本作品利用盛群HT66F2390微控制器作为核心，控制加热设备、对温湿度监控，做到风干烘衣功能，且具有过热保护，防止衣服的热损伤，再使用铝挤组成外框框架，设计机械结构，配合步进马达转动带动皮带，以实现我们设备的移动，做到类似机械臂的功能，使加热设备可以自由移动，将烘干衣服的每一个角落，完成智能烘干，烘得你衣。

前言

创作动机

又到了阴雨绵绵，黑云遮阳，使天空呈现一片灰蒙蒙的时期，雨时不时的落下，沾湿了身上干爽

的衣服，同时也让原本好心情不美丽了。经由这种不美丽的心情，让我有了灵感，可以挂上湿透的外

套，还能吹干烘暖，解决了放置衣服的问题，也处理了被雨水弄湿的烦恼。

可能洗完的衣服，还 没干又马上要用到， 在自己动手吹干衣服的时间内，还要准备其他事情，好好的化妆打扮自己，一团事情挤在一起，形成手脚不够用的窘境。如果 有一个可以帮自己烘干衣服的机器 就可以减省很多时间， 能放心的 处理其他事宜。

可能在前往公司的路途上，突然下起来了大雨，因为没有雨衣、雨伞等挡雨工具，造成身上的

衣服被淋湿，破坏了一整天工作的好心情，因为身上的湿衣服， 使得 心情烦躁，还要自己动手拿起吹风机，努力地 将衣服吹干 摆脱穿在身上的潮湿感，才能提起 好 心情工作。

创作目的

如果有一个可以自动烘 干衣服的机器，省去自己动手的步骤 ，按个按钮，等个几分钟就可以把衣服变干，不用自己拿吹风机吹干衣服又因为没注意到温度过高，造成衣服烤焦之类的损害，还可以节省自己动手的时间，做更多其他的要事，忙完衣服也好了，一举两得。

创新与使用性

利用MCU控制步进马达，带动皮带，作到移动出风口的功能，针对每个部份仔细的吹干烘衣，在衣服过热之前，挑整风力大小热度，达到一定干度后，移动至下一个位置，针对衣服的每一个小细节，烘干吹风，直到将衣服潮湿的全部都烘干的动作后，即会自动停止，作到智慧烘衣功能，干衣可以放心地交给他。

工作原理

工作原理及功能

一般烘干衣的温度为50用较低温的方式，慢慢烘干，比较不会伤衣料，可以用于较多种的衣服种类，智能烘衣机可以将温度调高至 75~80将烘干的时间所短，控制温度不会烫坏衣服，到达80℃时可将棉被中的细菌尘?消灭 [2]。

利用热风模组，提高烘衣的需求温度，利用微控制器，模组的强弱，主要为衣物的烘干，避免提升得太多，超过了75℃，调弱降低温度的上升，控制在50~70℃以内。

使用温度感测模组，侦测烘衣环境的温度，避免因为加热过度，导致高温的热气伤害了衣服。作为控制温度变化的小帮手，还能防止高温导致的意外发生，成为本作品安全的守门员。

使用MCU之主要核心功能

以HT66F2390微控制器驱动电热元件提升温度，再用风扇马达吹出热风，达到烘衣效果，透过温度感测器监控环境温度，使得温度不会太高，导致烤焦衣服或烧毁发生不可预期的意外，再透过湿度感测模组，得知环境湿度判断衣服是否吹干，烘干完成便会自动停止。

透过外部触控模组判断是否开启电源，开启继电器导通马达电源，启动后，使用马达移动加热模组器，利用微动开关校正初始位置。

完成后，等待接收到开始按键的启动指令后，开启热风模组及DHT22 温湿度感测模组，掌控本作品执行烘衣上所需的温度，做到调节温度、风力强弱，避免造成衣物上的伤害。

经过DHT22湿度感测模组所侦测到的数值，回传至MCU读取分析衣物是否已经恢复到原本干燥的参考数据，达到干燥后，即启动马达，移动下一个还湿润未干燥的地方，最后移动至底后，及完成工作并关闭加热模组器，回至初始位置。

作品结构

硬体架构

利用两组相同长度的铝挤，搭配滚珠螺杆与滚珠螺杆相同长度的铝挤和光轴组成外观框架，再使用两组相同长度的铝挤作为底座支撑，藉由滚珠螺杆结合步计马达转动放置平台，达到上下的移动功能。

使用步进马达、皮带及皮带轮带动，线性滑轨上固定热风模组，可以在做到左右移动。再将底板固定在滚珠螺感及光轴上，使得热风模组可以在框架内畅游无阻。

使用MCU控制两颗步计马达，决定上下左右的移动，让热风模组可以到衣服需要吹干的部分完成使命，在衣服后面装置DHT22温湿度感测器，利用风力将衣服吹向感测器，包覆DHT22的感测口处，创造较精密的量测环境。

硬体架构

图一 : 周边硬体架构

触控模组接收到按钮讯号后，传送给HT66F2390微控制器，做相对应的按键功能，开器马达电源，控制步进马达驱动器，驱动马达做热风模组位置的校正，碰触到微动开关为归零的基准，掌握热风模组的位置，才能精准地控制后续移动，以免过头空转。

执行烘干作业时，MCU即会开启热风模组的电源，进行对衣服的热风输送，再传输开始讯号给DHT22，使他回传目前衣服的温度、湿度来得知衣服的状况，避免热损伤跟没把衣服烘干的窘境。如图一所示。

微处理器

HT66F2390 微控制器[1]的CPU 具有完全集成内部8/12/16MHZ 的震荡器，不需要外接元件，其工作电压分别为2.2~5.5V、2.7~5.5V、3.3~5.5V，所有指令都可以在1~3 个指令周期内完成。

周边具有58个双向I/O接口，可以连接多个其他模组块，做到整合、沟通、控制等功能；四个引脚与外部中断口共用，可透过外部的讯号，更改当前紧要的处理事项；以及全双工通用异步收发器-UART，方便用于基本的资料传输，连结其他蓝牙、电脑、Wi-Fi等；16个外部通道，精准度为12bit的得A/D转换器，以及MDU内建16bit对16bit的乘除法单元。

我们利用外部中断I/O接上触控模组，设立紧急停止键；使用乘除法器，处理DHT22 侦测环境温湿度后，所回传的数值，弄成标准格式，透过内部的硬体UART 传输至电脑，以方便分析，观察DHT22 所侦测到的数据，对温湿度的灵敏度，才能精准地控制温度及湿度，完成烘衣的重要参考数据。

DHT22数字温湿度感测器

图二 : DHT22温湿度感测器

DHT22温湿度感测器里面有一个电容式的感湿元件和一个NTC测温元件，还有一个小型的的八位元单机片所组成，拥有极高的品质、超快响应、抗干扰能力强、性价比高等的优点。如图二所示。

DHT22[3]的电源电压为3.3~6V。接上电源后，需等待1s已越过不稳定状态，期间不需要发送任何指令。 DHT22侦测到的环境温度、湿度的数值精度、环境的参数条件、响应时间、量测范围等，如表一所示。

数据格式: 40bit数据=16bit湿度+16bit?度+8bit验证码 例子： 接收40bit数据如表二。

湿度高8位+湿度低8位+温度高8位+温度低8位=的末8位=验证码

例如：0000 0010+1000 1100+0000 0001+0101 1111=1110 1110

湿度=65.2％RH 温度=摄氏温度35.1度，当温度低于摄氏零度时，温度数据的最高位置1。

例如：-10.1℃表示为1000 0000 0110 0101

DHT22使用单一双向传输接脚，利用MCU微控制器发出指定讯号搭配相对的时间，即可驱动DHT22，回传所侦测到的数据，藉由相对应的时序来判读01数值。如图三。

图三 : DHT22时序图

A4988 步进马达驱动器

A4988[4]是一款完全的微步电动机驱动器，带有内置转换器，易于操作。该产品可在全、半、1/4、1/8 及 1/16 步进模式时操作双极步进电动机，输出驱动性能可达 35 V 及 ±1 A。 A4988 包括一个固定关断时间电流稳压器，该稳压器可在慢或混合衰减模式下工作。如图四。

图四 : A4988步进马达驱动器

转换器是 A4988 易于实施的关键。只要在「步进」输入中输入一个脉冲，即可驱动电动机产生微步。无须进行相位顺序表、高频率控制行或复杂的介面编程，如图五。

图五 : A4988电路脚位图

将HT66F2390规划好的输出控制脚位，接上MS1、MS2、MS3五种步进模式，分别是全步进、1/2步进、1/4步进、1/8步进、1/16步进模式，如图五所示。再接上STEP给他一个脉波，透过一次01的变化，即会转动你所设定步进模式的一步，DIR可以控制转动步进的方向，1代表正转，0代表反转，如表三。

NEMA17[5]具有每相1.5A至1.8A电流，每相3至8 mH电感，保持扭矩为44 N·cm（62oz·in，4.5kg·cm）以上，每步1.8或0.9度（分别为200/400步/转），如图六。

图六 : NEMA17步进马达

BS83B04C触控型Flash单晶片

BS83B04C[6]是一款具有8位高性能精简指令的Flash单晶片，具有完全集成的触控按键功能。触控按键功能完全集成于单机片内部，无须外部元件。如图七所示。内部具有看门狗定时器、低电压复位等特性，外加优秀的抗干扰和ESD保护性能，确保单晶片在恶劣的电磁干扰环境下可正常的运行。

图七 : BS83B04C触控型Flash单晶片

CPU特性具有 fSYS = 2/4/8MHz，工作电压为 1.8V~5.5V，VDD=5V，系?时钟为 8MHz ?，指令周期为 0.5μs，提供暂停和唤醒功能，以降低功耗，震荡器有?部高速 2/4/8MHz RC – HIRC，?部低速32kHz RC – LIRC，多种工作模式：快速、低速、空闲和休眠。

热风模组

工作电压为110V，具有1000W的功率、风量为0.8m3/分，温度两段式变化、风量强弱选择。如图八所示。

图八 : 热风模组

硬体流程图

图九 : 硬体程序流程图

经由触控模组的按键操作所有动作，开关上电，校正模组位置，启动烘衣行程，还有强制停止钮，可以让你想让他停的时候停，如图九示。

软体流程图

图十 : 软体流程图

利用微动开关实现模组位置校正，在开始烘衣行程后，利用DHT22作为判断当前烘衣的区块是否烘干了，得以继续下一区块的烘干作业，以右边的微动开关触发，为完成横轴的作业的依据，可以向下移动至下个横轴的行程。如图十所示。

测试方法

测试驱动步进马达

先利用步进马达驱动器，接上马达后，去否会转动，将MS1、MS2、MS3接为H、H、L再透过MCU给STEP一个1600次的脉波，观察转动状况。

确认转动正常后，接上皮带、皮带轮，挂上热风模组，确认向左转、向右转是否正常动作。如图十一、十二所示。

图十一 : 挂上热风模组

图十二 : 向右移动结果。

测试步进马达带滚珠螺杆

测试马达带动滚珠螺杆上的放置平台是否正常运作，需不需要挑整步进马达微步间隔，来带动平台上的负载。如图十三所示。

图十三 : 上下移动正常

DHT22温湿度测器数值

开启DHT22温湿度感测器后，使用我们的热风模组对着湿衣服吹向感测器，使衣服贴近我们的侦测口，观察温度是否有上升，湿度是否有下降，以达到我们烘衣的功能。

再将DHT22感测器所侦测到的数值，利用UART传至电脑显示，以方便我们观察述职的变化。前两位为湿度，单位是%R，后两位加一位小数为温度，单位是℃，如图十四、十五。

图十四 : 未启动前的衣服状态

图十五 : 经热风模组吹过的衣服状态

结论

我们使用DHT22温湿度感测器作为主要数据的参考来源， 经过测试，可以精准地 得知衣服的温度以及干燥程度，利用 MCU来操控周边设备，配合步进马达的转动，带动皮带，使得热风模组 可以 灵活 的 移动 ，这部分干了，就换下个地方 ，实现我们智能烘衣，让你可以 腾出双 手，等待衣服烘干即可。

(本文作者林华川1、陈胜君2为国立虎尾科技大学光电工程系1教授、2学生 )

参考资料

[1] Holtek Semiconductor Inc. HT66F2390，https：//www.holtek.com.tw/documents/10179 / 116706/simht66f2350_60_70_90v160.pdf

[2]衣物烘衣机温度，http://www.comenb.com/21735.html

[3] DHT22温湿度感测器，https://cdn-shop.adafruit.com/datasheets/Digital+humidity+and+temperature+sensor+AM2302.pdf

[4] A4988驱动器，https://kknews.cc/zh-tw/news/jj8mzxe.html

[5] NEMA17步进马达，https://www.mouser.tw/datasheet/2/670/nema17-amt112s-1375041.pdf

[6] BS83B04C触控型Flash单晶片，https://www.holtek.com.tw/productdetail/-/vg/BS83B04C