洗衣機、烘乾機等家用電器在運轉過程中,需要確認門蓋是否關閉、滾筒或機構是否到達指定位置,以及部分儲液槽與水箱的液位狀態。
這些功能可以依照設備結構,採用磁簧開關(干簧管)、磁感應接近開關或霍爾感測器,透過磁鐵位置變化輸出偵測訊號。
但不同功能的控制要求並不相同。門蓋位置偵測、門鎖狀態確認、滾筒位置偵測及液位偵測,應依照設備實際需求分別設計。
洗衣機中的磁感應控制,常見應用之一是門蓋位置偵測。
例如上掀式洗衣機,可以在上蓋安裝磁鐵,在機身對應位置安裝磁感應接近開關。
當上蓋關閉時,磁鐵進入開關的感應範圍,控制系統接收到門蓋關閉訊號;當上蓋打開時,磁鐵離開,開關狀態發生變化。
門蓋關閉 → 磁鐵靠近 → 磁感應開關動作 → 控制系統辨識門蓋位置
這種設計不需要門蓋直接碰觸感測元件,適合部分空間受限或希望減少機械接觸的結構。
需要注意的是,偵測到門蓋關閉,不代表安全門鎖已經鎖定。 對高速脫水等涉及安全連鎖保護的功能,還需要依照整機安全設計確認鎖定狀態,不能僅依靠一般磁感應開關取代安全門鎖。
烘乾機也需要判斷門體是否處於正確的關閉位置。
除了傳統機械式門開關,部分結構可以採用磁鐵搭配干簧管或霍爾開關,向控制系統提供門體位置狀態。
例如:
門體關閉 → 磁鐵進入感應範圍 → 輸出關閉訊號 → 控制系統判斷是否符合運轉條件
如果門體在運轉過程中開啟,控制系統可依照相應訊號執行停止滾筒轉動等控制動作。
實際設計仍應符合設備的門鎖及安全連鎖保護要求,一般位置感應訊號不能單獨視為完整的安全保護功能。
在洗衣機及烘乾機的位置偵測中,干簧管與霍爾感測器都是常見的磁感應元件。
干簧管(Reed Switch)
利用外部磁場使內部金屬簧片吸合或釋放,輸出機械接點訊號。
其特點包括:
干簧管本體不需要額外供電。
可以提供常開(NO)或常閉(NC)接點訊號。
結構簡單,適合門蓋及機構位置偵測。
需要確認 AT 靈敏度、動作距離及接點電氣規格。
霍爾開關(Hall Switch)
利用半導體元件偵測磁場變化,再由電子電路輸出訊號。
其特點包括:
需要工作電源。
沒有機械接點,適合較高頻率的動作偵測。
可依照磁極與輸出需求選擇不同感應類型。
需要確認工作電壓、磁場動作閾值及控制板輸入方式。
如果設備只需要簡單的門蓋開關訊號,可以評估干簧管式接近開關或矩形接近開關;如果需要電子輸出或較高頻率的位置偵測,也可以考慮霍爾接近開關。
洗衣機除了門蓋偵測,還需要控制洗滌水位。
不過,洗衣桶的主要水位控制不一定採用浮球開關。實際產品可能使用壓力式水位感測器或其他偵測方式,因此不能直接把浮球開關當成所有洗衣機的標準水位方案。
對於具有洗劑、柔軟精自動投放功能的洗衣機,設備內部可能另外設有小型儲液槽。
如果需要判斷儲液槽是否接近低液位,可以依照液體性質、容器尺寸及安裝空間,評估小型浮球開關或其他液位偵測方式。
特別是洗劑等液體可能具有不同的黏度與殘留特性,需要確認浮球是否能夠長期順暢移動。
部分冷凝式及熱泵式烘乾機具有冷凝水收集系統,運轉時會將水分收集到儲水箱內。
當冷凝水到達預設位置時,設備需要輸出滿水狀態,讓控制系統提醒使用者倒水或執行相應控制。
依照實際水箱結構,可以評估浮球液位開關、側裝式液位開關或其他液位感測器。
對於抽離式冷凝水箱,還可以另外設置磁感應接近開關,確認水箱是否已經正確安裝。
這裡同樣需要區分:
滿水偵測: 判斷水箱中的液位是否到達設定位置。
水箱到位偵測: 判斷水箱是否正確放回機身。
兩者偵測的對象不同,不應直接混用。
磁感應開關雖然不需要直接機械接觸,但動作結果仍會受到實際安裝條件影響。
常見問題包括:
1. 磁鐵位置偏移
門蓋、門體或塑膠結構的尺寸公差,可能改變磁鐵與感測元件之間的距離。
2. 感應靈敏度不匹配
干簧管 AT 值、霍爾開關動作閾值與實際磁鐵強度不匹配,可能造成動作過早、距離不足或無法正常釋放。
3. 金屬結構改變磁場
附近的鐵板、碳鋼支架或其他磁性材料,可能改變磁場分布,影響感應位置。
4. 振動與溫度變化
洗衣機脫水振動、烘乾機溫度變化及長期使用後的安裝偏移,都應納入驗證。
因此,不能只以開關單體測試正常作為最終判定依據,仍需要在實際整機狀態下確認動作點。
建議在開發初期提供以下資訊:
偵測對象: 門蓋、門體、滾筒位置、儲液槽或冷凝水箱。
安裝空間: 磁鐵及感測元件的安裝位置與可用尺寸。
動作距離: 需要接通及釋放的具體位置。
磁鐵條件: 材質、尺寸、磁極方向及移動軌跡。
電氣要求: 工作電壓、電流、NO/NC 或電子輸出形式。
使用環境: 溫度、濕度、振動及周圍磁性材料。
量產前建議使用磁鐵、結構件及感測元件的上下限樣品進行整機驗證,確認正常動作與釋放位置都具有足夠的設計安全空間。
洗衣機與烘乾機的磁感應控制,不僅可以用於門蓋或門體位置偵測,也可以依照設備結構延伸到滾筒位置、儲液槽液位及冷凝水箱狀態偵測。
對於簡單的開關訊號,可以考慮干簧管或磁簧開關;對於需要電子輸出、較高動作頻率或其他訊號處理功能的設備,則可以評估霍爾開關。
真正的選型重點,是磁鐵、感測元件、安裝結構與控制系統能否穩定配合。
志鼎資訊股份有限公司可依照洗衣機、烘乾機及其他家用電器的結構與控制需求,協助評估干簧管、磁感應接近開關、霍爾開關及相關客製化感測方案。