31.03.21

[Домашняя]

Сейчас есть очень современные стиральные машины, полностью автоматические. Но у них есть один недостаток, - необходимость подключения к водопроводу и канализации. Поэтому в сельской местности, где из «удобств» только колодец и электричество, продолжают пользоваться спросом простые стиральные машины, представляющие собой железный бак с винтом-активатором. Такой машине не нужен водопровод и канализация, а так же четкое поддержание температуры воды. Воду можно греть на печи и заливать ведрами. Большинство простейших моделей оснащены только механическим таймером, а у некоторых нет и его. Немного улучшить эксплуатационные возможности простой стиральной машины можно дополнив её электросхему электронным блоком, который будет не только выполнять функции таймера, но и улучшит качество стирки путем попеременного включения мотора на прямое и реверсивное движение. При помощи переменных резисторов можно плавно регулировать продолжительность стирки от 3 до 30 минут и период смены направления вращения активатора от 5 до 25 секунд. Указанные пределы регулировки не являются обязательными, и при желании их можно сдвинуть в любую сторону или расширить, используя другие RC-цепи. Принципиальная схема электронного блока показана на рисунке.

Продолжительность стирки задается аналого-цифровым таймером, состоящим из счетчика D3 и генератора импульсов на элементах D1.3, D1.4 микросхемы D1. Импульсы от генератора поступают на счетный вход счетчика. С приходом 8192-го импульса от начала счета на выводе 3 D3 возникает единица, которая останавливает генератор. Продолжительность стирки устанавливается переменным резистором R8, которым регулируется частота импульсов, генерируемых генератором на D1.3-D1.4. Запуск таймера начинается с момента включения питания выключателем S1. При этом конденсатор С8 автоматически устанавливает счетчик D3 в нулевое положение. В этом положении на всех выходах счетчика, включая и старший выход (вывод 3) будет логические нули. Нуль с вывода 3 D3 инвертируется элементом D4. Диод VD7 закрывается, и на базу транзистора VT2 (при условии закрытого состояния VD8) поступает напряжение, которое транзистор открывает. Реле К2 включает питание мотора М стиральной машины. Мотор будет включен до тех пор, пока счетчик D3 не насчитает 8192 импульса. Как только это произойдет, на выводе 3 D3 возникает логическая единица, которая поступает на вывод 9 D1.4 и останавливает генератор, а также, инвертируется элементом D4. Диод VD7 открывается и шунтирует базу VT1. Транзистор закрывается, и реле К2 выключает мотор стиральной машины. Чтобы повторить стирку нужно нажать S2. Теперь о работе схемы реверса. Чтобы изменить направление вращения мотора стиральной машины нужно переключить имеющийся в его схеме конденсатор на другую фазу. Для этого используется реле К1. При этом, менять направление вращения сразу небезопасно для электромотора и кинематики стиральной машины, так как возникает резкий механический удар и нежелательные перегрузки. Поэтому перед сменой направления вращения мотора желательно выключить мотор на время около одной секунды. Схема управления реверсом выполнена на генераторе на элементах D1.1-D1.2 и счетчике D2. Она похожа на схему таймера, но генератор не блокируется, и схема работает в периодическом режиме с равными промежутками времени логической единицы и логического нуля на старшем выходе D2. Периодичность смены уровней на выводе 3 D2 зависит от частоты импульсов, генерируемых генератором, и регулируется переменным резистором R2. В момент включения питания счетчик D2 автоматически устанавливается в нулевое состояние зарядным током конденсатора С2. Переключение направления вращения мотора М осуществляется посредством реле К1, контакты которого переключают конденсатор схемы электропривода между фазами сетевого напряжения. Чтобы обеспечить кратковременное выключение питания мотора М перед переключением направления его вращения, имеется схема на логических элементах D4.1-D4.2 и конденсатор С5 в базовой цепи VT1. Назначение конденсатора С5 в том, чтобы немного задерживать открывание и закрывание транзистора VT1. Эта задержка очень небольшая, но она имеет значение, так как предотвращает неприятные последствия, которые могут возникнуть из-за неодинакового быстродействия контактов реле К1 и К2. На элементе D4.1 сделана схема датчика изменения логического уровня на выводе 3 счетчика D2. Как известно, элемент «исключающее ИЛИ» отличается тем, что при одинаковых уровнях на его входах, независимо от того нули это или единицы, на его выходе возникает логический ноль. А при неодинаковых уровнях на входах - логическая единица. Здесь в цепь одного из входов элемента D1.4 включена RC-цепочка R10-C9 вносящая задержку примерно в одну секунду. Таким образом, при любом изменении уровня на выводе 3 D2, логические уровни на входах D1.4 становятся неодинаковыми на время около одной секунды. Затем емкость С9 заряжается, либо разряжается, и уровни снова становятся одинаковыми. В результате при каждом изменении логического уровня на выводе 3 D2 на выходе D4.2 на секунду появляется логический ноль, который посредством диода VD8 шунтирует базовую цепь транзистора VT2. Транзистор VT2 на секунду закрывается, и мотор М на секунду отключается от сети. Это время, на которое мотор выключается, можно изменить подбором емкости С9 или сопротивления R10. Источник питания сделан на силовом трансформаторе Т1. Это силовой трансформатор от сетевого адаптера 8-битной телеигровой приставки. При необходимости можно подобрать другой подходящий трансформатор. Напряжение на вторичной обмотке должно быть в пределах 7-9V, а ток не ниже 200mA. Напряжение питания логической части 6,5V. оно стабилизировано параметрическим стабилизатором VD1-HL1-R4. Светодиод HL1 служит индикатором включения и повышает напряжение стабилизации до 6,5V, так как включен последовательно стабилитрону. Тип реле К1 и К2 в первую очередь зависит от мощности мотора стиральной машины. Здесь использованы импортные реле типа TRKMD-12VDC с переключающими контактами. Они могут коммутировать мощность до 1000W при напряжении коммутации 220V. Обмотка на номинальное напряжение 12V сопротивлением 180 Ом. Обычно такие реле применяются в автомобильных сигнализациях, но они универсальны и могут коммутировать как низковольтную нагрузку, так и нагрузку, работающую от сети переменного тока (об этом написано на их корпусах, и есть информация в справочных данных). Реле могут быть и другими. При сопротивлении обмотки ниже 150 Ом нужно сделать ключи на более мощных транзисторах, возможно используя пары транзисторов по схеме Дарлингтона. Налаживание заключается в подгонке временных интервалов, установке пределов регулировки продолжительности стирки и периодичности реверса. А так же, в градуировке шкал под переменные резисторы (в секундах для R2 и в минутах для R8)Шкалы можно выполнить на бумаге и защитить от влаги наклейкой прозрачной скотч-ленты.

Радиоконструктор №12 2010г стр. 24