一種洗滌劑自動投放系統及方法與流程
2023-12-06 02:13:01
本發明涉及控制領域，尤其是一種洗滌劑自動投放系統及方法。
背景技術：
目前，為了提高便利性，越來越多的洗衣機帶有洗滌劑自動投放的功能，mcu(microcontrollerunit，微控制單元)會自動將洗滌劑盒中的預定份量的洗滌劑投放至洗滌桶中。
為了提高洗滌劑自動投放的準確性，mcu在每次投放洗滌劑之前需要先檢測洗滌劑盒中的洗滌劑是否用完，目前mcu都是通過檢測插入洗滌劑盒中的檢測兩根探針之間的電導率來檢測洗滌劑盒是否缺液的，當洗滌劑盒中的洗滌劑充足時，洗滌劑會蓋沒檢測探針，檢測探針呈現低阻態；當洗滌劑盒中的洗滌劑不足時，兩根檢測探針懸空，呈現高阻態。但由於洗滌劑本身電阻值很高，特別是高濃縮型的洗滌劑，其電阻值接近開路，使得檢測結果往往不準確；另外，檢測電導率需要給檢測探針施加直流電，持續的直流通電會使得探針很快氧化，也會導致檢測結果不準確。
技術實現要素：
本發明人針對上述問題及技術需求，提出了一種洗滌劑自動投放系統及方法，使用本系統及本方法可以在投放前更準確的檢測洗滌劑是否充足。
本發明的技術方案如下：
一種洗滌劑自動投放系統，該系統包括：洗滌桶、用於盛放洗滌劑的洗滌劑盒、檢測單元和微控制單元mcu；洗滌劑盒與洗滌桶連通，檢測單元插入洗滌劑盒中，mcu的信號輸出端電性連接檢測單元的輸入端，檢測單元的輸出端電性連接mcu的信號輸入端，檢測單元呈現電容特性且檢測單元的電容值與洗滌劑盒中的洗滌劑存在對應關係，mcu通過信號輸出端輸出高頻脈衝信號，並通過信號輸入端接收高頻脈衝信號經過檢測單元後生成的檢測信號。
其進一步的技術方案為，檢測單元包括間隔設置的第一檢測探針和第二檢測探針，第一檢測探針的第一端和第二檢測探針的第一端分別插入洗滌劑盒中，第一檢測探針的第二端分別連接檢測單元的輸入端和輸出端，第二檢測探針的第二端接地。
其進一步的技術方案為，該系統還包括驅動電路、分壓電路、採樣電路和放電電路，mcu的信號輸出端電性連接驅動電路的輸入端，驅動電路的輸出端電性連接分壓電路的一端，分壓電路的另一端電性連接檢測單元的輸入端，檢測單元的輸出端分別電性連接採樣電路的一端和放電電路的一端，採樣電路的另一端電性連接mcu的信號輸入端，放電電路的另一端接地；
驅動電路包括第一電阻、第二電阻和三極體，第一電阻的一端連接驅動電路的輸入端，第一電阻的另一端分別連接第二電阻和三極體的基極，第二電阻的另一端連接三極體的發射極，三極體的集電極連接驅動電路的輸出端，三極體的發射極還連接電源端。
一種洗滌劑自動投放方法，該方法用於上述洗滌劑自動投放系統中，該方法包括：
發送高頻脈衝信號，並接收高頻脈衝信號經過檢測單元後生成的檢測信號；
檢測檢測信號是否是脈衝信號；
若檢測信號是脈衝信號，則發送缺液警示，缺液警示用於提示洗滌劑盒中的洗滌劑已經用完；
若檢測信號是直流信號，則確定本次投放過程中使用的投放策略，並按照投放策略將洗滌劑盒中的洗滌劑投放到洗滌桶中。
其進一步的技術方案為，確定本次投放過程中使用的投放策略，包括：
檢測是否存在缺液記錄，缺液記錄是根據上一個接收到的檢測信號生成的缺液警示；
若檢測到存在缺液記錄，則確定洗滌劑剛被重新補滿，根據本次接收到的檢測信號重新確定本次投放過程中使用的投放策略；
若檢測到不存在缺液記錄，則確定本次投放過程中使用的投放策略為上一次投放的投放策略。
其進一步的技術方案為，根據本次接收到的檢測信號重新確定本次投放過程中使用的投放策略，包括：
確定檢測信號的電壓值；
根據檢測信號的電壓值確定檢測單元的電容值；
根據檢測單元的電容值確定投放策略，投放策略包括洗滌劑的投放重量和投放時間。
其進一步的技術方案為，根據檢測單元的電容值確定投放策略，包括：
根據預設資料庫確定檢測單元的電容值對應的洗滌劑屬性，預設資料庫包括檢測單元的電容值與洗滌劑的洗滌劑屬性之間的對應關係，洗滌劑屬性包括洗滌劑的型號和/或濃度；
在第一對應關係中查詢與洗滌劑屬性對應的投放策略，第一對應關係包括各個洗滌劑屬性與投放策略的對應關係。
其進一步的技術方案為，根據檢測單元的電容值確定投放策略，包括：
根據預設資料庫確定檢測單元的電容值對應的洗滌劑屬性，預設資料庫包括檢測單元的電容值與洗滌劑的洗滌劑屬性之間的對應關係，洗滌劑屬性包括洗滌劑的型號和/或濃度；
確定待洗衣物屬性，待洗衣物屬性包括待洗衣物的重量、待洗衣物的材質以及洗滌用水量；
在第二對應關係中查詢與洗滌劑屬性和待洗衣物屬性對應的投放策略，第二對應關係包括洗滌劑屬性、待洗衣物屬性與投放策略的對應關係。
其進一步的技術方案為，該方法還包括：
在發送缺液警示後，停止發送高頻脈衝信號；
或者；
在按照投放策略將洗滌劑盒中的洗滌劑投放到洗滌桶中後，停止發送高頻脈衝信號。
本發明的有益技術效果是：
1、本發明提供的洗滌劑自動投放系統和方法，採用檢測兩個檢測探針之間的電容的方式檢測洗滌劑盒中的洗滌劑是否充足，對於洗滌劑的測量準確度更高。
2、本發明提供的洗滌劑自動投放系統和方法，mcu不僅可以檢測洗滌劑盒中的洗滌劑是否充足，還可以根據檢測到的兩個檢測探針之間的電容值來區分不同屬性的洗滌劑，按照洗滌劑屬性進行投放，使得洗滌劑投放更為智能。
3、本發明提供的洗滌劑自動投放系統和方法，採用脈衝交流電的工作方式，mcu通過發送高頻脈衝信號來檢測洗滌劑，且檢測結束後即停止發送高頻信號，這一設計大幅延緩了檢測探針的氧化時間，同時該系統和方法在檢測探針已經被氧化的場合下也能正常工作，避免了因檢測探針氧化而導致功能失效的風險，提高了整個系統的使用壽命。
附圖說明
圖1是本發明公開的洗滌劑自動投放系統的結構示意圖。
圖2是洗滌劑自動投放系統的電路圖。
圖3是本發明公開的洗滌劑自動投放方法的流程圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明的具體實施方式做進一步說明。
請參考圖1，其示出了本發明公開的洗滌劑自動投放系統的結構示意圖，該系統包括：洗滌桶110、用於盛放洗滌劑的洗滌劑盒120、檢測單元130和mcu(microcontrollerunit，微控制單元)。
洗滌桶110用於盛放待洗衣物並對待洗衣物進行洗滌，洗滌劑盒120與洗滌桶110連通，具體的，洗滌劑盒120可以如圖1所示通過連通管與洗滌桶110連通，也可以與洗滌桶110懸空連接，也即洗滌劑盒120設置在洗滌桶110上方且洗滌劑盒120的投放口朝向洗滌桶110。
檢測單元130插入洗滌劑盒120中且插入預定深度，檢測單元130插入的深度為預設值。可選的，檢測單元130包括間隔設置的第一檢測探針131和第二檢測探針132，第一檢測探針131和第二檢測探針132以金屬或合金材料製成，第一檢測探針131和第二檢測探針132之間的間隔距離由系統預設或用戶自定義。第一檢測探針131的第一端和第二檢測探針132的第一端分別插入洗滌劑盒中且兩個檢測探針均插入預定深度，洗滌劑可以看作一種電解質，當洗滌劑盒120中的洗滌劑未達到預設閾值時，檢測單元130中的兩個檢測探針都沒有插入至洗滌劑中而是懸空，此時兩個檢測探針之間的電容值接近0；當洗滌劑盒120中的洗滌劑達到預設閾值時，檢測單元130中的兩個檢測探針插入至洗滌劑中，兩個檢測探針之間呈現電容特性，且其電容值與洗滌劑的屬性有關，因此整個檢測單元130是呈現電容特性的，且檢測單元130的電容值與洗滌劑盒120中的洗滌劑存在對應關係。其中，預設閾值通常是系統預設值，表示洗滌劑盒120中的洗滌劑的最低值，當洗滌劑盒120中的洗滌劑未達到預設閾值時表示洗滌劑盒120缺液，洗滌劑已經用完，當洗滌劑盒120中的洗滌劑達到預設閾值時表示洗滌劑盒120中不缺液，洗滌劑仍然充足。
mcu的信號輸出端電性連接檢測單元的輸入端，檢測單元的輸出端電性連接mcu的信號輸入端，在本發明中，第一檢測探針131的第二端分別連接檢測單元130的輸入端和輸出端，第二檢測探針132的第二端接地。
可選的，該系統還包括驅動電路、分壓電路、採樣電路和放電電路，mcu的信號輸出端電性連接驅動電路的輸入端，驅動電路的輸出端電性連接分壓電路的一端，分壓電路的另一端電性連接檢測單元的輸入端，檢測單元的輸出端分別電性連接採樣電路的一端和放電電路的一端，採樣電路的另一端電性連接mcu的信號輸入端，放電電路的另一端接地。
涉及到具體的電路結構，本發明公開的系統中的電路可以有多種實施方式，以下用一個典型的實施例來說明本發明的具體電路結構。系統電路圖如圖2所示，驅動電路包括第一電阻r1、第二電阻r2和三極體d，該三極體d為pnp型三極體，第一電阻r1的一端連接驅動電路的輸入端，第一電阻r1的另一端分別連接第二電阻r2和三極體d的基極，第二電阻r2的另一端連接三極體d的發射極，三極體d的集電極連接驅動電路的輸出端，三極體d的發射極還連接電源端，本發明中電源端連接+5v電源。分壓電路包括一分壓電阻r3，採樣電路包括一採樣電阻r4，放電電路包括一放電電阻r5。
基於圖1示出的洗滌劑自動投放系統，結合圖2示出的電路圖，本發明還公開了一種洗滌劑自動投放方法，其流程圖可以如圖3所示，該方法包括如下幾個步驟：
步驟1，mcu通過信號輸出端發送具有預定電壓和預定頻率的高頻脈衝信號，預定電壓和預定頻率均為系統預設值或用戶自定義值，該高頻脈衝信號經過驅動電路和分壓電路後施加到檢測單元中的兩個檢測探針上，
步驟2，高頻脈衝信號經過檢測單元後生成檢測信號，mcu對檢測信號進行採樣檢測，也即mcu接收高頻脈衝信號經過檢測單元、採樣電路和放電電路後生成的檢測信號。
步驟3，mcu檢測該檢測信號是否是脈衝信號，具體的，mcu確定接收到的檢測信號的電壓和頻率，檢測該頻率是否與發送的高頻脈衝信號的預定頻率相等。
步驟4，當洗滌劑盒中缺液時，如上所述，檢測單元中的兩個檢測探針會懸空，此時兩個檢測探針之間的電容值幾乎為0，也即檢測單元的電容值為0，因此mcu接收到的檢測信號是與發送的高頻脈衝信號頻率相同的脈衝信號，因此當mcu檢測到檢測信號是脈衝信號時，則發送缺液警示，缺液警示用於向用戶提示洗滌劑盒中的洗滌劑已經用完，需要補充洗滌劑。
同時，mcu在發送缺液警示後，停止發送高頻脈衝信號，另外會將發送的缺液警示記錄為一條缺液記錄並結束流程。
步驟5，當洗滌劑盒中不缺液時，如上所述，檢測單元中的兩個檢測探針之間存在洗滌劑，則兩個檢測探針之間呈現電容特性，也即檢測單元呈現電容特性，則高頻脈衝信號在施加到檢測單元中的兩個檢測探針上後被穩定為直流信號，此時mcu接收到的檢測信號是直流信號，因此當mcu檢測到檢測信號是直流信號時，表示洗滌劑盒包括足夠洗滌劑，mcu可以自動投放洗滌劑。
步驟6，由於當檢測到檢測信號是直流信號時，可能是洗滌劑盒中不缺液，也可能是mcu發送缺液警示後用戶已經補充了洗滌劑，若是洗滌劑盒中不缺液，則可以認為洗滌劑盒中的洗滌劑的型號和/或濃度等屬性沒有發生變化，mcu可以按照之前的投放策略直接投放洗滌劑；若是用戶在洗滌劑盒中補充了洗滌劑，則無法判斷洗滌劑屬性是否發生了變化，此時mcu需要根據新的洗滌劑重新確定投放策略再投放洗滌劑。其中，投放策略包括洗滌劑的投放重量和投放時間。
因此在本步驟中，mcu需要先判斷是否存在缺液記錄，該缺液記錄是mcu根據上一個接收到的檢測信號生成的缺液警示，也即當mcu在上一次檢測過程中發送了缺液警示而本次檢測到直流信號時，表示是用戶補充了洗滌劑，而當mcu在上一次檢測過程中以及本次檢測時均檢測到直流信號時，表示是洗滌劑盒中不缺液。
步驟7，若mcu檢測到不存在缺液記錄，則直接確定本次投放過程中使用的投放策略為上一次投放的投放策略，並按照該投放策略將洗滌劑盒中的洗滌劑投放到洗滌桶中，該上一次投放的投放策略與當前洗滌劑盒中的洗滌劑相關，是mcu在之前的檢測過程中所確定的投放策略。另外，mcu停止發送高頻脈衝信號並結束流程。
步驟8，若mcu檢測到存在缺液記錄，則確定洗滌劑剛被重新補滿，根據本次接收到的檢測信號重新確定本次投放過程中使用的投放策略，具體的，以如圖2所示的電路圖為例，當mcu接收到的檢測信號為直流信號時，檢測信號的電壓值與檢測單元兩個檢測探針之間的電容值、放電電路的阻抗以及分壓電路的阻抗有關，而放電電路的阻抗與分壓電路的阻抗在電路設計時就是已知並且固定的，因此mcu在接收到檢測信號後確定檢測信號的電壓值，即可根據檢測信號的電壓值計算確定出檢測單元的兩個檢測探針之間的電容值。
而如上所述，檢測單元的兩個檢測探針之間的電容值與洗滌劑屬性相關的，因此mcu進一步根據預設資料庫確定檢測單元的電容值對應的洗滌劑屬性，該預設資料庫包括不同的檢測單元的電容值與不同洗滌劑的洗滌劑屬性之間的對應關係，該預設資料庫是預先建立並存儲的資料庫，mcu在確定洗滌劑屬性後，即可在第一對應關係中查詢與洗滌劑屬性對應的投放策略，該第一對應關係包括各個洗滌劑屬性與投放策略的對應關係，該第一對應關係也是預先建立並存儲的對應關係。
可選的，mcu還可以不僅僅根據不同的洗滌劑進行智能投放，而是綜合考慮待洗的衣物和洗滌劑來進行投放，則mcu還確定待洗衣物屬性，待洗衣物屬性包括待洗衣物的重量、待洗衣物的材質以及洗滌用水量，這些待洗衣物屬性可以通過現有的洗衣機中的各個傳感器輕易獲取到，本發明對此不作贅述，且mcu確定待洗衣物屬性的步驟與確定洗滌劑屬性的步驟通常是同時執行的。mcu在確定洗滌劑屬性以及待洗衣物屬性後，在第二對應關係中查詢與洗滌劑屬性和待洗衣物屬性對應的投放策略，第二對應關係包括洗滌劑屬性、待洗衣物屬性與投放策略的對應關係，該第一對應關係也是預先建立並存儲的對應關係。
至此，mcu已經確定了本次投放過程中使用的投放策略，則按照確定得到的該投放策略將洗滌劑盒中的洗滌劑投放到洗滌桶中。同時，mcu停止發送高頻脈衝信號，並記錄該投放策略，在下次對該洗滌劑進行自動投放的過程中可以直接按照該投放策略進行投放。
以上所述的僅是本發明的優選實施方式，本發明不限於以上實施例。可以理解，本領域技術人員在不脫離本發明的精神和構思的前提下直接導出或聯想到的其他改進和變化，均應認為包含在本發明的保護範圍之內。