Электронный модуль стиральных машин ELECTROLUX/ZANUSSI/AEG

Компания Electrolux разработала единую программно-аппаратную платформу ENV 06 (Electrolux New Vision 2006) для крупной бытовой техники. В зависимости от сложности и категории техники платформа разделяется на множество субплатформ. Применительно к СМ, это субплатформы EWM1100/2100/2500/3500.

СМ, выполненные на субплатформе EWM1100, относятся к технике бюджетного класса (базовый уровень), субплатформы EWM2100/2500 — это техника среднего уровня сложности, а субплатформа EWM3500 предназначена для техники топ-класса.

В этой главе рассматривается ЭМ EWM1100. На основе этого модуля выполнено большое количество моделей СМ как с фронтальной, так и с вертикальной загрузкой белья. Имеется две разновидности ПУ СМ на указанной субплатформе — так называемые ТС5 и ТС6. Эти ПУ внешне очень похожи, но имеют некоторые отличия. Например, на панели ТС5 имеется ручка регулятора температуры нагрева воды, а у ТС6 ее нет. Селектор программ панелей может быть как 15-, так и 21-позиционным. Каждая из ПУ имеет две разновидности — первая используется в СМ с фронтальной загрузкой белья, а вторая— в СМ с вертикальной загрузкой.

Внешний вид ПУ ТС5 и ТС6 показан на рис. 1. Внешний вид ЭМ EWM1100 с указанием расположения элементов по функциональным зонам показан на рис. 2, на рис. 3 — пример электромонтажной схемы соединений ЭМ в составе СМ с вертикальной загрузкой белья, а на рис. 4 — блок-схема СМ на основе ЭМ EWM1100.

ЭМ EWM1100 имеет в своем составе следующие основные элементы и узлы:

МК MC9S08AC60, являющийся основным управляющим элементом ЭМ. В энергонезависимой памяти МК записано: основное ПО, данные конфигурации ЭМ под конкретный тип СМ и др.

ИП, формирующий постоянные напряжения 5 и 12 В. Источник выполнен по схеме обратноходового преобразователя на основе контроллера типа LNK304.

Две 7-канальных ключевых сборки типа ULN2004A. Они используются в цепях управления светодиодов на ПУ, реле и симисторов.

Реле, коммутирующие силовые цепи ЭМ — ТЭН и обмотки приводного мотора.

Симисторы, коммутирующие силовые цепи приводного мотора, клапанов залива воды, УБЛ и помпы. Необходимо отметить, что компоненты ACS102/108, применяемые в ЭМ не совсем корректно называть симисторами, в оригинальной документации они называются АС-ключами (AC Switch).

Аппаратно модификации ЭМ EWM1100 отличаются незначительно. Например, в СМ с приводным мотором, имеющим средний вывод статора, на ЭМ добавляется отдельное реле с соответствующей цепью (высокие/низкие обороты). Также в СМ с вертикальной загрузкой на модуле добавлена цепь датчика позиционирования барабана (DSP). Рассмотрим состав и работу основных узлов ЭМ по принципиальным схемам.

Описание основных узлов ЭМ EWM1100 Источник питания

Импульсный ИП формирует напряжения 5 и 12 В, которые используются для питания элементов и узлов в составе ЭМ. На рис. 2.5 приведена принципиальная схема ИП. Он представляет собой импульсный обратноходовый преобразователь, основой которого является контроллер LNK304 со встроенным выходным силовым МОП транзистором. ИМС выпускается фирмой Power Integrations и относится к семейству LinkSwitch-TN.

Отличительные особенности контроллера LNK304:

— интегрированные схемы защиты от короткого замыкания (с автоматическим перезапуском) и от обрыва цепи обратной связи;

— фиксированная рабочая частота преобразования (60 кГц);

— высокое рабочее напряжение «сток-исток» выходного ключевого транзистора (1)си = 700 В);

— высокий порог срабатывания термозащиты (+135°С).

В состав ИП входят следующие компоненты:

— цепи ограничения по напряжению и току (R80, VDR3);

— сетевой выпрямитель (D5, С20);

— контроллер U4(LNK304);

— импульсный трансформатор (Т1);

— выходные выпрямители (D7, D8, С26-С28);

— элементы цепи обратной связи (Q5, DZ1, R83, R84);

— элементы цепи защиты встроенного в ИМС контроллера МОП-транзистора (D6, С21, R81). В ЭМ EWM1100 сетевая шина N (NEUTRAL) условно обозначена как «земля», которая, в свою очередь, объединена с шиной +5 В.

Элементы управления исполнительными устройствами СМ

На плате ЭМ расположены следующие элементы управления исполнительными устройствами СМ:

• Симисторы клапанов залива воды TYACS3, TYACS4(pnc. 6). Цепь управления симистора TYACS3: выв. 16 МК U3 — выв. 5-12 ключевой сборки U1 — R37 — управляющий электрод TYACS3. Цепь управления симистора TYACS4: выв. 17 МК U3 — выв. 6-11 ключевой сборки U1 — R39 — управляющий электрод 7YACS4.
• Симистор УБЛ TYACS1 (рис. 6). Его цепь управления: выв. 14 МК U3— выв. 3-14 ключевой сборки U1 — R6 — управляющий электрод TYACS1.
• Симистор помпы TYACS2 (рис. 6). Его цепь управления: выв. 15 MKU3— выв. 4-13 ключевой сборки U1 — R34 — управляющий электрод TYACS2.
• Симистор TY1 приводного мотора (рис. 2.6). Он управляется ШИМ сигналом по цепи: выв. 5 МК U3 — выв. 2-15 ключевой сборки U1 — R99 — управляющий электрод TY1.
• Реле ТЭН RL1. Оно управляется по цепи: выв. 13 МК U3 (рис. 6)— QD1 — R1 — обмотка— RL1.
• Реле реверса RL2 и RL3 (рис. 6) коммутируют фазировку питания ротора приводного мотора. Они управляются по цепям (в скобках указана цепь для реле RL3): выв. 23 (24) МК U3 (рис. 7) — QD2 (QD3) — обмотка RL2 (RL3) (рис. 6).

Цепи обработки сигналов от внешних узлов ЭМ

На плату ЭМ поступают следующие внешние сигналы:

• С датчика температуры (подключен к конт. 8, 9 соединителя J9). Сигнал поступает (см. рис. 6) через элементы R41 R42 С11 на выв. 34 МК U3 (вход АЦП).
• С датчика позиционирования барабана (применяется только в СМ с верхней загрузкой белья). Сигнал поступает на конт. 1 соединителя Л 2 и далее через цепь R22 R23 С5 — на выв. 9 MKU3 (см. рис. 8).
• С прессостата (сигнал, частота которого зависит от уровня воды в баке). Сигнал поступает на конт. 3 соединителя Л 0 и через цепь R118 R119 D15 D16 С35 на выв. 4 МК U3 (см.рис. 8). График зависимости частоты выходного сигнала прессостата от уровня воды в баке СМ показан на рис. 9.
• С УБЛ. При включении УБЛ замыкается силовая контактная группа в его составе, через которую подается питание РБЛОК (DOOR_CLOSET S на рис. 4) на цепи коммутации ТЭН, клапанов залива воды, приводного мотора. Контроль этой контактной группы обеспечивается специальной цепью — через резистор R75 сигнал поступает на выв. 37 МК U3 (рис. 6).
• С тахогенератора (датчика скорости вращения приводного мотора). Сигнал снимается с конт. 7 соединителя J7, далее через усилитель-формирователь R86 R88-R90 Q6 С29 СЗО D14 поступает на выв. 7 МК U3 (рис. 6).

Цепи обработки сигналов от узлов в составе ЭМ

В ЭМ имеются другие сигнальные цепи, не вошедшие в список выше. Перечислим эти цепи:

• Селектора программ. Селектор программ представляет собой разрядный 15- или 21-позиционный переключатель (рис. 7), с которого снимается параллельный код, значение которого соответствует положению его ручки. Каждому положению селектора соответствует определенная программа стирки.
• Контроля реле ТЭН. Сигнал с контактной группы реле RL1 поступает через R8 (рис. 6) по цепи (D17 D18 R15-R17 R67 D2 D3 R69)(рис. 8) на выв. 36 МК U3 (вход АЦП). Этот же вывод используется для контроля уровня сетевого напряжения.
• Формирования тактовых сигналов 50 Гц от питающей сети переменного тока. Сигнал поступает по цепи (R70 D4 С17 R123 Q3 R73 R74 R130) на выв. 6 МК U3 (рис. 8) и используется для работы таймеров в составе МК.
• Регулятора максимальной скорости вращения барабана при отжиме. Сигнал с потенциометра поступает через R102 на выв. 41 МК U3 (рис. 7).
• Индикации. В ЭМ светодиоды ПУ размещены непосредственно на плате. Индикация выполнена по схеме матрицы с организацией 2x9. Управление светодиодами обеспечивается соответствующими портами МК через буферные каскады на сборках U1, U2 и отдельных ключах Q1, Q2 (см. рис. 10).
• Кнопок ПУ. Для управления режимами работы СМ непосредственно на ЭМ размещены функциональные кнопки, которые подключены к выв. 1, 46, 48, 49, 62 МК U3. В отличие от большинства ЭМ аналогичного класса, в EWM1100 отсутствуют важные цепи контроля работоспособности симисторов приводного мотора и помпы. Контроль состояния реле реверса тоже отсутствует. Так как к ЭМ подключается электронный прессостат, в модуле (и в СМ) отсутствует аварийная цепь включения помпы при переливе воды в баке без участия МК. Напрашивается вывод, что в ЭМ EWM1100 отсутствует многие из ранее распространенных защитных цепей, которые имелись даже в модулях, выполненных на ранних версиях аппаратных платформ Elektrolux— EWM2000/1000+/1000. Вероятно, это уже тенденция, так как похожие «упрощения» были зафиксированы в ЭМ на новой платформе ARCADIA (Indesit/Ariston). ЭМ EWM1100 поставляются в СЦ как с прошитым ПО под конкретную модель СМ, так и без прошивки. Более подробно о программных продуктах (устанавливаются на ПК), которые позволяют прошивать ПО, а также проводить диагностику и тестирование СМ.

Микроконтроллер

В ЭМ EWM1100 используется МК типа MC9S08AC60 семейства HCS08 фирмы FREESCALE. Эта микросхема выполнена в корпусе LQFP-64. Обозначение и назначение выводов МК применительно к ЭМ приведено в таблице 2.

В состав МК входят следующие основные элементы:

• 8-битное процессорное ядро;
• ОЗУ объемом 2048 бит;
• Flash-память объемом 64 кбит;
• тактовый генератор с ФАПЧ, стабилизированный внешним кварцевым резонатором частотой 4,9152 МГц;
• 7 универсальных портов ввода/вывода (54 линии);
• 8-битный 16-канальный АЦП;
• последовательные интерфейсы SPI, SCI, l2C;
• два 2-канальных и один 16-битный 6-канальный таймеры. Для обеспечения работоспособности МК к выв. 3 U3 подключены элементы схемы начального сброса RESET (R63, R64, С15 — см. рис. 10).

Программирование МК производится по последовательному интерфейсу, сигналы которого выведены на соединитель ЭМ J15. Более подробная информация о средствах программирования ЭМ.

Панель управления

ЭМ EWM1100 предназначен для установки в бюджетные модели СМ. Разработчики модуля не предусмотрели подключения к нему отдельной платы управления и индикации — все элементы ПУ размещены на ЭМ (см. описание выше).

Коды маркировки SMD-компонентов в составе ЭМ

В табл. 3 приведены коды маркировки некоторых полупроводниковых SMD-компонентов в составе ЭМ и их типы.