[经验]

基于Nuvoton MCU和压力传感器的洗衣机水位检测方案

2019-9-19 09:05:07

3227 传感器

以前的洗衣机的水位检测主要是使用水位传感器：电磁式水位传感器和机械水位开关（触点式水位开关）。电磁式水位传感器由橡胶膜（应变片）、随橡胶膜上下运动的铁氧铁磁芯、随磁芯位置变动而使电感量发生变化的线圈、决定设定水位设定弹簧和决定复位水位弹簧等组成。在内部装有电感线圈和电容，组成了一个LC基本振荡电路，产生振荡频率。盛水桶里的水位会产生压力，压力会通过气管传入水位传感器的进气口进入气室；气室内塑料膜片，随气压上升时，会被吹起来，带动线圈在磁环中向上移动，从而改变电感的数值。这个数值会传递给洗衣机的主板。主板根据数值大小来判断是否已达到预设水位，以便发出指令，控制进水阀的通断电路，来控制进水。

然而电磁式最终得到的参数K与水位高度H并不线性。而且电磁式最终处理得到的水位高度值，精度也不高。此外，电磁式水位传感器的机械结构比较复杂，相对容易老化被损坏，价格也不便宜。品佳集团推出了基于Nuvoton MCU（N76E003）和Bosch气压传感器（BMP380）的低成本的洗衣机水位检测方案。该方案主要采用1颗MCU（N76E003）初始化BMP380，将BMP380的采集到的数据经过计算再通过脉冲的方式传递到洗衣机的主控板。BMP380 传感器具有300hPa - 1250hPa宽的测量范围和2.0μA的低功耗，比起前代的BMP280压力传感器更精确。BMP380采用10引脚金属盖2.0mm x 2.0mm x 0.75mm焊盘网格数组封装，集成了数字压力传感器和温度传感器。它只配备一个MEMS芯片和一个放大专用集成电路-与BMP280的芯片数量相同，但尺寸更小。通过BMP380检测得到的输出值Vout与水位高度H成线性关系，信号容易被MCU采集计算，并得到高精度的水位信息。相对于结构复杂的电磁式水位传感器，封装尺寸为2.0 mm x 2.0 mm x 0.75 mm，内置增强稳定性的防护盾，带气孔柱构造，设计电路简单，易于集成，生产工艺简单，稳定性能好。用BMP380 压力传感器方案，测量洗衣机水位，能提高全自动洗衣机的稳定性，准确测量水位高度。

方案BOM表