KR960014248B1 - Laundry quantity detecting circuit for a washing machine - Google Patents

Abstract

The circuit senses the mass of the laundry to optimize washing process for the shortest duration time and the amount of detergent. The circuit consists of : a signal processing unit(5) which outputs a switching signal from positive voltage decreased due to rotational inertia with photo coupler(51); a constant current supply(52); a resistence(R2) and a diode(D1); the other signal processing unit which outputs, in turn, negative voltage decreased; a switching pulse generator which receives signals from the signal processing units; and a microprocessor which finds the mass of laundry.

Description

세탁기의 세탁물 양 검지회로The laundry volume detection circuit of the washing machine

제1도(a)는 종래의 세탁기의 세탁물 량을 검지하기 위한 회로도.1 (a) is a circuit diagram for detecting the amount of laundry of a conventional washing machine.

제1도(b)는 제1도(a)의 동작을 설명하는 파형도.FIG. 1B is a waveform diagram illustrating the operation of FIG.

제2도는 본 발명에 따른 세탁기의 세탁물 량 검지회로도.2 is a laundry amount detection circuit of the washing machine according to the present invention.

제3도는 제2도의 동작을 설명하기 위한 파형도.3 is a waveform diagram for explaining the operation of FIG.

제4도는 제2도의 회로에 의해서 무부하시 검출되는 펄스 파형도.4 is a pulse waveform diagram detected at no load by the circuit of FIG.

제5도는 제2도의 회로에 의해서 부하시 검출되는 펄스 파형도.FIG. 5 is a pulse waveform diagram detected under load by the circuit of FIG. 2. FIG.

본 발명은 세탁기에서 세탁물의 양을 감지하기 위한 회로에 관한 것으로, 특히 세탁조 구동모터가 관성회전할 때 세탁조 모터에 유기되는 전압을 펄스로 변환하여 이 펄스로 세탁물의 양을 판단하게 한 세탁기의 세탁물 양 감지 회로에 관한 것이다.The present invention relates to a circuit for detecting an amount of laundry in a washing machine, and more particularly, a laundry of a washing machine which converts a voltage induced in the washing tank motor into a pulse when the washing tank driving motor rotates inertia to determine the amount of laundry by the pulse. It relates to both sensing circuits.

최근의 세탁기는 세탁조에 넣어둔 세탁물의 양을 스스로 판단하여 수위를 조절하고 세탁하는 기능을 구비하고 있어 편리함을 제공하고 있다. 세탁기가 세탁물의 양을 스스로 판단함에 있어서는 제1도의 회로도에 보인 바와 같이 세탁조 구동모터(M)를 구동시켜 보아 나타난 펄스 신호를 판단하여 세탁물의 양을 판단하고 있다.Recently, a washing machine has a function of adjusting the water level and washing the water by judging the amount of the laundry put in the washing tank. When the washing machine determines the amount of laundry itself, as shown in the circuit diagram of FIG. 1, the washing machine drives the driving motor M to determine the amount of laundry by determining the pulse signal.

세탁에 사용할 세탁수는 세탁조에 소정량만 먼저 집수한 후에 모터를 0.3s 동안 온, 0.3s동안 오프 동작으로 16번 반복시행한 후, 오프 구간에서 관성 회전에 따른 모터 출력 전압파형을 체크한 후 평균값을 취해 판정데이타로 활용한다. 제1도(b)는 모터(M) 양단에 걸리는 전압파형을 나타낸 것으로 0.3s동안 모터 온 구간 후 모터 오프 구간에도 나타나는 0.3s동안의 모터 오프 구간 펄스를 수집한다.Washing water to be used for washing should be collected first in the washing tank first, and then the motor is repeated for 16 seconds with 0.3 seconds of on and 0.3 seconds of off operation, and then after checking the motor output voltage waveform according to inertia rotation in the off section. Take the average and use it as judgment data. FIG. 1 (b) shows the voltage waveform across the motor M. The pulse of the motor off section for 0.3 s, which also appears in the motor off section after the motor on section for 0.3 s, is collected.

즉 제1도(a)에서 모터에 연결된 포토커플러(1)에 흐르는 전류는 모터 오프시 관성 회전의 경우 저항(2)에 흐르는 전류가 제로(0) A까지 흐르게 되는데, 모터 양단에 걸리는 전압이 30∼40V 이하로 떨어질때 포토커플러(1)로 흐르는 전류가 작아져서 포토커플러의 구동이 불가능해진다. 따라서 펄스 검출부(3)에서 펄스의 수는 무부하에서 최대 6∼7개 정도가 된다.That is, the current flowing through the photocoupler 1 connected to the motor in FIG. 1 (a) causes the current flowing through the resistor (2) to zero (0) A in the case of inertia rotation when the motor is turned off. When it falls below 30-40V, the electric current which flows into the photocoupler 1 becomes small, and it becomes impossible to drive a photocoupler. Accordingly, the number of pulses in the pulse detector 3 is about 6 to 7 at no load.

따라서 현재의 방식대로 라면 두번째 펄스의 하강 엣지와 세번째 펄스의 하강 엣지의 간격을 측정하여 세탁물의 량을 판정하나 펄스 구간 판정은 부정확하여 신뢰성이 없는 문제를 갖고 있다. 그 이유는 물의 급수 상태, 옷감의 질등에 영향을 받고 있기 때문이다.Therefore, according to the current method, the amount of laundry is determined by measuring the interval between the falling edge of the second pulse and the falling edge of the third pulse, but the pulse section determination is inaccurate and unreliable. This is because the water supply state of the water, the quality of the cloth is affected.

또한 사용자가 세탁물을 넣고 세탁기가 세탁수를 감지할 때까지 기다려야 한다.Also, the user has to load the laundry and wait until the washing machine detects the wash water.

본 발명의 목적은 상기한 문제를 해결하는 것으로, 급수할 필요없이 세탁물을 넣어둔 건조 상태에서 부하량을 감지하도록 하여 급수가 안되어 장기간 기다려야 하는 문제를 해결하고 더우기 세탁물의 양을 정확히 감지하여 요구 세제량을 표시하여 세제 사용을 합리화시키고 또한 세탁, 헹굼, 탈수시간을 세탁물의 양에 따라 최적화하게 하는 세탁기의 세탁물 적치량 감지 회로를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to solve the above problems, to solve the problem of waiting for a long time because the water supply is not dry to detect the load in the dry state in which the laundry without the water supply, and moreover, the amount of laundry to accurately detect the amount of detergent The present invention provides a laundry load detection circuit of a washing machine that makes it possible to display and streamline detergent use and to optimize washing, rinsing and dehydration time according to the amount of laundry.

상기 다수의 목적들은 다음과 같은 구성에 의해서 해결된다.The plurality of objects are solved by the following configuration.

본 발명의 목적에 따른 장치 구성은 건상태의 세탁물을 소정시간 동안 구동후 회전관성에 의한 모터 양단의 감소되는 양(+)전압을 받아 양전압에서 스위칭 신호를 출력하는 양(+)전압 처리부와, 상기 모터 양단의 감소된 부(-)전압을 받아 부전압에서 위치칭 온 신호를 출력하는 부(-)전압 처리부와, 상기 처리부의 스위칭 신호를 받아 스위칭되어 펄스를 생성하는 스위칭 펄스발생수단과, 상기 스위칭 펄스 발생 수단의 출력을 받아 세탁물의 양을 판단하는 마이크로 컴퓨터로 구성되며, 상기 양전압 처리부는 포토커플러와, 이에 정전류를 공급하는 정전류원과, 양전압에 대해 턴-온하는 다이오드로 구성되고, 상기 부전압처리부는 부전압에 대해 턴온되는 다이오드와, 다이오드에 연결된 포터커플러로 구성된 것을 특징으로 한다.The device configuration according to the object of the present invention is a positive voltage processing unit for outputting a switching signal at a positive voltage by receiving a positive voltage of both ends of the motor by the rotational inertia after driving the dry laundry for a predetermined time; A negative voltage processor for receiving a reduced negative voltage across the motor and outputting a positioning-on signal at a negative voltage, a switching pulse generator for switching the processor to receive a switching signal to generate a pulse; And a microcomputer configured to receive the output of the switching pulse generating means and determine the amount of laundry. The positive voltage processor includes a photocoupler, a constant current source for supplying a constant current thereto, and a diode for turning on the positive voltage. The negative voltage processor may include a diode turned on with respect to a negative voltage, and a port coupler connected to the diode.

다음에 본 발명의 실시예를 첨부한 회로도를 참조하여 상세히 설명한다.Next, with reference to the accompanying circuit diagram of an embodiment of the present invention will be described in detail.

본 발명의 회로는 세탁물을 적재하고 세탁개시가 되면 종래와 같이 집수 동작을 행하지 않고 바로 모터를 1∼2회 정도 구동시켜 세탁물의 양을 감지한다. 따라서 세탁개시에서 마이컴(4)은 모터(M)구동부에 제어신호를 보내어 이를테면 0.3s동안 모터를 회전시킨 후 정지시킨다. 그러나 정지후에 모터는 회전관성 때문에 얼마간 더 회전한다.The circuit of the present invention detects the amount of laundry by loading the laundry and driving the motor one or two times without performing the collecting operation as in the conventional case when the laundry is started. Therefore, at the start of washing, the microcomputer 4 sends a control signal to the motor M driving unit, for example, rotates the motor for 0.3 s and then stops it. However, after stopping, the motor rotates some more because of the rotational inertia.

제3도는 세탁물이 없을 때, 즉 무 부하시 본 회로에 인가되는 모터(M) 양단의 출력 전압 파형으로서, 0.3s동안의 모터구동 온 구간(Ⅰ)과, 0.3동안의 모터 온, 오프 구간(Ⅱ)을 보인 것이다. 오프 구간에서 전압 파형은 급격히 감소하고 있음을 보이고 있다. 오프 구간에서의 파형은 포지티브 전압 파형과 네가티브 전압 파형으로 구성되고 있고 제2도의 회로에서 포지티브 파형에 대해서는 회로 블록(5)에서, 그리고 네가티브 파형에 대해서는 회로 블록(6)에서 처리된다. 이것이 다음에 설명된다.3 is an output voltage waveform across the motor M applied to the circuit when there is no laundry, i.e., no load, and the motor driving on section I for 0.3 s and the motor on and off sections for 0.3 s ( II). In the off period, the voltage waveform is rapidly decreasing. The waveform in the off period is composed of a positive voltage waveform and a negative voltage waveform and is processed in the circuit block 5 for the positive waveform and in the circuit block 6 for the negative waveform in the circuit of FIG. This is explained next.

구간(Ⅱ)는 포지티브 전압에 대해서 12개의 펄스를 생성함을 암시한다.Interval II implies generating 12 pulses for the positive voltage.

포지티브 또는 양(+) 전압 처리부(5)는 포토커플러(51)와, 포토커플러에 정전류를 공급하는 정전류원(52)과, 모터(M) 일측에 캐소드를 연결하고 포토커플러에 애노드를 연결한 제너다이오드(53)와, 제너다이오드의 애노드와 정전류원간에 연결된 저항(R₂) 그리고 모터(M)의 다른 측과 정전류원간에 연결된 다이오드(D₁)로 구성되고 있다. 정전류원(52)은 트랜지스터(R₁)와 이 트랜지스터의 에미터에 연결한 저항(R₁)을 갖고 있는데, 이 저항에 걸리는 전압은 트랜지스터(Q₁)의 콜렉터와 상기 저항의 일측에 서로 직렬로 연결한 두 개의 다이오드(D₂), (D₃)의 온 전압에서 트랜지스터(Q₁)의 베이스-에미터간 전압과의 차로 나타난다. 즉, 0.7V로 측정된다. 따라서 저항(R₁)을 100Ω으로 선택했을 때 전류는 7mA임을 알 수 있다. 모터(M) 양단간의 전압이 제너다이오드(53), 저항(R₂), 다이오드(D₁)∼(D₃)의 전압으로서 7.1V 이상일 때는 상기 전류원(52)의 전류인 7mA가 포토커플러(51)에 일정하게 흐르게 된다. 따라서 제3도의 구간(Ⅱ)에서 'V_p'로 표시된 7V 임계점까지 양(+)전압에 대해서 양 전압 처리부(5)가 작동되고 이것은 트랜지스터(Q₂)를 스위칭시키게 된다. 그리고 트랜지스터(D₃)와, RC 회로는 펄스로 된 파형을 마이컴(4)에 인가하게 한다.The positive or positive voltage processor 5 includes a photocoupler 51, a constant current source 52 supplying a constant current to the photocoupler, a cathode connected to one side of the motor M, and an anode connected to the photocoupler. A zener diode 53, a resistor R ₂ connected between the anode of the zener diode and a constant current source, and a diode D ₁ connected between the other side of the motor M and the constant current source. The constant current source 52 has a transistor R ₁ and a resistor R ₁ connected to the emitter of the transistor, the voltage across which is in series with each other on the collector of the transistor Q ₁ and one side of the resistor. It is represented by the difference between the base-emitter voltage of transistor Q ₁ at the on voltage of two diodes D ₂ and D ₃ . That is, measured at 0.7V. Therefore, when the resistor (R ₁ ) is selected as 100Ω, the current is 7mA. When the voltage between both ends of the motor M is equal to the voltage of the zener diode 53, the resistor R ₂ , and the diodes D ₁ to D ₃ , the current of the current source 52 is 7 mA. 51). Accordingly, in the period II of FIG. 3, the positive voltage processor 5 is operated for the positive voltage up to the 7 V threshold indicated by 'V _p ', which switches the transistor Q ₂ . The transistor D ₃ and the RC circuit cause the pulsed waveform to be applied to the microcomputer 4.

그러므로 본 실시예에서는 12개의 양전압 파형에 대해 12개 펄스를 얻을 수 있다. 그리고 모터가 완전 정지된 후에도 약간의 리플전압 2∼3V 정도가 잔존하는 것이 실제적이기 때문에 이를 고려하여 이 전압을 무시하도록 제너다이오드(53)가 설치되어 있다. 그러나 리플이 고려되지 않는다면 그 구성요소는 생략될 수 있다.Therefore, in this embodiment, 12 pulses can be obtained for 12 positive voltage waveforms. In addition, since it is practical that a small amount of ripple voltage of 2 to 3 V remains even after the motor is completely stopped, the zener diode 53 is provided to ignore this voltage in consideration of this. However, if ripple is not considered, the component can be omitted.

한편, 회로 블록(6)은 제3도의 구간(Ⅱ)에 대해서 부(-)전압 처리를 위한 것으로 본 예에서는 Vn 전압까지만 즉 30V 내지 40V 이상에서만 처리되도록 구성하여 6개의 부(-)전압 파형이 처리되게 하므로써 6개의 펄스를 얻도록 하고 있다.On the other hand, the circuit block 6 is for the negative voltage processing for the section (II) of FIG. 3, and in this example, the six negative voltage waveforms are configured to be processed only up to Vn voltage, that is, 30V to 40V or more. By this process, six pulses are obtained.

제4도는 제3도 파형이 양, 부 전압이 교대로 나타나므로 펄스 파형 또한 대응하여 나타난 것이며 전체를 합하여 18개가 됨에 유의한다. 그런데 펄스와 펄스간격이 없이 존재하면 마이컴이 해석하기 곤란하므로 이를 위해서 펄스가 서로 겹치지 않도록 지연수단이 회로블록(6)내에 강구되어 있다. 다음에 회로(6)에 대해 설명한다.In FIG. 4, the waveforms of FIG. 3 show positive and negative voltages alternately, and thus the pulse waveforms are also displayed correspondingly, which is 18 in total. However, if there is no pulse and no pulse interval, it is difficult for the microcomputer to interpret the delay means for this purpose. Next, the circuit 6 will be described.

부전압처리부(6)는 모터(M)에 나타낸 전압을 전입원으로 하여 이에 직렬로 저항(R₃), 다이오드(R₄), 포토커플러(61), 제너다이오드(62)가 연결되고 있다.The negative voltage processor 6 is connected to the resistor R ₃ , the diode R ₄ , the photocoupler 61, and the zener diode 62 in series with the voltage indicated by the motor M as a power source.

언급한 바대로 제너다이오드(62)는 펄스간 겹치는 것을 방지하기 위해서 적어도 0.5ms 정도 지연되도록 하는 작용을 한다. 즉, 0.5ms 정도 후에 턴-온 되는 것이다. 30∼40V이상의 부(-) 전압에 대해서 회로가 동작하여 포토커플러(61)는 스위칭 트랜지스터(Q₄)를 동작시키고 따라서 트랜지스터(Q₃)에 의해서 컴(4)은 펄스를 입력 받는다. 그리고 Vn전압 미만의 전압에 대해서는 회로 동작에 충분한 전압이 안되므로 무시된다.As mentioned, the zener diode 62 serves to delay at least 0.5 ms to prevent overlapping between pulses. That is, it turns on after about 0.5 ms. The circuit is operated for a negative voltage of 30 to 40 V or more so that the photocoupler 61 operates the switching transistor Q ₄ , and therefore the com 4 receives a pulse by the transistor Q ₃ . Voltages below Vn are ignored because they are not sufficient for circuit operation.

이와 같이 하여 마이컴(4)은 무부하시 모두 18개의 펄스를 입력받고, 반대로 18개의 펄스는 현재 무부하임을 인식한다. 그러나 무부하의 세탁기 동작이란 의미가 없으며 세탁물이 있을 때를 고려해야 한다. 따라서 다음에 8kg 정도의 고부하인 경우 회로 동작을 살펴본다.In this way, the microcomputer 4 receives 18 pulses at no load, and recognizes that 18 pulses are currently no-load. However, no-load washing machine operation is not meaningful and consideration should be given to the presence of laundry. Therefore, the circuit operation at high load of about 8kg is examined next.

부하가 있을 때의 펄스는 제5도에 도시된 바와 같이 나타난다. 구간(Ⅱ)는 모터 오프 구간이고 6개의 펄스가 검출된다. 고부하에서 모터는 이것을 움직이고 멈출때 관성력은 고부하로 인해 급격히 감소된다. 즉 고부하가 될수록 kg당 펄스 갯수가 줄어들고 저부하로 될 수록 펄스 갯수가 최고 18개까지 증가하는데, 6kg이상의 부하에서는 큰 차이를 두고 엄격히 부하량을 구분할 필요가 없으므로 무부하시 18개의 펄스, 8kg에서 6개의 펄스를 기준치로 하는 등, 실험으로 기준치를 두면 건세탁물의 상태로 1∼2회 정도 세탁기 모터의 회전으로 세탁물량의 감지가 이루어질 수 있다.The pulses when there is a load appear as shown in FIG. Section II is a motor off section and six pulses are detected. At high loads, when the motor moves and stops it, the inertia force is drastically reduced due to the high load. In other words, the number of pulses per kg decreases as the high load increases, and the number of pulses increases by up to 18 when the load becomes low. When the reference value is set as an experiment, such as a pulse as a reference value, the amount of laundry can be detected by the rotation of the washing machine motor once or twice in the state of dry laundry.

따라서, 본 발명에서는 때때로 물 급수가 안되어 세탁물의 양을 알아내는 데에 장시간이 경과되고 또한 감지능력이 부정확한 것을 세탁물을 넣고 작동 개시후 바로 1∼2회 정도 돌려보아 세탁물 양을 검출하여 최적화된 상태에서 세탁하므로 사용상 편리한다.Therefore, in the present invention, when the water is not watered occasionally, a long time has elapsed to determine the amount of laundry and the detection ability is incorrect. It is convenient to use because it is washed in the state.

Claims (4)

건상태의 세탁물을 소정시간 동안 구동후 회전관성에 의한 모터 양단의 감소되는 양(+)전압을 받아 양전압에서 스위칭 신호를 출력하는 양(+)전압 처리부와, 상기 모터 양단의 감소되는 부(-)전압을 받아 부전압에서 위치칭 온 신호를 출력하는 부(-)전압 처리부와, 상기 처리부의 스위칭 신호를 받아 스위칭되어 펄스를 생성하는 스위칭 펄스발생수단과, 상기 스위칭 펄스 발생 수단의 출력을 받아 세탁물의 양을 판단하는 마이크로 컴퓨터로 구성되며, 상기 양전압 처리부는 포토커플러와, 이에 정전류를 공급하는 정전류원과, 양전압에 대해 턴-온하는 다이오드로 구성되고, 상기 부전압처리부는 부전압에 대해 턴온되는 다이오드와, 다이오드에 연결된 포터커플러로 구성된 것을 특징으로 하는 세탁기의 세탁물 양 검지회로.A positive voltage processor which receives a positive voltage which is reduced at both ends of the motor by rotational inertia and outputs a switching signal at both voltages after driving dry laundry for a predetermined time, and a negative part which is reduced at both ends of the motor ( A negative voltage processor for receiving a voltage and outputting a positioning-on signal at a negative voltage, a switching pulse generating means for receiving a switching signal of the processor to be switched to generate a pulse, and an output of the switching pulse generating means. And a microcomputer for determining the amount of laundry. The positive voltage processor includes a photocoupler, a constant current source for supplying a constant current, and a diode for turning on the positive voltage. A laundry quantity detection circuit of a washing machine comprising a diode turned on with respect to a voltage and a port coupler connected to the diode. 제1항에 있어서, 상기 스위칭 펄스 발생 수단은 트랜지스터로 구성됨을 특징으로 하는 세탁기의 세탁물 양 검지회로.The laundry amount detection circuit of a washing machine according to claim 1, wherein the switching pulse generating means comprises a transistor. 제1항에 있어서, 상기 부전압 처리부는 양전압에 대한 출력펄스와 이격되도록 제너다이오드를 포함하여 지연된 펄스를 생성하게 함을 특징으로 하는 세탁기의 세탁물 양 검지회로.The washing amount detection circuit of claim 1, wherein the negative voltage processor includes a zener diode to generate a delayed pulse so as to be spaced apart from an output pulse for a positive voltage. 제1항에 있어서, 상기 양전압 처리부는 모터 정지후 리플전압을 무시하도록 제너다이오드를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁기의 세탁물 양 검지회로.The laundry quantity detection circuit according to claim 1, wherein the positive voltage processor further includes a zener diode to ignore the ripple voltage after the motor stops.