基于紫外线的便携式洗衣机消毒装置的设计与研究
来源:用户上传
作者:
摘 要
洗衣机消毒一直是人们比较关心的话题，洗衣机长时间使用内部会产生大量的细菌。为了解决这一问题，本设计以arduino单片机作为基础，采用紫外线消毒设计出新的洗衣机消毒装置。每次在使用洗衣机之前，使用洗衣机消毒装置对洗衣机杀菌消毒，洗衣机消毒装置可集中很高的强度在短时间内杀灭细菌和病毒。洗衣机消毒装置对于各种细菌和病毒都有很高的杀灭效率。而且洗衣机消毒装置属于纯物理消毒方法，没有二次污染和对水资源浪费。
关键词
洗衣机消毒;紫外线杀菌;arduino单片机
中图分类号： TP368.1 文献标识码： A
DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.03.010
0 引言
伴随着我国经济的飞速发展，洗衣机已经成为了当代家庭中不可缺少的家用电器之一。洗衣机长时间使用内部容易滋生大量细菌，人们如果长期使用有细菌的洗衣机洗衣服，就可能会引发各种皮肤疾病。一般家用洗衣机每使用一个月就要对洗衣机进行一次消毒，传统的洗衣机消毒方式主要是液体消毒，但是液体消毒存在消毒时间长、浪费水资源和污染环境等缺点。为了避免这些缺点，我们研制了一款专门对洗衣机进行消毒的装置。该装置主要是通过紫外线照射对洗衣机进行消毒，其核心控制部件为arduino单片机。
1 紫外线消毒技术
人类对紫外线消毒技术的研究起源于德国物理学家里特，他在1801年研究光谱的不同部分对氯化银的作用的时候发现了紫外线。紫外线消毒技术主要是利用紫外线光的UVC破坏微生物机体细胞中的分子结构，对生长性细胞或再生性细胞造成死亡，从而来达到消毒杀菌的效果。目前，紫外线消毒技术历经几十年的研究与发展，已经在各种消毒的场合得到了广泛使用。
2 洗衣机消毒装置系统
本文设计的洗衣机消毒装置的结构包括单片机模块、紫外线消毒模块、显示模块、WIFI模块等。
Arduino单片机是的核心处理器部分，它负责对电路中的数据换算、判断以及对紫外线消毒灯进行控制等。在洗衣机消毒装置工作时，用户需要设置相关的参数，如消毒时间和消毒周期等。参数信息输入完成后，洗衣机消毒装置将会按照用户设定的清洗次数对洗衣机进行消毒。当用户感觉洗衣机内部较脏时，用户可以选择操作面板上的启动按钮启动洗衣机消毒装置。在消毒过程中，如果用户想要打开洗衣机时，用户也可以通过操作面板上的停止按钮来关闭洗衣机消毒装置。用户还可以通过手机远程控制洗衣机消毒装置的工作状态。
3 洗衣机消毒装置硬件电路
3.1 控制芯片
本设计以Arduino UNO单片机作为洗衣机消毒装置的核心芯片，这种单片机是基于开放原始码simple I/O平台，不需要太多的单片机基础，简单学习编程语言以后便可上手使用。Arduino UNO单片机的供电方式分为USB供电和直流5v供电两种，一般大多数使用者采用USB供电方式。它具有14路数字输入输出接口，6路模拟输入接口。
3.2 WIFI模块ESP8266
本设计选用的ESP8266WIFI模块。该模块的通信串口与单片机连接简单，控制方便。WIFI模块的作用是完成网络和串口之间的通讯，使洗衣机消毒装置可以通过网络进行控制。该模块支持三种组网模式本设计选用的是SoftAP+Station模式，这样洗衣机消毒装置既可以通过手机直接连接网络，也可以通过无线路由器连接网络从而达到远程控制目的。
3.3 计数电路
本设计的计数电路主要由CD4518芯片和单片机共同来完成。其中的一个十进制计数器接法为：CD4518芯片的IEN引脚做计数允许端接高电平，CP1引脚接单片机时钟脉冲输出端，进行个位数计数;第二个十进制计数器接法为：CD4518芯片的2CP端做成计数允许端接地，从第一个十进制计数器的1Q3做进位脉冲接2EN引脚做计数时钟输入端，进行十进数的计数。两位计数器输出的8421BCD码直接输入各自的译码芯片CD4511进行数码管显示。
4 总结
便携式洗衣机消毒装置可以在每次使用洗衣机前，实现杀菌消毒。便携式洗衣机消毒装置可以很高强度的在短时间内杀灭细菌和病毒，而且它对各种细菌和病毒很高的杀灭率。便携式洗衣机消毒装置属于物理消毒方法，没有二次污染和对水资源浪费。设计中综合考虑了各种因素，最后采用了无污染的紫外线消毒技术，对现有的洗衣机消毒方式进行改进。经过测试洗衣机消毒装置能有效杀死细菌，符合现代智能电器的要求。
参考文献
[1]（英）Simon Monk，ARDUINO编程从零开始，科学出版社.
[2]阎石.数字电子技术（第五版），北京：高等教育出版社，2006.
[3]曹振民，等.基于ESP8266的無线控制电路设计[J].工业控制计算机，2017（1）：68-69.
[4]杨辉，史文华.饮用水紫外线消毒研究与应用进展[J].沈阳建筑工程学院学报（自然科学版），2002，18（1）：51-53.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/8/view-15145383.htm
