление платы блока управления
При включении питания на дисплее отображается логотип «Иволга», подключение к точке доступа и запрос текущего времени с NTP-сервера. При нажатии на кнопку выбора режима работы включается соответствующий светодиод на панели (как и на оригинальной электронике) и на дисплее отображается название режима. Также на дисплей выводятся оставшееся время стирки/полоскания/отжима, температура двигателя, насоса, электроники. В случае нештатной ситуации на экран выводится сообщение о перегреве или о превышении допустимой вибрации центрифуги.
Со смартфона или компьютера через web-интерфейс также можно включить нужный режим стиральной машины или осуществлять прямое управление двигателем и насосом для поиска неисправностей.
Источник
Универсальный электронный модуль для стиральных машин
Данная статья является частью книги Электронные модули стиральных машин и любезно предоставлена для ознакомления читателям «РадиоЛоцмана» издательством «Ремонт и Сервис».
Как известно, большинство производителей стиральных машин не поставляют полную сервисную информацию на свою продукцию (это касается, например, принципиальных схем модулей, описания работы входящих в их состав компонентов, принципов взаимодействия основных узлов стиральных машин и др.). Поэтому часто специалисты сервисных центров при проведении ремонтных работ выполняют только поблочную замену вышедших из строя компонентов стиральных машин (СМ). В большинстве случаев это оправдано — вышедшие из строя , например, клапаны залива воды, помпа, прессостат, приводной мотор и др. — восстановлению действительно не подлежат. Отдельно в этом списке стоят электронные модули — их ремонт на компонентном уровне экономически целесообразен (за исключением сложных случаев или когда модуль имеет значительные повреждения).
Что же касается еще находящихся в эксплуатации старых моделей СМ, ситуация усугубляется еще тем, что по ним комплектующие могут уже не поставляться. Чтобы «продлить жизнь» подобным аппаратам, подбираются аналоги некоторых узлов и элементов. Главная проблема — электронные модули. Для старых типов СМ найти модули на замену достаточно проблематично. В качестве альтернативы решения подобной проблемы можно использовать аналоги подобных модулей.
В этой главе мы хотим познакомить читателей с новой разработкой — универсальным электронным модулем для стиральных машин. Он может быть использован вместо штатных модулей в СМ с асинхронными, коллекторными и комбинированными асинхронно-коллекторными приводными моторами. Основные его достоинства — универсальность, низкая стоимость, простота, высокая ремонтопригодность.
Рассматриваемый универсальный электронный модуль предназначен для установки вместо штатных модулей СМ. Модуль выполнен на основе микроконтроллера и не требует подключения командоаппарата. Отметим, что если в СМ уже имеется штатный командоаппарат, после установки модуля он будет выполнять только декоративную функцию.
Рассматриваемая версия модуля легко адаптируется с большинством типов внешних элементов СМ (с контактными датчиками уровня воды, различными типами датчиков температуры, ТЭН, приводными моторами, клапанами залива воды, устройством блокировки люка и др.). Управление модулем производится по инфракрасному каналу от телевизионного пульта дистанционного управления (ПДУ). Несмотря на простоту модуля и классическую схемотехническую реализацию функциональных узлов и цепей, многие схемотехнические решения схожи с аналогичными узлами ведущих компаний-производителей бытовой техники. При разработке модуля были учтены «слабые места» аналогичных узлов промышленного изготовления. В частности, для снижения вероятности выхода из строя микроконтроллера (в цепях управления силовыми нагрузками), в нем применены интегральные буферные ключи типа ULN2003, также в цепи формирователя сигналов с тахогенератора используется оптрон. Применение оптрона, кроме обеспечения гальванической развязки повышает помехозащищенность микроконтроллера от наводок работающего коллекторного приводного мотора, что особенно важно при повышенном износе щеток.
В настоящее время готовятся варианты модуля, управление которых может выполняться от селектора программ и функциональных кнопок (в том числе, штатно установленных в СМ). Также ведется разработка модуля с мощными коммутаторами на IGBT-транзисторах для управления асинхронным приводным мотором.
Внешний вид универсального электронного модуля показан на рис. 8.1.1.
Рис. 8.1.1. Внешний вид универсального электронного модуля
Основные функции модуля и его управление
Универсальный модуль обеспечивает аппаратно-программное управление следующими элементами в составе СМ:
- асинхронными или коллекторными приводными моторами;
- помпой;
- клапанами залива воды;
- устройством блокировки люка;
- ТЭНом.
Он также обеспечивает прием и обработку сигналов от элементов:
- контрольной контактной группы замка дверцы люка;
- датчика уровня воды;
- датчика температуры;
- датчика вибрации (если есть необходимость в его установке).
Порядок управления модулем
Внешнее управление электронным модулем (и СМ в целом) производится по инфракрасному каналу с помощью телевизионного пульта дистанционного управления PANASONIC (типа EUR7717010 или ему подобным).
В составе пользовательского интерфейса модуля имеется три меню:
- основных программ;
- дополнительных опций;
- служебное меню.
Меню основных программ служит для выбора стандартных программ стирки — 7 основных программ и 3 дополнительных режима (полоскание+отжим, отжим и слив воды).
Меню дополнительных опций включает в себя следующие опции: предварительная стирка, интенсивная стирка, суперполоскание, без отжима. Вход это меню выполняется нажатием кнопки «MENU» на ПДУ.
Из служебного меню можно управлять отдельными узлами СМА с целью контроля их работоспособности и при поиске неисправностей. Это меню предназначено для специалистов. Вход в служебное меню выполняют нажатием кнопки «PIC MENU».
Из меню основных программ кнопками ПДУ «1-7» выбирается одна из семи стандартных программ стирки, алгоритм работы которых записан в памяти микроконтроллера, кнопкой «8» — полоскание +отжим, кнопкой «9» — режим отжима, а кнопкой «0» — слив воды.
Например, чтобы запустить программу стирки «хлопок, температура воды 60ºС», нужно нажать кнопку «2», а затем — «ОК». Чтобы запустить эту же программу, но с дополнительной опцией «суперполоскание» — нажимают кнопку «2», затем «MENU», «3» (выбор опции «суперполоскание») и «ОК».
Основные меню и их функции представлены в табл. 8.1.1.
Таблица 8.1.1. Основные меню и порядок активации их функций
Источник
Контроллер стиральной машины на ATmega8
Давно собирался сделать контроллер стиралки, а все некогда… и вот, наконец, стиралка с гордым именем Zanussi начала плавно дохнуть… значит, пора.
Перелопатил инет и решил, что все одно, придется делать самому и схему и программу. Выбор процессора долго не заставил себя ждать (в коробочке лежало несколько Атмег8), система программирования AlgorithmBuilder (графическая среда), индикаторы остались от АОНов Мэлт (графический индикатор 62*16). Время выделено и… некоторое время спустя машинка замурлыкала уже с новыми мозгами. Индикатор позволил выводить не только цифры и буквы, но так же и символы. Скришноты прилагаю. Плата типоразмером и разъемами совпадает с родной EVM 2000EVO, но три проводка пришлось проводить отдельно (УБЛ, прессостат).
Идеология: считываем по оптопаре фазовые импульсы и управляем шириной импульса запуска симистора, обороты стабилизируются по напряжению таходатчика. Контроллер полностью гальванически развязан.
Входные сигналы: три с прессостата (нижний уровень, средний уровень, максимальный (перелив); сигнал с Убл (устройство блокировки двери); датчик температуры, датчик скорости мотора.
Выходные сигналы: двигатель (два реле управления направлением, одно реле мощности, симистор на управление общей мощностью); два входных клапана воды; моторчик/помпа слива; УБЛ, ТЭн ).
Входные сигналы развязаны через PC817 или подобные (817 даже лучше); фазу считываем с двух 4n35. Таходатчик и термодатчик , к процессору на АЦП.
Выходные сигналы: управление двигателем через симисторную оптопару, ключ ВТА24 (можно и послабее);
Клапана воды и УБЛ подключены к симисторным оптопарам, помпе понадобился еще отдельный симистор (помощнее)
Ключевые транзисторы на реле (полевики) из матплат. Можно ставить все, что держит реле, хоть кт815.
Реле пятивольтовые. Цепи питания реле и процессора должны быть развязаны. Можно использовать реле и на 12 и более вольт, зависит от ключевых транзисторов и Вашего желания. ))
Блок питания: любой внешний 5в (если использовать реле на 12 и более вольт, то БП с двумя напряжениями).
По питанию надо ставить 4-5 тыс мкф емкость, плюс 5в процессора и реле разделять, землю тоже, соединение в одной точке (желательно). Помехи нам не нужны))
Для стиралки на EWM2000 разъемы подходят родные (в стиралке, см плату печатную), но три проводка придется дотянуть: два от прессостата и один к УБЛ (схема переделки для Zanussi900 приложена).
Заливаем HEX в процессор.
Налаживание: вначале крутим подстроечник у индикатора (при неправильном делителе, изображения может не быть. Даташит можно скачать на сайте МЭЛТ. ) Затем смотрим сигнал с фазовой оптопары, должен быть прямоугольник. Моторчик можно подключать, выбирать режим Тест (одновременное нажатие Режим и Резерв), и по нажатию кнопки Go (правая) включится тест двигателя. Скорость регулируется подстроечником в цепи детектора сигнала таходатчика. Максимальное напряжение не должно быть более 2в (входное АЦП видит не более 2.5в). Затем обычно лампой накаливания 220в 20-50вт проверяем выходы на реле воды, помпу и УБЛ. Тарируем температуру (+-2-4 градуса).
Скорость мотора от 13-15 до 150 (на макс скорости). Сильно большую скорость лучше не делать, а то вместо стирки сразу будет Отжим )).
Помпа включается при нажатии на кнопку Go. Появится надпись «СЛИВ».
Подключаем к воде, включаем клапана (кнопка Уровень Воды), проверяем туда льет или не, и смотрим за датчиком уровня (прессостата): вначале стаканчик на индикаторе (уровень) будет наполнен на 1/2, затем полностью. Уровень воды МАКСИМУМ (перелив) не отображается, включается помпа и появится надпись «ТОНЕМ».
Программа стирки включается двойным нажатием на правую кнопку (появится надпись «дальше?»).
Включится УБЛ, а при отсутствии сигнала срабатывания УБЛ появится надпись ЛЮК. Далее включится режим быстрой стирки. Если температура стоит 20, нагрева не будет, если 40, появится надпись «НАГРЕВ» и включится ТЭН.
Источник
