Inteligentny układ sterujący w suszarni

Wtorek, 22 maj 2007 | Technika

Zapotrzebowanie na urządzenia inteligentne, w tym także sprzęt AGD stale rośnie. Na rynek trzeba je wprowadzać coraz szybciej i produkować coraz taniej. Nowe urządzenia nie powinny ujemnie oddziaływać na środowisko, a energii powinny zużywać jak najmniej. Wymagania te pobudzają innowacyjność, przynoszącą korzyści techniczne i finansowe zarówno dla producenta, jak i dla klienta. Jednym z przykładów tej tendencji w urządzeniach AGD są domowe powietrzne suszarki pralnicze, których sterowniki zawierają czujniki wilgotności względnej lub osuszacze powietrza, działające na tej samej zasadzie, co suszarki pralnicze. Osuszacze włączają się automatycznie, gdy wilgotność przekracza 65%, co zapobiega powstawaniu na tkaninach pleśni i strukturalnych uszkodzeń. Urządzenia te również mogą być używane do podnoszenia komfortu pomieszczeń mieszkalnych, w części definiowanego ustalonym zakresem temperatury i wilgotności.

Sterowanie wilgotnością

Suszarki zasysają powietrze, które przepływa wzdłuż powierzchni chłodzącej skraplacza, a skroplona wilgoć jest odprowadzana w postaci ciekłej. Suche powietrze jest następnie podgrzewane i wydmuchiwane wzdłuż wiszących mokrych tkanin. W trakcie przepływu odbiera od nich wilgoć.

Poprzednie wersje obecnych suszarek pralniczych działały w czasie kontrolowanym. Użytkownik ustalał czas osuszania powietrza. Po upływie tego czasu suszarka przestawała działać, niezależnie od tego, czy pranie zostało wysuszone całkowicie. Do suszenie 10 do 15kg tkanin suszarka powietrza w suszarni pralniczej wymaga średnio 1,2kW. To dość dużo, dlatego optymalizacja czasu suszenia może przynieść wymierne oszczędności. Dlatego w coraz większej liczbie urządzeń sterownik wyposaża się w czujnik wilgotności względnej.

Rys. 1. Schemat blokowy i składniki czujnika SHT.

Pierwsze sterowniki dla AGD opierały się na pomiarach mechanicznych - pasek tworzywa rozciągał się lub kurczył w zależności od wilgotności podobnie jak bimetal pod wpływem temperatury. Zmiana długości była przetwarzana na impulsy włączające lub wyłączające. Technika ta była kosztowna i niedokładna oraz obarczona błędami związanymi z kontaminacją. Ponadto plastykowe czujniki miały znaczną histerezę, powodującą nadmierne przedłużanie czasu suszenia, skutkujące zwiększeniem zużycia energii.

W drugiej generacji sterowników zastosowano elektroniczne czujniki wilgotności z uzyskiwanym w skomplikowanym układzie elektronicznym sygnałem analogowym. Oba rodzaje czujnika potrzebowały kalibracji, dokonywanej przez producenta sterownika. Wymagało to znacznych nakładów na dokładną aparaturę pomiarową i komorę klimatyzacyjną.

Trzecia i aktualna generacja to zespolony czujnik wilgotności i temperatury, jak np. seria SHTxx firmy Sensirion (rys. 1). Wszystkie jego obwody są scalone w jednym chipie CMOS, same czujniki, układy elektroniczne, pamięć z danymi kalibracyjnymi i interfejs cyfrowy, co w znacznym stopniu upraszcza konstrukcję sterownika. Czujniki są produkowane w standardowym procesie półprzewodnikowym CMOS, są rodzaju pojemnościowego, a zatem nadają się do środowiska o dużej wilgotności, są solidne, i charakteryzują się dużą stabilnością długoterminową.

Testy przy wilgotności 85%, w temperaturze 85°C, przez ponad 1200 godzin, wykazały odwracalny dryft wilgotności względnej tylko +2%. Dokładność wynosi ±3,5%. Dzięki zwartej konstrukcji czujnik nie wymaga kalibracji i poza rezystorem podciągającym nie wymaga dodatkowych elementów. Ze sterownikiem czujnik komunikuje się dwuprzewodowym łączem cyfrowym. (KKP)