Содержание
На первый взгляд, схема стиральной машины недоступна для понимания простого пользователя. Однако при изготовлении печатных плат, используется стандартная элементная база. Принцип работы строится на программе управления, которая, в нужный момент дает команду исполнительному механизму.
Сегодня даже школьники могут построить базовые системы управления процессами, используя стандартные команды, написанные на простейших машинных языках. Пример тому – открытая среда программирования, построенная на контроллере «Arduino».
Электрическая схема стиральной машины еще проще. Не верите? читайте наш материал.
Для понимания построения архитектуры управления, посмотрите на иллюстрацию типичной схемы стиральной машины-автомат:
Общие принципы работы управляющего контроллера:
Для того чтобы можно было систематизировать весь процесс управления, производители давно отказались от аналоговых сигналов. Они встречаются лишь на участках между датчиками (например, температура) и конвертерами сигнала (это простейший блок, выполненный, как правило, на одной микросхеме). Также аналоговый сигнал подается на исполнительные механизмы: электродвигатель, клапана, помпа, блокировка двери.
Как работает схема передачи и приема сигналов?
Мозг любой стиральной машины – это контроллер. Его главный элемент: микросхема управления с возможностью программирования. Инженеры системотехники пишут программу, которая на основе заданного режима стирки, и полученной от многочисленных датчиков информации, посылает сигналы на включение остальных узлов агрегата.
На иллюстрации это самый большой элемент с 64 ножками. Разумеется, выход из строя этой масштабной детали приведет к ее замене. Микросхемы не ремонтируются. Ее стоимость сравнима с ценой всей платы управления, поэтому меняют ее целиком.
Остальные детали – это стандартная элементная база: резисторы, конденсаторы, транзисторы, катушки индуктивности, диоды. Любую деталь можно диагностировать, и заменить с помощью паяльника. Стоимость элементов копеечная. При наличии элементарного опыта работы с электроникой, с такой задачей может справиться любой домашний мастер.
Разумеется, для проверки и ремонта нужна принципиальная электросхема. Это не такой уж большой секрет: на профильных сайтах, и даже на интернет ресурсах производителей и сервисных центров, схемы размещены в свободном доступе. Выглядят они обычно так:
По линиям принципиальной схемы можно проследить путь прохождения каждого сигнала, и диагностировать каждую отдельную радиодеталь. Для облегчения работы можно использовать простейший генератор импульсов и осциллограф. Если ваш уровень подготовки позволяет ремонтировать такие платы, оборудование наверняка имеется.
Обычные радиодетали на аналоговом уровне, можно проверить мультиметром.
Как работает исправная электрическая схема стиральной машины?
После включения питания и выбора режима, запускается таймер. Через определенные интервалы дается команда исполнительным механизмам, и с помощью датчиков контролируется исполнение.
- Дается команда на заполнение бака водой. Открывается клапан (в зависимости от выбранного режима, вода направляется напрямую или через контейнер с моющим средством).
- Затем прессостат дает обратный сигнал про уровень воды, и клапана закрываются.
- После чего, запускается двигатель, обороты которого контролируются таходатчиком.
- После окончания алгоритма стирки, запускается программа отжима и слива воды. Снова контроль с помощью датчиков обратной связи.
- Затем запускается режим полоскания. Тот же принцип: от датчиков приходит информация, на исполнительные механизмы даются рабочие команды.
Из этой информации понятно, что даже при полной исправности модуля управления, работоспособность электрической схемы зависит от состояния датчиков. Разумеется, если исполнительный механизм (например, схема управления двигателем) выйдет из строя, программа стирки не будет работать.
Это не менее сложные устройства, даже в сравнение с контроллером. На иллюстрации электрическая схема контроллера электродвигателя:
Если выявляется неисправность отдельного исполнительного механизма, или схемы датчика, он ремонтируется по такому же принципу. В мастерских проверка производится на стенде, а в домашних условиях – с помощью генератора и осциллографа.
Эта статья продолжает тему внутрисхемного программирования (ISP — In System Programming) микросхем ЭСППЗУ в составе электронных модулей (ЭМ) стиральных машин (СМ), начатую в [1]. В статье описывается простейший ISP-программатор, подключающийся к СОМ-порту ПК и работающий под управлением широко распространенного пакета PonyProg (см. [2]). В ней также приводятся особенности подключения программатора к плате панели управления (ПУ) СМ Aqualtis (Hotpoint-Ariston) икЭМ EVO-II (Indesit/Ariston).
Программирование микросхемы ЭСППЗУ в составе ПУ СМ серии Aqualtis (Hotpoint-Ariston)
В ПУ СМ серии Aqualtis (рис. 1) микросхема ЭСППЗУ расположена под блоком индикации, поэтому ее программирование с помощью традиционного программатора проблематично — вместе с ней нужно демонтировать, а потом вновь устанавить на место и ЖК дисплей. Решить проблему программирования ЭСППЗУ без риска повреждения дисплея и самой микросхемы позволяет ISP-программатор. Схема соединения СОМ-порта ПК и выводов микросхемы ЭСППЗУ приведена на рис. 2. Чтобы не перегружать линии последовательного порта ПК, отмеченные на рисунке элементы удаляют, а напряжение питания 5 В подают на микросхему памяти от подходящего внешнего сетевого адаптера.
С обратной стороны ПУ имеется 5-контактный соединитель, к которому подключен кабельный шлейф от основного ЭМ. На этот соединитель выведены сигналы последовательного интерфейса l2C (SCL, SDA) и линии питания (GND, +5В) — см. рис. 3 (самый верхний на рисунке контакт соединителя ПУ не используется). Соответствующие линии программатора соединяют с контактами соединителя ПУ (к микросхеме памяти подключаться не нужно).
Рис. 1. Внешний вид ПУ CM Aqualtis
Прямое программирование ЭСППЗУ через указанный соединитель в данном случае невозможно по двум причинам:
— кроме ИМС памяти к линиям интерфейса 12С подключен микроконтроллер (МК), который будет мешать процессу программирования ЭСППЗУ;
— разводка платы ПУ выполнена таким образом, что в микросхеме ЭСППЗУ включена защита от записи
Рис. 2. Принципиальная электрическая схема простейшего ISP-программатора
Рис. 3. Назначение контактов соединителя платы ПУ
Для логического отключения МК от линий последовательного интерфейса 12С вход начального сброса (RESET) микросхемы соединяют с общим проводом (GND). Для снятия защиты записи ЭСППЗУ вход WP памяти соединяют с общим проводом через резистор 1 кОм.
Рис. 4. Расположение контрольных точек RESET и WP на плате ПУ
Так как прямой доступ к микросхеме памяти проблематичен (мешает дисплей), а выводы МК имеют достаточно малый шаг, подключиться к данным микросхемам проще всего через контрольные точки, которые имеются на плате ПУ. На всех контрольных точках ПУ отсутствует лак и краска — выглядят они как необ-луженные медные площадки. На рис. 4 показана плата ПУ с обозначенными на ней контрольными точками RESET (МК) и WP (ЭСППЗУ).
Рис. 5. Доработка платы ПУ
Пример реализации описанной выше доработки иллюстрирует рис. 5 — между точками RESET и WP устанавливают резистор (1 кОм), а к правому его выводу припаивают провод, который идет от контакта GND соединителя ПУ (рис. 3).
В качестве ПО для программатора используют бесплатный пакет PonyProg, который доступен на сайте разработчика [1]. Предварительно копируют на ПК файл прошивки микросхемы ЭСППЗУ.
После этого выполняют следующие действия:
1. Подключают ISP-программатор к СОМ-порту ПК и плате ПУ (указанные выше доработки на плате ПУ уже выполнены).
2. Включают внешний источник питания +5 В.
3. Устанавливают и конфигурируют программу PonyProg, выбрав в настройках номер порта ПК, типы программатора (JDM API) и микросхемы памяти (24С512), разрядность (16 бит).
4. Производят необходимые операции по программированию памяти ПУ. После окончания работы отключают питание, отсоединяют устройство от ПК и ПУ, отпаивают резистор и снимают монтажный провод с ПУ.
Программирование микросхемы ЭСППЗУ в составе ЭМ EVO-II, применяемого в СМ Indesit/Ariston
На примере ЭМ на платформе EVO-II, применяемого в СМ с коллекторными приводными моторами, рассмотрим особенности подключения ISP-программатора (его схема показана на рис. 2) и работы с ним. В качестве ПО для программатора рассматривается пакет PonyProg.
Внешний вид рассматриваемого модуля и расположение его сервисного соединителя J7 показано на рис. 6. Указанный сервисный соединитель используется специалистами для выполнения различных технологических операций через специальный аппаратный ключ-адаптер (тестирование СМ, программирование ЭСППЗУ, отображение кодов ошибок СМ). Программирование памяти можно проводить и традиционным способом с помощью любого программатора, поддерживающего данный тип микросхемы, в этом случае потребуется демонтаж/монтаж микросхемы ЭСППЗУ. Для программирования памяти с помощью ISP-программатора его подключают к ЭМ через уже упомянутый выше сервисный разъем J7. Кроме того, необходимо доработать плату ЭМ и подключить внешний источник питания +5 В (см. описание выше). Схема подключения ISP-программатора аналогична рис. 2. В этом случае подключают программатор не к ИМС памяти, а к соответствующим контактам соединителя J7. Ввиду того, что программатор питается от внешнего источника, на схеме нужно исключить выделенные элементы — это необходимо для того, чтобы не перегружать линии СОМ-порта ПК. Также для удобства можно снабдить провода для подключения программатора к соединителю ЭМ зажимами типа "крокодил". Назначение контактов J7, расположение контрольных точек и элементов на плате ЭМ показано на рис. 7.
На рис. 7 видно, что на соединитель J7 выведены сигналы SCL, SDA интерфейса 12С, линии питания (GND, +5 В) и идентификатор линии TEST (используется для идентификации ЭМ и его аппаратной платформы сервисным ключом).
Кроме того, имеются еще две точки, которые необходимы для работы программатора:
— WP (Write Protect, защита ЭСППЗУ от записи, выв. 7);
— RESET (аппаратный сброс МК, выв. 7).
Рис. 6. Внешний вид ЭМ EVO-II и расположение на нем сервисного соединителя J7
Рис. 7. Назначение контактов соединителя J7, расположение контрольных точек и элементов на ЭМ
Выбор подобных точек связан с тем, что подключение к соответствующим выводам микросхем не совсем удобно.
Для обеспечения работы программатора нужно снять блокировку записи ЭСППЗУ (подать лог. "О" на вывод WP). Для этого на площадке для ЭСППЗУ в корпусе DIP-8 (рис. 7) между выводами 2 и 7 устанавливают перемычку (по умолчанию выводы 1 -4 микросхемы соединены с общим проводом). Разводка выводов под площадками для установки микросхем в корпусах DOP-8 м SO-8 дублирует друг друга, поэтому указанная перемычка равнозначна аналогичному подключению на реальной микросхеме памяти в корпусе SO-8. Впоследствии перемычку можно не снимать, поскольку никаких изменений в работу модуля она не вносит.
Следующая доработка заключается в соединении с общим проводом вывода RESET МК (данное соединение необходимо только во время сеансов работы с памятью). Она необходима для того, чтобы МК не мешал обмену данными по интерфейсу I2C между ПК и памятью — микроконтроллер будет логически отключен. Контрольная точка RESET выведена на левый вывод керамического конденсатора, находящегося под кварцевым резонатором (рис. 7). Расположение этой точки также показано в [3].
Внешний вид подключенного к ЭМ программатора иллюстрирует рис. 8.
Рис. 8. Подключение программатора к ЭМ с помощью зажимов типа "крокодил"
После этого выполняют следующие действия:
1. Подключают устройство (ISP-программатор)
к СОМ-порту ПК и к ЭМ (указанные выше доработки на плате ЭМ должны быть уже выполнены).
2. Включают внешний источник питания +5 В.
3. Устанавливают и конфигурируют программу PonyProg, выбрав в настройках номер порта ПК, типы программатора (JDM API) и микросхемы памяти (24С64), разрядность (16 бит).
4. Производят необходимые операции по программированию памяти ПУ. После окончания работы отключают питание, отсоединяют устройство от ПК и ПУ и отпаивают провод от контрольной точки RESET. Перемычку WP можно оставить.
Литература и интернет-источники
1. Я. Тележко. Внутрисхемное программирование электронных модулей стиральных машин Indesit/Ariston. Ремонт & Сервис, №9, 2012.
2. Сайт разработчика PoniProg — http://www.lancos.com.
3. Я. Тележко. Программирование микроконтроллеров электронных модулей стиральных машин Indesit/Ariston, выполненных на аппаратной платформе EVO-II. Ремонт & Сервис, №10, 2012.
Автор: Ярослав Тележко, (г. Саратов)
Мнения читателей
- 1 / 21.06.2017 — 15:17
Схема Э3 не корректна. От сервисного порта J7 (пины 1+2, 3+4) до ножек микросхемы 7,8 пин (для EVO 2) по линии SCL и SDA стоит по резистору 101 Ом. Так же на схеме графическое обозначение диодов Шоттки, а не стабилитронов на 5В. - Иван / 28.05.2016 — 19:12
Автору огромное спасибо. Столько вопросов отлетело сразу. - Василий / 18.06.2015 — 16:15
Есть переходники с usb на com - Алексей / 16.12.2014 — 16:40
Ярослав, это восхищает! Спасибоза то что вы делаете! - gleco1 / 13.12.2014 — 11:54
Замечательно, доходчиво! Было бы очень хорошо продолжить. Сейчас в компах нет ни com ни LPT/ Только USB.
Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному вышематериалу:
Любая техника, выполняющая разные рабочие программы, обязательно имеет в своей комплектации специальный блок управления. Не являются исключением из этого правила и автоматические стиральные машины. Ведь еще бы – машина-автомат изначально рассчитана на большой фронт выполняемых ею работ (вкл/выкл, смена рабочих циклов и прочие), которые запускаются через единое важное устройство – модуль электронный.
Электронный блок управления СМА – что это такое?
Электронный модуль – это в буквальном смысле «мозг и сердце» стир. машины-автомат. Он представляет собой микропроцессор-контроллер, выполненный в виде программируемой микросхемы. Программа, записанная на память флеш в зависимости от того, какие нажимаются кнопки и поворачиваются регуляторы под руководством потребителя, «отдает» команды на управленческие схемы. А сама схема и прочие детали расположены на плате, выполненной из гетинакса фольгированного или текстолита.
Весь электронный модуль управления состоит из платы (печатной), включающей в себя разные детали (микросхемы, транзисторы и другие). Именно модуль управления руководит всем рабочим процессом СМА, делая его последовательным: забор в бак воды, процесс стирки, отжим белья и сливание воды. А вот, чтобы хозяину машины-автомат было проще разобраться во всех программах своей техники, на ее передней панели (вверху) установлен индикатор (индикационная плата). Это позволяет обеспечить сигнализацию любого выполняющегося момента в работе стиральной машины.
Роль модуля электронного стир. машины-автомат
С самого начала, как появились машинки-автомат, модуль управления отвечал только за скорость электроприводного вращения, температуру и водный уровень. В нынешних автомат-машинах в зависимости от стоимости и компании-производителя, может стоять один из трех видов управления: электромеханическая, полностью электронная или смешанная. Модуль управления СМА подразделяется на 2 главные части:
1. Плата управления. Она отвечает за водную температуру, скоростную регулировку, уровень воды, а также за замачивание, полоскание и отжим белья.
2. Плата индикации. Она нужна для тестирования электронных узлов и отображения неисправностей на дисплее.
Как видно из перечисленного выше, поломка электронного модуля управления СМА – это весьма нежелательная проблема. И вот чтобы он как можно больше сохранился в рабочем состоянии, не стоит обращаться с ним небрежно, а еще разрешать детишкам просто так нажимать на кнопки и поворачивать программные переключатели техники. Если поломка все же произошла, не пытайтесь сами заняться ремонтом, а лучше обратиться в ремонтный сервис. Специалисты всегда помогут выяснить любую причину неисправности вышедшей из строя техники (это касается не только СМА, а и всей бытовой техники), подберут нужную деталь и максимально быстро произведут ремонт.
3 распространенных симптома выхода частей модуля СМА из рабочего строя:
1. Если вдруг на основной электрический двигатель начинает поступать высокое напряжение, вызывая этим большие обороты, то, скорее всего, из строя вывело силовой симистор. Еще выше описанная поломка возможна и при выпадении тахогенераторного магнита. Разница лишь в том, что при последней причине микроконтроллер перестанет подавать на движок напряжение (это произойдет после 3-х попыток набора высоких оборотов).
2. Если программа машинки-автомат при своем включении ускоренно производит полный цикл действий, а потом отключается – это поломка щетки ротора или микросхемы ППЗУ.
3. Если во время стирки стиральная автомат-машина вдруг начинает пропускать режим нагрева, стараясь «перескочить» на режим полоскания, значит тут проблема в ТЭНе или термисторе.
Возможные признаки поломки электронного блока управления СМА:
- Горят или мигают индикаторы автомат-машины;
- СМА долго стирает;
- СМА не отжимает белье;
- Машинка сливает воду сразу же после ее забора;
- Вообще не крутится барабан;
- Стиральная машина-автомат «глючит» или не запускает какую-то программу;
- Не поддерживается заданная температура воды в машинке;
- Двигатель работает на пониженных или повышенных оборотах;
От чего может прийти в непригодность электронный модуль управления СМА?
Плата управления стиральной машины-автомат может выйти из строя по двум факторам: внутреннему и внешнему.
К внутреннему фактору относятся: неисправные элементы модуля управления (микросхема, тиристор, конденсаторы); плохо пропаянные дорожки, обрывы; дефект заводской платы.
К внешнему фактору относятся: попадание влаги на плату; скачки напряжения; низкое напряжение; частое выключение хозяином программ машины-автомат во время их выполнения; обрыв электропроводов.
Каждый хозяин любой мелкой и крупной бытовой техники всегда заинтересован в ее отличной, долгой работе. А чтобы техника действительно могла долго служить, надо правильно ее эксплуатировать, а главное – правильно выбирать в торговых центрах. Ведь не секрет, что некоторые из них не имеют никакого отношения к известным мировым производителям, а весь их товар только «имитирует» популярную продукцию. Наша компания на рынке бытовой техники существует более 13-ти лет, а потому имеет отлично налаженные контакты со многими действительно популярными и проверенными производителями такой продукции. Все наши магазины предлагают широкий ассортимент запасных частей, аксессуаров и установочной арматуры на любую бытовую технику.
