濁度是由水中的懸浮顆粒引起的，懸浮顆粒會(huì )漫反射入射光，通常采用90度那個(gè)方向的散射光做為測試信號，這樣測試出來(lái)的單位稱(chēng)為4:;。散射光與濁度符合多段線(xiàn)性關(guān)系，因此傳感器需要多點(diǎn)標定。而且光源強度和溫度變化均會(huì )影響測量結果的準確性。經(jīng)多次實(shí)驗研究和理論推算，發(fā)現散射光與透射光的比值與濁度符合線(xiàn)性關(guān)系。本傳感器采用散射光與透射光比值代替單純的散射光測量濁度，傳感器的準確度、可靠性提高，維護更加簡(jiǎn)單，抗污性增強。

如今,全自動(dòng)洗衣機與已走進(jìn)千家萬(wàn)戶(hù)，其功能也越來(lái)越多，花樣不斷翻新。判斷洗衣機性能的參數已經(jīng)不再是最基本的洗凈比、能耗以及耗水量等指標。通常是用戶(hù)根據經(jīng)驗設置洗衣機的洗滌時(shí)間和漂洗次數，要讓洗衣機自動(dòng)處理，通常會(huì )優(yōu)先滿(mǎn)足洗凈比的要求，而對能耗和耗水量的考慮則較少,造成水電的浪費。

采用濁度傳感器測量衣物的污濁程度，是一個(gè)比較可行的方法，通過(guò)判斷污濁程度，確定最佳的洗滌時(shí)間和漂洗次數，可以用較少的能耗和耗水量獲得滿(mǎn)足要求的洗凈比。

濁度傳感器是一種專(zhuān)門(mén)用于家電產(chǎn)品的低成本傳感器，主要用于洗衣機、洗碗機等產(chǎn)品的水污濁程度的測量。通過(guò)測量水的污濁程度來(lái)判斷所洗物品潔凈程度，從而確定最佳的冼滌時(shí)間。

該傳感器的工作原理是:傳感器內部是一個(gè)IR958與PT958封裝的紅外線(xiàn)對管(如下圖所示)，當光線(xiàn)穿過(guò)一定量的水時(shí)，光線(xiàn)的透過(guò)量取決于該水的污濁程度，水越污濁，透過(guò)的光就越少。光接收端把透過(guò)的光強度轉換為對應的電流大小，透過(guò)的光多，電流大，反之透過(guò)的光少，電流小。通過(guò)測量接收端電流的大小，就可以計算出水的污濁程度。濁度傳感器內部原理如圖1所示(虛線(xiàn)框內為濁度傳感器內部)。

濁度電流信號經(jīng)過(guò)電阻R1轉換為0 V~5 V電壓信號，利用A/D轉換器進(jìn)行采樣處理，單片機就可以獲知當前水的污濁度。濁度傳感器有3個(gè)引腳，按照圖1電路連接就可以實(shí)現水濁度的測量。實(shí)際使用時(shí)需要通過(guò)實(shí)驗獲得衣物污濁程度的經(jīng)驗數據。洗衣機硬件框圖如圖2所示。

按鍵、顯示、負載驅動(dòng)、輸人水位門(mén)開(kāi)關(guān)信號等均為常規電路，與單片機的相應端口連接即可。負載通常用可控硅驅動(dòng)。通訊接口采用單片機具有的UART接口，可以連接其他外部設備，是備用接口。這里介紹帶有濁度傳感器的洗衣機，通過(guò)濁度傳感器檢測當前衣物的臟污程度來(lái)確定衣物的洗滌時(shí)間和漂洗次數，以達到既洗凈衣物，又節省水電的目的。圖2中，濁度傳感器連接單片機的A/D輸入接口，信號直接連接即可，也可在中間串聯(lián)一只1 kΩ的電阻，并聯(lián)一只0.1μF的電容進(jìn)行濾波。

4 軟件設計

為了檢測衣物的污濁程度，采用如下特殊處理過(guò)程:首先讓洗衣機洗滌60s，然后停止洗滌，等待15s,讓水平靜，水中氣泡揮發(fā)以減少氣泡的影響，然后進(jìn)行污濁度檢測。根據表1數據確定洗滌時(shí)間。表中數據實(shí)際分成了3部分，每部分采用不同的洗滌電機轉停比，以獲得更好的洗凈效果，表中1項和2項采用較低的轉停比，6~8項采用較高的轉停比，中間項則采用標準的轉停比。洗衣機完成洗滌過(guò)程，排水脫水后，再進(jìn)水漂洗。漂洗結束后，等待15s，檢測漂洗水的污濁程度,并結合洗滌水的污濁程度進(jìn)行判定，判定方法如下:如果洗滌水污濁程度低(符合表1中的1和2兩項)，漂洗水基本無(wú)污濁(滿(mǎn)足1項)，則可以認為無(wú)需繼續漂洗。洗衣機脫水后完成整個(gè)洗衣過(guò)程。否則繼續漂洗。檢測流程如圖3所示。

通常最多漂洗3次，如果3次仍然認為有污濁。也不再漂洗，直接結束，由用戶(hù)處理。對濁度傳感器輸出信號的采樣和處理，采用了下面的方法:連續采樣20 ms(采樣10個(gè)數據)，累加取平均,得到數據作為一個(gè)結果，連續獲得64個(gè)這樣的數據，累加后取平均值作為最終結果。數據采樣處理過(guò)程可以在2 ms中斷中進(jìn)行，這樣可以在20 ms均勻間隔采樣。實(shí)際采樣時(shí)，可以只在需要進(jìn)行采樣處理時(shí)進(jìn)行。

另外，上述結果是在衣物不掉色的情況下獲得的，對于掉顏色的衣物，需要分開(kāi)洗滌，并且不選擇污濁度判斷功能。