Современные БЫТОВЫЕ ЭЛЕКТРОПРИБОРЫ И МАШИНЫ

Универсальная система управления бытовыми электроприборами

Эффективность применения машин и приборов с электронными системами управления может быть повышена путем создания базовой системы управления, сложность которой может наращиваться включе­нием дополнительных элементов, изменением программ, увеличением объема памяти. Анализ зарубежных приборов с электронным управле­нием подтверждает правильность выбранного направления — создание «электронных модулей», позволяющих путем выбора стандартных эле-

Ментов создавать оптимальные варианты систем управления. Примером может служить специализированный микропроцессор фирмы «ИТТ Семикондукторс» (Великобритания), предназначенный для стираль­ных, сушильных и посудомоечных машин. Удачное оформление процес­сора обеспечивает ему продажу даже в США. Аналогичный подход использован при создании отечественной унифицированной электрон­ной системы, применяемой в стиральных, посудомоечных, сушильных машинах и других бытовых электроприборах.

Блок-схема универсальной системы управления приведена на рис. 6.1. Основными элементами системы являются микроконтроллер типа К145ИК1807, запоминающее устройство типа К145РЕ1, интерфейс ввода — вывода, индикаторы и коммутаторы.

Микроконтроллер,— большая интегральная схема (БИС), выпол­няет все функции управления машиной в реальном масштабе времени и осуществляет контроль исполнение команд и прохождение техноло­гического процесса в целом. В качестве микроконтроллера выбрана большая интегральная схема типа К145ИК1807, предназначенная для управления манипуляторами, технологическим и контрольно-измери­тельным оборудованием, а также электробытовыми машинами и при­борами [19].

Устройство памяти — постоянное запоминающее устройство, пред­назначенное для хранения программ работы автоматической машины. Запись программ осуществляется в процессе изготовления БИС. В уни­версальной электронной системе управления применена ПЗУ К145РЕ1.

Интерфейс ввода состоит из сенсорных (чувствительных) полей, заменяющих клавиши, и электронной схемы для сопряжения с микро­

Контроллером. Легкое прикосновение к сенсорному полю равноценно нажатию на подвижный элемент клавиши. Отсутствие в сенсорной клавиатуре подвижных деталей увеличивает надежность и срок службы и позволяет сделать ее герметичной, приспособленной для работы в агрессивной среде. В некоторых моделях применена «квазисенсор - ная» клавиатура, в которой использованы микровыключатели, печатные поля или аналогичные конструкции, которые по техническим и потре­бительским свойствам близки к сенсорной клавиатуре.

Интерфейс вывода служит для вывода на пульт управления инфор­мации, необходимой для организации диалогового режима работы. В частности, для стиральной машины — номер выбранной программы, указания о загрузке необходимого количества моющих средств и тем­пературы, при которой будет происходить стирка, и ожидаемое время до окончания цикла, процессы обработки тканей (предварительная стирка, основная стирка, полоскание, отжим и др.).

В качестве индикатора могут быть применены газоразрядные люми­несцентные или полупроводниковые светоизлучающие элементы.

Устройство ввода и индикации состоит из двух конструктивных узлов: сенсорной универсальной клавиатуры КСУ-12 на 12 полей и двухзнакового цифрового катодно-люминесцентного индикатора; сен­сорной универсальной клавиатуры КСУ-4 на четыре поля и двухшкаль­ного линейного индикатора.

Клавиатура КСУ-12 имеет 10 полей (1 —10) для ввода цифровой информации и 2 поля («пуск» и «стоп») для пуска и остановки про­граммы. На двухзнаковом индикаторе отображается номер набираемой программы, а после нажатия поля «пуск» индицируется время, остав­шееся до конца работы программы. После нажатия сенсорного поля «стоп» останавливается программа и на двухзнаковом индикаторе высвечивается вновь номер программы. Для полного сброса программы необходимо нажать (повторно) на поле «стоп». На индикаторе при этом высветится «00».

Клавиатура КСУ-4 имеет четыре поля для задания температуры (раствора в стиральных или посудомоечных машинах, воздуха в сушиль­ных машинах и др.). На линейном двухшкальном индикаторе отра­жается заданная температура и уровень жидкости (например, в баке стиральной машины). При задании температуры и уровня жидкости на индикаторе мигают выбранные значения, а после достижения их инди­катор светится постоянно.

Клавиатуры КСУ-12 и КСУ-4 могут устанавливаться раздельно или вместе в зависимости от типа машины или прибора, уровня его ком­фортности, класса, стоимости и т. д.

Коммутационный блок. Исполнительные механизмы (например элек­тродвигатель, сливной насос, магнитный клапан, нагреватель) вклю­чаются с помощью бесконтактных оптоэлектронных полупроводниковых приборов — оптронов и тиристоров. По сравнению с электромехани­ческим переключением бесконтактное имеет ряд преимуществ, в том числе: отсутствие искрения, снижение уровня радиопомех, большие надежность и срок службы. Число каналов коммутации и их пара­метры (коммутирующий ток и напряжение) определяются составом и типом исполнительных механизмов в машине.

Чувствительные полупроводниковые элементы (датчики) контроли­руют температуру, уровень воды, вибрацию, влажность и ряд других параметров. Эти элементы характеризуются высокой точностью изме­рения. Так, электронный датчик температуры в стиральных машинах позволяет поддерживать температуру воды в баке с точностью ±5°. Высокая точность измерения параметров позволяет качественно улуч­шить технологические процессы, выполняемые автоматами.

Ввод данных в микроконтроллер и вывод на исполнительные меха­низмы. Данные в микроконтроллер вводятся по четырем шинам, а на исполнительные механизмы выводятся по восьми шинам. В ряде машин этих вводов и выводов недостаточно. Поэтому применяют специаль­ный расширитель — интерфейс ввода и вывода, позволяющий расши­рить число каналов управления и датчиков до требуемого значе­ния.

Блок питания вырабатывает следующие напряжения: постоянное стабилизированное напряжение — 27 В для питания микроконтрол­лера, формирователя сигналов датчиков и сенсорной клавиатуры; постоянное напряжение —15 В для питания электронных схем комму­тационного блока; переменное напряжение 1,2 В для питания цепей накала индикаторов; переменное напряжение 6,3 В для формирования импульсов синхронизации микроконтроллера.

В качестве общего провода используется плюс источника пита­ния.

Все устройства монтируют на печатных платах. В сложных бытог вых автоматах, например в автоматических стиральных машинах, си­стема управления размещается на трех — четырех печатных платах, в простых машинах (например гладильных) — на одной печатной плате.