2009年9月12日 星期六

Washing Machine

http://4rdp.blogspot.com/2009/07/washing-machine.html

這幾天在長春藤生活英語電子報,看到 The Machine for the Dirtiest Job 一文,想起十幾年前,我從洗衣機商品開始踏入研發設計工作,老家中的單槽全自動洗衣機就是我的處女作,一直使用至今!洗衣機是現代人不可或缺的家用電器之一,不過有些功能大多數的使用者,不清楚如何使用,因此本文從技術的角度,討論一般洗衣機使用問題。

先從洗衣機發展說起,洗衣機大致區分三大主流:
日式、美式及歐式,歐式多為滾筒型技術門檻頗高,除了可以洗衣脫水外還可以烘衣,這類型洗衣機的門如果防水做不好,水是會滲露出來的。日式舊型的洗衣機是從雙槽開始發展,分洗衣槽和脫水槽獨立控制,後來學習美式單槽全自動控制並改良,現在國內銷售的洗衣機,幾乎都是日式新型單槽全自動,當然現在科技非常進步,滾筒式已經不再是歐式專有,像日立LG 都有銷售。美式單槽全自動的特點是水槽大、有洗衣棒,衣服比較不容易打結。

關於全自動洗衣機的行程控制,我想大多數人應該是不明白的,因為全自動洗衣時,洗衣機的蓋子必須蓋好,使用者沒有機會對機器裡面一探究竟,那我就向各位介紹說明。

首先,認識操作板上有那些常見重要按鍵?電源、行程、水位、洗衣、洗清、脫水 、預約、啟動/暫停。
電源鍵,當然是開關電源,是所有電器必備按鍵。
行程鍵,主要是選擇水流強度,像是毛毯 (強水流)、柔洗 (弱水流),基本上望文生義。
水位鍵,讓使用者依據需求調整水位高度,衣服量越多,水位也越高。另外,它也會影響水流強度,即使同一行程,當衣量較多時,水流也會變強。
洗衣、洗清、脫水鍵,調整各動作時間。
預約鍵,可以設定多久後可以完成,比如上班前衣服丟進去洗,希望下班回家衣服剛洗好,避免洗好衣服放太久沒晾起來衣服皺皺的。如果有預約設定,洗衣精應該倒放在預約位置,等開始洗衣注水動作,就會把洗衣精沖到水槽中。
啟動/暫停鍵,上述相關設定好後,開始執行。

接下來介紹洗衣行程動作,啟動後,會先衣量偵測,決定水位高度。一般洗衣行程動作通常會包含洗衣、洗清、脫水三項,有的洗衣機還有浸洗。

衣量偵測Neuro-Fuzzy 測量衣量決定水位,利用洗衣馬達定力旋轉,衣量越少轉動圈數就越多,每個洗衣機有自己的 Fuzzy 歸屬函數。Neuro 簡單的說是一種學習功能,比如說每次偵測少水位時,你都會再把水位調高一兩格,那有 Neuro-Fuzzy 功能的洗衣機,就會把這種使用習慣學習起來,以後會自動增加水位。
浸洗, 有的洗衣機將衣服浸泡幾分鐘後,讓洗劑充分滲透衣服後再進行洗衣。
洗衣, 轉盤左右旋轉,讓水流模擬搓洗動作,所以不要水位調太低,讓衣服結成一團洗不乾淨,注意漂白水不要直接倒在衣服上,這樣衣服可能會某一塊退色,應該倒在洗衣機筒上漂白水置入口,洗衣時會均勻分佈水中。
洗清,會排掉髒水並脫水,重新注入清水把衣物上殘餘肥皂泡沫洗掉,通常會做兩次,衣物柔軟精倒在專用口,藉由洗清中脫水慣性運動,控制在最後一次洗清時,排入水中讓衣物柔軟。
脫水,藉由排水法打檔,以及洗衣馬達單向全速運轉,讓洗衣槽一同旋轉變成脫水槽,利用離心力把水份甩掉。

其它注意事項,洗衣機必須平穩放好,否則脫水時洗衣機走路移位。通常洗衣機有兩項常見異常情形洗衣無水,可能是給水閥沒開、水壓不足或是漏水,沒辦法在限定的時間內注完水,另一為脫水未蓋好上蓋,主要防止高速脫水時,裡面的東西飛出來。

最後介紹一般洗衣機內重要機電主件:控制器、雙向馬達、排水閥、給水閥、水位感測器、臭氧產生器。

控制器,相當於 NXT 主機,內藏 MCU 在其中,主要負責按鍵操作、畫面顯示,以及其它重要機電控制,如果是變頻馬達控制,就會有兩顆 MCU。另外洗衣機有特殊防水考量,必須對控制電路灌膠,避免受潮生銹。
雙向馬達,洗衣機的馬達需要能正反轉以製造變化水流,水流強度取決馬達轉速大小以及運轉時間,非變頻馬達沒辦法控制轉速大小,只能控制時間來變化水流。另外現代變頻洗衣機,馬達採直流無刷 (碳刷) 並因為體積小可直接驅動洗衣轉盤,馬達直驅的優點,少掉傳統洗衣機傳動皮帶,降低振動、噪音,效能更好更省電,至於什麼是直流無刷馬達?日後有空再介紹。
水位感測器,有導管聯通到水槽底部,注入水後會對感測器產生氣壓變化,進而改變感測器的電感數值,再利用 LC 震盪電路產生不同頻率信號,就可以分辨水位高低。
排水閥,將水排光後,搭配馬達單向高速運轉即可脫水,當要停止脫水,馬達先關閉慣性運轉一分鐘,然後再把排水閥關閉可急速煞車。
給水閥,顧名思義給水控制,有的洗衣機雙給水閥,可另外控制洗劑給出。
臭氧產生器,直流高電壓於放電極板電離一般氧氣產生臭氧,然後洗衣時灌氣到水中,由於臭氧化學性質非常活潑,利用它與污垢化合去污。

2 則留言:

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