目前市場上的清洗機絕大多數用的是大功率電機，清洗效率一般，用電成本較高，因此實現脫離電網供電較為困難。隨著技術的進步應用日益擴大，目前超聲波已廣泛地用于工業清洗，本設計的超聲波清洗機主要應用于家庭中廚具和一些難洗的生活用具。通過壓電陶瓷材料做成的超聲波換能器將超聲頻電振蕩轉變成機械振動，在液體中產生超聲波振動進行清洗。利用超聲波可以穿透固體物質而使整個清洗介質振動并產生空化氣泡，該清洗方式對任何生活用具不存在清洗不到的死角，且清洗潔凈度非常高。這種新一代時尚家電，能夠使人們從繁瑣的家務勞動中解脫出來。本設計由于采用新型清潔方式，提高清洗工作的效率，省水節電，這讓太陽能實現清洗機的供電成為可能。
1 系統總體方案設計
本系統流程如圖1所示，用超聲波代替傳統大功率電機，通過 STM32 控制驅動器輸出特定頻率類型的超聲波，使槽內液體中的氣泡在聲波的作用下迅速膨脹，然后忽然閉合，在氣泡閉合爆裂的瞬間周圍產生較強的壓力，這種超聲波空化所產生的壓力能破壞不溶性污物使他們分化于溶液中，從而完成清洗任務。在這個過程水代替了清洗劑，免去用水去除清洗劑的過程，大大降低對環境的污染與水的使用量。超聲波功耗僅為 100w，因此完全可用太陽能供電，并用數模轉換器 ADS1115 對清洗機的蓄電池進行電量檢測，單片機計算出的剩余電量智能化管理電源，保護了太陽能供電系統；清洗機由我們設計的 Android App進行控制，采用 App 遙控節省了對遙控器的開發成本以及生產對環境的污染，該 App 能自動檢測與清洗機連接出現的問題，通過 App，可以實現控制清洗機開關機，定時功能等功能。為防止 App 控制清洗機出現失效問題，在清洗機面板上添加基于單片機的定時電路，使得該作品更加人性化與便捷。
2 超聲波發生模塊參數設定
為了實現超聲波清洗的高效率，應當選擇最佳的聲強、頻率及清洗槽聲場分布等參數。工作頻率選在 20-50kHz 之間。低頻聲波的空化氣泡大、數量少，易于清洗較粗糙物品。高頻聲波空化氣泡小、數量多，易于清洗精細且形狀復雜的物品[5]。本超聲波清洗機用于清洗較粗糙的生活用品，所以采用低頻 25kHz。清洗液采用碳氫清洗液，碳氫清洗液具有以下特點：清洗性能好，蒸發損失小，無毒，材料相容性好，不破壞環境，價格便宜。
3 超聲波發生模塊的實現
超聲波發生器也稱作超聲電源，它是一種用以產生超聲頻電能并向超聲換能器提供的裝置。按照所采用的工作原理，可以把超聲波發生器分為模擬電路和數字電路兩大類，本設計采用數字電路方案。
4 系統無線傳輸設計
無線傳輸的實現，是通過串口藍牙模塊為STM32拓展了無線功能，在后期清洗機通過藍牙，可以連接到手機實現清洗機的固件升級，為清洗機的功能升級提供了硬件基礎保障；該App能夠自動檢測與清洗機出現的異常，告知用戶該如何處理，實現傻瓜式操作；通過App也可以實現對清洗機的遙控功能，如控制清洗機開關機，定時功能等。
5 結論
由于耗水量相比于其他傳統清洗設備要少很多，而且清洗劑的使用量也大大減少，可以將其應用在缺水的環境。從清洗衣物的角度上說，該清洗設備通過換能器將超聲波發生器中的高頻振蕩信號轉化為高頻機械振動，不但能夠將衣物清洗的更加干凈，另外紫外線也能對衣物進行殺菌消毒，最重要的是所需的清洗劑也會大大減少，既符合國家對于綠色環保的要求，也迎合消費者對物美價廉的期望。綜上所說，如果將其推廣，應該會有比較大的收益。
