交通大學系統工程創新教學 控制系統實驗 期末專題

2. 1. 設計構想 - 設計原因
動機:
平常宿舍洗衣機人多為患，
每次要使用的時候都排好久，
能在自己房間放一台小型的
洗衣機，既不占空間有可以
有效舒緩排隊的麻煩。

3. 1. 設計構想 – 創意特色
其實.. 可是我們創意的設計
市面上不缺這樣的產品 關鍵在於!!!
有很多種選擇 它會
自動曬衣服~
也都不會很貴!!

4. 1. 設計構想 – sCAmPer設計要素
洗衣機是很普遍的產品，即便是迷你洗衣機，
在市面上也經常可以看到，要怎樣吸引使用
者特別對我們的設計感興趣呢?
經過創意發想之後，我們的新產品具有CAP，3種的設計
要素，而我們也希望結合自動洗衣曬衣的功能，能夠增
加未來使用上的方便性，希望大家都喜歡這個設計
我們必須加一些有創意的額外功能，以便使用者對
我們的產品特別感興趣，因此我們打算任洗衣機的
機構改變，由洗衣服立即轉為可以晾衣服的功能

5. 1. 設計構想 – sCAmPer設計要素
方法/說明 請寫出設計架構中的對應的素材
合併(C)
和某物合併成為一體?
將A和B合起來，且能看到兩
個原本的性質
洗衣機，跟摺疊雨傘一樣，可以防水，而摺疊雨傘傘
面流線型的設計，又符合我們曬衣服要瀝水的功能，
此外，摺疊雨傘收起來時，成短棒狀，和一般洗衣機
轉軸軸心的形狀類似，似乎可以做搭配。
調適,微調 (A)
原物可否有需要調整的地方？
進行變動
在使用方法方面，原本只要把衣服掉進洗衣機就好，
現在記得要先把每一件衣服對應掛到掛鉤上。
在功能方面，原本洗完的衣服必須人工進行烘乾或曬
乾的動作，現在機器會幫你自動晾起來。
其他用途(P)
除了原功能外，不同領域應
用是否能開發其他用途？
洗衣服連同曬衣服，一體成型的設計。
因為我們在市面上也看過洗衣烘衣，依次接續完成的
設備，可是似乎很多使用者評價不佳，於是我們也覺
得，如果要把衣服弄乾，不如回到最原始用”曬”的，
所以才會有接續的想法。

6. 2. 可行性分析 – BACKGROUND
（一）執行可行性
理論上是可以執行的，因為
現下市面上已經有類似的小
型洗衣機產品在販售。
（二）經濟可行性
ok! Under Budget…
一共花費一千多塊錢

7. 2. 可行性分析 – BACKGROUND
（三）技術可行性
執行這個計畫，主要的技術如下:
1.洗衣槽防水功能(如下圖二)
● 黃色區是連著一起轉的
● 藍色是水位
(內桶有洞洞可以讓水流到外
桶)
● 紅色是黏著點
2.支架自動撐開
3.大功率馬達線性化控制與驅動

8. 2. 可行性分析 – 時間規劃
設計階段

9. 2. 可行性分析 – 時間規劃
驗證階段
實作階段

10. 2. 可行性分析 – 使用平台
列出Arduino的特點:
1.輕易上手的開發環境
2.多元的模組支援
3.簡單且功能強大的寫作語法
所以對我們這個學期性的專題的實作
是非常可行的

11. 3. 軟硬體描述 – 架構分析

12. 3. 軟硬體描述 – 架構分析
• 去除洗衣機頂端的蓋子:
因為穩定度高，
水不會濺出
• 獨立分開電路:
各自獨立控制
• LCD顯示螢幕:
改成比較輕便的裝置

13. 4. DEMO影片
YouTube link: https://www.youtube.com/watch?v=fJXw_QK1McQ

14. 5. 問題與分析 – 防漏水問題
•軸封
•墊高筒身
凡士林油
改用牛油與隔板 試水 成功了
•加擋板

15. 5. 問題與分析 – 曬衣架機構設計
這是我們的兩種設計構想 :
第一種 :
第二種 :
經過比較, 我們發現第一種方法成功率比較好
於是我們決定使用第一種方法, 接著討論材料!
CASE1: 3D printing technique
CASE2: toy unbrella reconstruct

16. 5. 問題與分析 – 曬衣架機構設計
CASE1: 3D printing technique
在設計方面遇到了一些問題，之後改進最後得
到這張圖。
問題:
1. 馬達與洗衣機旋轉的外殼無法鑽洞。
2. 我們要分兩段式 上升與下降。
3. 中柱不能做太大(寬度不可超過5CM)。
4. 如果要全自動要怎麼做。

17. 5. 問題與分析 – 曬衣架機構設計
CASE1: 3D printing technique
最後:
把1~3步驟解決了，但是第4個部分，使用半自
動的設計。
因為設計太久，使用3D印表機印太久，而且印
出來跟實際總有些微的差距，所以最後使用了，
玩具雨傘的支架，並成功地做出來。

18. CASE2: toy umbrella reconstruct
我們上方控制電路的部分
由兩個連動的小馬達
與一個指撥開關組成(12v電池供電)
拆去傘面
減少分支
製造勾勾
與洗衣機結合
5. 問題與分析 – 曬衣架機構設計

19. 5. 問題與分析 – 曬衣架機構設計
CASE2: toy umbrella reconstruct
我們上方控制電路的部分
由兩個連動的小馬達
與一個指撥開關組成(12v電池供電)

20. 5. 問題與分析–ARDUINO時間中斷
調整時間
繼續原先動作
在沒有使用計時器的狀況下，利用"行為切割"模式
把一件事情切割成很多個同樣的短時間事件
可以實作出精準度類似計時器的功能
主選單畫面 中途暫停畫面
取消工作回到主選單
回到倒數計時畫面
1or 2 2
1
3

21. 5. 問題與分析 – 馬達驅動問題
馬達驅動的問題:
一開始用ARDIUNO，去控制馬達正反轉很順利，但是當我們把洗
衣機放上去的時候發現，他只會轉一個 方向，而且比較慢，之
後在電壓與電流的控制上，終於達成了讓馬達可以正反轉，不
過有個疑慮，就是我們給的電流需要比較大，我們就想到可能
是因為洗衣機太重導致轉東時候需要更大的功率，後來減輕了，
但情況有好轉一點但還是不夠，最後我們發現另一個問題，就
是3D印表機印出來的馬達與洗衣機接點的不分沒有很合，因為
之前我們只用防水膠布去固定，所以導致馬達對洗衣機的功率，
沒辦法達到最大。

22. 5. 問題與分析 – 馬達驅動問題
最後的解決方法:
1. 把洗衣機的重量，盡量減輕。
2. 把馬達與洗衣機的接點，用比較黑色膠帶加上三秒膠。(經
過多次的測試發現這組合最好)

23. 6. 未來發展
目前我們做到的是半自主曬衣功能。
若能將曬衣功能與洗衣功能的控制
面板結合, 便能讓整個流程更自動
化的進行。
由於線路無法從中軸牽出來,故此
部分會牽涉到無線傳輸,與獨立電
源供應的狀況。