本作品利用盛群HT66F2390微控制器作為核心，控制加熱設備、對溫濕度監控，做到風乾烘衣功能，且具有過熱保護，防止衣服的熱損傷，再使用鋁擠組成外框框架，設計機械結構，配合步進馬達轉動帶動皮帶，以實現我們設備的移動，做到類似機械臂的功能，使加熱設備可以自由移動，將烘乾衣服的每一個角落，完成智能烘乾，烘得你衣。

前言

創作動機

又到了陰雨綿綿，黑雲遮陽，使天空呈現一片灰濛濛的時期，雨時不時的落下，沾濕了身上乾爽

的衣服，同時也讓原本好心情不美麗了。經由這種不美麗的心情，讓我有了靈感，可以掛上溼透的外

套，還能吹乾烘暖，解決了放置衣服的問題，也處理了被雨水弄濕的煩惱。

可能洗完的衣服，還 沒乾又馬上要用到， 在自己動手吹乾衣服的時間內，還要準備其他事情，好好的化妝打扮自己，一團事情擠在一起，形成手腳不夠用的窘境。 如果 有一個可以幫自己烘乾衣服的機器 就可以減省很多時間， 能放心的 處理其他事宜。

可能在前往公司的路途上，突然下起來了大雨，因為沒有雨衣、雨傘等擋雨工具，造成身上的

衣服被淋濕，破壞了一整天工作的好心情，因為身上的濕衣服， 使得 心情煩躁，還要自己動手拿起吹風機，努力地 將衣服吹乾 擺脫穿在身上的潮濕感，才能提起 好 心情工作。

創作目的

如果有一個可以自動烘 乾衣服的機器，省去自己動手的步驟 ，按個按鈕，等個幾分鐘就可以把衣服變乾，不用自己拿吹風機吹乾衣服又因為沒注意到溫度過高，造成衣服烤焦之類的損害，還可以節省自己動手的時間，做更多其他的要事，忙完衣服也好了，一舉兩得。

創新與使用性

利用MCU控制步進馬達，帶動皮帶，作到移動出風口的功能，針對每個部份仔細的吹乾烘衣，在衣服過熱之前，挑整風力大小熱度，達到一定乾度後，移動至下一個位置，針對衣服的每一個小細節，烘乾吹風，直到將衣服潮濕的全部都烘乾的動作後，即會自動停止，作到智慧烘衣功能，乾衣可以放心地交給他。

工作原理

工作原理及功能

一般烘乾衣的溫度為50用較低溫的方式，慢慢烘乾，比較不會傷衣料，可以用於較多種的衣服種類，智能烘衣機可以將溫度調高至 75~80將烘乾的時間所短，控制溫度不會燙壞衣服，到達80℃時可將棉被中的細菌塵?消滅 [2]。

利用熱風模組，提高烘衣的需求溫度，利用微控制器，模組的強弱，主要為衣物的烘乾，避免提升得太多，超過了75℃，調弱降低溫度的上升，控制在50~70℃以內。

使用溫度感測模組，偵測烘衣環境的溫度，避免因為加熱過度，導致高溫的熱氣傷害了衣服。作為控制溫度變化的小幫手，還能防止高溫導致的意外發生，成為本作品安全的守門員。

使用MCU之主要核心功能

以HT66F2390微控制器驅動電熱元件提升溫度，再用風扇馬達吹出熱風，達到烘衣效果，透過溫度感測器監控環境溫度，使得溫度不會太高，導致烤焦衣服或燒毀發生不可預期的意外，再透過濕度感測模組，得知環境濕度判斷衣服是否吹乾，烘乾完成便會自動停止。

透過外部觸控模組判斷是否開啟電源，開啟繼電器導通馬達電源，啟動後，使用馬達移動加熱模組器，利用微動開關校正初始位置。

完成後，等待接收到開始按鍵的啟動指令後，開啟熱風模組及DHT22 溫濕度感測模組，掌控本作品執行烘衣上所需的溫度，做到調節溫度、風力強弱，避免造成衣物上的傷害。

經過DHT22濕度感測模組所偵測到的數值，回傳至MCU讀取分析衣物是否已經恢復到原本乾燥的參考數據，達到乾燥後，即啟動馬達，移動下一個還濕潤未乾燥的地方，最後移動至底後，及完成工作並關閉加熱模組器，回至初始位置。

作品結構

硬體架構

利用兩組相同長度的鋁擠，搭配滾珠螺桿與滾珠螺桿相同長度的鋁擠和光軸組成外觀框架，再使用兩組相同長度的鋁擠作為底座支撐，藉由滾珠螺桿結合步計馬達轉動放置平台，達到上下的移動功能。

使用步進馬達、皮帶及皮帶輪帶動，線性滑軌上固定熱風模組，可以在做到左右移動。再將底板固定在滾珠螺感及光軸上，使得熱風模組可以在框架內暢遊無阻。

使用MCU控制兩顆步計馬達，決定上下左右的移動，讓熱風模組可以到衣服需要吹乾的部分完成使命，在衣服後面裝置DHT22溫濕度感測器，利用風力將衣服吹向感測器，包覆DHT22的感測口處，創造較精密的量測環境。

硬體架構

圖一 : 周邊硬體架構

觸控模組接收到按鈕訊號後，傳送給HT66F2390微控制器，做相對應的按鍵功能，開器馬達電源，控制步進馬達驅動器，驅動馬達做熱風模組位置的校正，碰觸到微動開關為歸零的基準，掌握熱風模組的位置，才能精準地控制後續移動，以免過頭空轉。

執行烘乾作業時，MCU即會開啟熱風模組的電源，進行對衣服的熱風輸送，再傳輸開始訊號給DHT22，使他回傳目前衣服的溫度、濕度來得知衣服的狀況，避免熱損傷跟沒把衣服烘乾的窘境。如圖一所示。

微處理器

HT66F2390 微控制器[1]的CPU 具有完全集成內部8/12/16MHZ 的震盪器，不需要外接元件，其工作電壓分別為2.2~5.5V、2.7~5.5V、3.3~5.5V，所有指令都可以在1~3 個指令周期內完成。

周邊具有58個雙向I/O接口，可以連接多個其他模組塊，做到整合、溝通、控制等功能；四個引腳與外部中斷口共用，可透過外部的訊號，更改當前緊要的處理事項；以及全雙工通用異步收發器-UART，方便用於基本的資料傳輸，連結其他藍牙、電腦、Wi-Fi等；16個外部通道，精準度為12bit的得A/D轉換器，以及MDU內建16bit對16bit的乘除法單元。

我們利用外部中斷I/O接上觸控模組，設立緊急停止鍵；使用乘除法器，處理DHT22 偵測環境溫溼度後，所回傳的數值，弄成標準格式，透過內部的硬體UART 傳輸至電腦，以方便分析，觀察DHT22 所偵測到的數據，對溫濕度的靈敏度，才能精準地控制溫度及濕度，完成烘衣的重要參考數據。

DHT22數字溫濕度感測器

圖二 : DHT22溫濕度感測器

DHT22溫濕度感測器裡面有一個電容式的感濕元件和一個NTC測溫元件，還有一個小型的的八位元單機片所組成，擁有極高的品質、超快響應、抗干擾能力強、性價比高等的優點。如圖二所示。

DHT22[3]的電源電壓為3.3~6V。接上電源後，需等待1s已越過不穩定狀態，期間不需要發送任何指令。DHT22偵測到的環境溫度、濕度的數值精度、環境的參數條件、響應時間、量測範圍等，如表一所示。

數據格式: 40bit數據=16bit濕度+16bit?度+8bit驗證碼 例子： 接收40bit數據如表二。

濕度高8位+濕度低8位+溫度高8位+溫度低8位=的末8位=驗證碼

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

濕度=65.2％RH 溫度=攝氏溫度35.1度，當溫度低於攝氏零度時，溫度數據的最高位置1。

例如：-10.1℃表示為1000 0000 0110 0101

DHT22使用單一雙向傳輸接腳，利用MCU微控制器發出指定訊號搭配相對的時間，即可驅動DHT22，回傳所偵測到的數據，藉由相對應的時序來判讀01數值。如圖三。

圖三 : DHT22時序圖

A4988 步進馬達驅動器

A4988[4]是一款完全的微步電動機驅動器，帶有內置轉換器，易於操作。該產品可在全、半、1/4、1/8 及 1/16 步進模式時操作雙極步進電動機，輸出驅動性能可達 35 V 及 ±1 A。A4988 包括一個固定關斷時間電流穩壓器，該穩壓器可在慢或混合衰減模式下工作。如圖四。

圖四 : A4988步進馬達驅動器

轉換器是 A4988 易於實施的關鍵。只要在「步進」輸入中輸入一個脈衝，即可驅動電動機產生微步。無須進行相位順序表、高頻率控制行或複雜的介面編程，如圖五。

圖五 : A4988電路腳位圖

將HT66F2390規劃好的輸出控制腳位，接上MS1、MS2、MS3五種步進模式，分別是全步進、1/2步進、1/4步進、1/8步進、1/16步進模式，如圖五所示。再接上STEP給他一個脈波，透過一次01的變化，即會轉動你所設定步進模式的一步，DIR可以控制轉動步進的方向，1代表正轉，0代表反轉，如表三。

NEMA17[5]具有每相1.5A至1.8A電流，每相3至8 mH電感，保持扭矩為44 N·cm（62oz·in，4.5kg·cm）以上，每步1.8或0.9度（分別為200/400步/轉），如圖六。

圖六 : NEMA17步進馬達

BS83B04C觸控型Flash單晶片

BS83B04C[6]是一款具有8位高性能精簡指令的Flash單晶片，具有完全集成的觸控按鍵功能。觸控按鍵功能完全集成於單機片內部，無須外部元件。如圖七所示。內部具有看門狗定時器、低電壓復位等特性，外加優秀的抗干擾和ESD保護性能，確保單晶片在惡劣的電磁干擾環境下可正常的運行。

圖七 : BS83B04C觸控型Flash單晶片

CPU特性具有 fSYS = 2/4/8MHz，工作電壓為 1.8V~5.5V，VDD=5V，系?時鐘為 8MHz ?，指令周期為 0.5μs，提供暫停和喚醒功能，以降低功耗，震盪器有?部高速 2/4/8MHz RC – HIRC，?部低速32kHz RC – LIRC，多種工作模式：快速、低速、空閒和休眠。

熱風模組

工作電壓為110V，具有1000W的功率、風量為0.8m3/分，溫度兩段式變化、風量強弱選擇。如圖八所示。

圖八 : 熱風模組

硬體流程圖

圖九 : 硬體程序流程圖

經由觸控模組的按鍵操作所有動作，開關上電，校正模組位置，啟動烘衣行程，還有強制停止鈕，可以讓你想讓他停的時候停，如圖九示。

軟體流程圖

圖十 : 軟體流程圖

利用微動開關實現模組位置校正，在開始烘衣行程後，利用DHT22作為判斷當前烘衣的區塊是否烘乾了，得以繼續下一區塊的烘乾作業，以右邊的微動開關觸發，為完成橫軸的作業的依據，可以向下移動至下個橫軸的行程。如圖十所示。

測試方法

測試驅動步進馬達

先利用步進馬達驅動器，接上馬達後，去否會轉動，將MS1、MS2、MS3接為H、H、L再透過MCU給STEP一個1600次的脈波，觀察轉動狀況。

確認轉動正常後，接上皮帶、皮帶輪，掛上熱風模組，確認向左轉、向右轉是否正常動作。如圖十一、十二所示。

圖十一 : 掛上熱風模組

圖十二 : 向右移動結果。

測試步進馬達帶滾珠螺桿

測試馬達帶動滾珠螺桿上的放置平台是否正常運作，需不需要挑整步進馬達微步間隔，來帶動平台上的負載。如圖十三所示。

圖十三 : 上下移動正常

DHT22溫濕度測器數值

開啟DHT22溫濕度感測器後，使用我們的熱風模組對著濕衣服吹向感測器，使衣服貼近我們的偵測口，觀察溫度是否有上升，濕度是否有下降，以達到我們烘衣的功能。

再將DHT22感測器所偵測到的數值，利用UART傳至電腦顯示，以方便我們觀察述職的變化。前兩位為濕度，單位是%R，後兩位加一位小數為溫度，單位是℃，如圖十四、十五。

圖十四 : 未啟動前的衣服狀態

圖十五 : 經熱風模組吹過的衣服狀態

結論

我們使用DHT22溫濕度感測器作為主要數據的參考來源， 經過測試，可以精準地 得知衣服的溫度以及乾燥程度，利用 MCU來操控周邊設備，配合步進馬達的轉動，帶動皮帶，使得熱風模組 可以 靈活 的 移動 ，這部分乾了，就換下個地方 ，實現我們智能烘衣，讓你可以 騰出雙 手，等待衣服烘乾即可。

(本文作者林華川1、陳勝君2為國立虎尾科技大學光電工程系1教授、2學生 )

參考資料

[1] Holtek Semiconductor Inc. HT66F2390，https://www.holtek.com.tw/documents/10179/116706/simHT66F2350_60_70_90v160.pdf

[2]衣物烘衣機溫度，http://www.comenb.com/21735.html

[3] DHT22溫濕度感測器，https://cdn-shop.adafruit.com/datasheets/Digital+humidity+and+temperature+sensor+AM2302.pdf

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

[5] NEMA17步進馬達，https://www.mouser.tw/datasheet/2/670/nema17-amt112s-1375041.pdf

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