姜海通

摘 要

洗衣機(jī)消毒一直是人們比較關(guān)心的話題，洗衣機(jī)長(zhǎng)時(shí)間使用內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生大量的細(xì)菌。為了解決這一問題，本設(shè)計(jì)以arduino單片機(jī)作為基礎(chǔ)，采用紫外線消毒設(shè)計(jì)出新的洗衣機(jī)消毒裝置。每次在使用洗衣機(jī)之前，使用洗衣機(jī)消毒裝置對(duì)洗衣機(jī)殺菌消毒，洗衣機(jī)消毒裝置可集中很高的強(qiáng)度在短時(shí)間內(nèi)殺滅細(xì)菌和病毒。洗衣機(jī)消毒裝置對(duì)于各種細(xì)菌和病毒都有很高的殺滅效率。而且洗衣機(jī)消毒裝置屬于純物理消毒方法，沒有二次污染和對(duì)水資源浪費(fèi)。

關(guān)鍵詞

洗衣機(jī)消毒;紫外線殺菌;arduino單片機(jī)

中圖分類號(hào)： TP368.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.03.010

0 引言

伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，洗衣機(jī)已經(jīng)成為了當(dāng)代家庭中不可缺少的家用電器之一。洗衣機(jī)長(zhǎng)時(shí)間使用內(nèi)部容易滋生大量細(xì)菌，人們?nèi)绻L(zhǎng)期使用有細(xì)菌的洗衣機(jī)洗衣服，就可能會(huì)引發(fā)各種皮膚疾病。一般家用洗衣機(jī)每使用一個(gè)月就要對(duì)洗衣機(jī)進(jìn)行一次消毒，傳統(tǒng)的洗衣機(jī)消毒方式主要是液體消毒，但是液體消毒存在消毒時(shí)間長(zhǎng)、浪費(fèi)水資源和污染環(huán)境等缺點(diǎn)。為了避免這些缺點(diǎn)，我們研制了一款專門對(duì)洗衣機(jī)進(jìn)行消毒的裝置。該裝置主要是通過紫外線照射對(duì)洗衣機(jī)進(jìn)行消毒，其核心控制部件為arduino單片機(jī)。

1 紫外線消毒技術(shù)

人類對(duì)紫外線消毒技術(shù)的研究起源于德國(guó)物理學(xué)家里特，他在1801年研究光譜的不同部分對(duì)氯化銀的作用的時(shí)候發(fā)現(xiàn)了紫外線。紫外線消毒技術(shù)主要是利用紫外線光的UVC破壞微生物機(jī)體細(xì)胞中的分子結(jié)構(gòu)，對(duì)生長(zhǎng)性細(xì)胞或再生性細(xì)胞造成死亡，從而來達(dá)到消毒殺菌的效果。目前，紫外線消毒技術(shù)歷經(jīng)幾十年的研究與發(fā)展，已經(jīng)在各種消毒的場(chǎng)合得到了廣泛使用。

2 洗衣機(jī)消毒裝置系統(tǒng)

本文設(shè)計(jì)的洗衣機(jī)消毒裝置的結(jié)構(gòu)包括單片機(jī)模塊、紫外線消毒模塊、顯示模塊、WIFI模塊等。

Arduino單片機(jī)是的核心處理器部分，它負(fù)責(zé)對(duì)電路中的數(shù)據(jù)換算、判斷以及對(duì)紫外線消毒燈進(jìn)行控制等。在洗衣機(jī)消毒裝置工作時(shí)，用戶需要設(shè)置相關(guān)的參數(shù)，如消毒時(shí)間和消毒周期等。參數(shù)信息輸入完成后，洗衣機(jī)消毒裝置將會(huì)按照用戶設(shè)定的清洗次數(shù)對(duì)洗衣機(jī)進(jìn)行消毒。當(dāng)用戶感覺洗衣機(jī)內(nèi)部較臟時(shí)，用戶可以選擇操作面板上的啟動(dòng)按鈕啟動(dòng)洗衣機(jī)消毒裝置。在消毒過程中，如果用戶想要打開洗衣機(jī)時(shí)，用戶也可以通過操作面板上的停止按鈕來關(guān)閉洗衣機(jī)消毒裝置。用戶還可以通過手機(jī)遠(yuǎn)程控制洗衣機(jī)消毒裝置的工作狀態(tài)。

3 洗衣機(jī)消毒裝置硬件電路

3.1 控制芯片

本設(shè)計(jì)以Arduino UNO單片機(jī)作為洗衣機(jī)消毒裝置的核心芯片，這種單片機(jī)是基于開放原始碼simple I/O平臺(tái)，不需要太多的單片機(jī)基礎(chǔ)，簡(jiǎn)單學(xué)習(xí)編程語言以后便可上手使用。Arduino UNO單片機(jī)的供電方式分為USB供電和直流5v供電兩種，一般大多數(shù)使用者采用USB供電方式。它具有14路數(shù)字輸入輸出接口，6路模擬輸入接口。

3.2 WIFI模塊ESP8266

本設(shè)計(jì)選用的ESP8266WIFI模塊。該模塊的通信串口與單片機(jī)連接簡(jiǎn)單，控制方便。WIFI模塊的作用是完成網(wǎng)絡(luò)和串口之間的通訊，使洗衣機(jī)消毒裝置可以通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制。該模塊支持三種組網(wǎng)模式本設(shè)計(jì)選用的是SoftAP+Station模式，這樣洗衣機(jī)消毒裝置既可以通過手機(jī)直接連接網(wǎng)絡(luò)，也可以通過無線路由器連接網(wǎng)絡(luò)從而達(dá)到遠(yuǎn)程控制目的。

3.3 計(jì)數(shù)電路

本設(shè)計(jì)的計(jì)數(shù)電路主要由CD4518芯片和單片機(jī)共同來完成。其中的一個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器接法為：CD4518芯片的IEN引腳做計(jì)數(shù)允許端接高電平，CP1引腳接單片機(jī)時(shí)鐘脈沖輸出端，進(jìn)行個(gè)位數(shù)計(jì)數(shù);第二個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器接法為：CD4518芯片的2CP端做成計(jì)數(shù)允許端接地，從第一個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的1Q3做進(jìn)位脈沖接2EN引腳做計(jì)數(shù)時(shí)鐘輸入端，進(jìn)行十進(jìn)數(shù)的計(jì)數(shù)。兩位計(jì)數(shù)器輸出的8421BCD碼直接輸入各自的譯碼芯片CD4511進(jìn)行數(shù)碼管顯示。

4 總結(jié)

便攜式洗衣機(jī)消毒裝置可以在每次使用洗衣機(jī)前，實(shí)現(xiàn)殺菌消毒。便攜式洗衣機(jī)消毒裝置可以很高強(qiáng)度的在短時(shí)間內(nèi)殺滅細(xì)菌和病毒，而且它對(duì)各種細(xì)菌和病毒很高的殺滅率。便攜式洗衣機(jī)消毒裝置屬于物理消毒方法，沒有二次污染和對(duì)水資源浪費(fèi)。設(shè)計(jì)中綜合考慮了各種因素，最后采用了無污染的紫外線消毒技術(shù)，對(duì)現(xiàn)有的洗衣機(jī)消毒方式進(jìn)行改進(jìn)。經(jīng)過測(cè)試洗衣機(jī)消毒裝置能有效殺死細(xì)菌，符合現(xiàn)代智能電器的要求。

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