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
Программное обеспечение
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.
Видео демонстрации работы контроллера
https://youtu.be/hqxMUa52ZLc
