目前市场上的清洗机绝大多数用的是大功率电机，清洗效率一般，用电成本较高，因此实现脱离电网供电较为困难。随着技术的进步应用日益扩大，目前超声波已广泛地用于工业清洗，本设计的超声波清洗机主要应用于家庭中厨具和一些难洗的生活用具。通过压电陶瓷材料做成的超声波换能器将超声频电振荡转变成机械振动，在液体中产生超声波振动进行清洗。利用超声波可以穿透固体物质而使整个清洗介质振动并产生空化气泡，该清洗方式对任何生活用具不存在清洗不到的死角，且清洗洁净度非常高。这种新一代时尚家电，能够使人们从繁琐的家务劳动中解脱出来。本设计由于采用新型清洁方式，提高清洗工作的效率，省水节电，这让太阳能实现清洗机的供电成为可能。
1 系统总体方案设计
本系统流程如图1所示，用超声波代替传统大功率电机，通过 STM32 控制驱动器输出特定频率类型的超声波，使槽内液体中的气泡在声波的作用下迅速膨胀，然后忽然闭合，在气泡闭合爆裂的瞬间周围产生较强的压力，这种超声波空化所产生的压力能破坏不溶性污物使他们分化于溶液中，从而完成清洗任务。在这个过程水代替了清洗剂，免去用水去除清洗剂的过程，大大降低对环境的污染与水的使用量。超声波功耗仅为 100w，因此完全可用太阳能供电，并用数模转换器 ADS1115 对清洗机的蓄电池进行电量检测，单片机计算出的剩余电量智能化管理电源，保护了太阳能供电系统；清洗机由我们设计的 Android App进行控制，采用 App 遥控节省了对遥控器的开发成本以及生产对环境的污染，该 App 能自动检测与清洗机连接出现的问题，通过 App，可以实现控制清洗机开关机，定时功能等功能。为防止 App 控制清洗机出现失效问题，在清洗机面板上添加基于单片机的定时电路，使得该作品更加人性化与便捷。
2 超声波发生模块参数设定
为了实现超声波清洗的高效率，应当选择最佳的声强、频率及清洗槽声场分布等参数。工作频率选在 20-50kHz 之间。低频声波的空化气泡大、数量少，易于清洗较粗糙物品。高频声波空化气泡小、数量多，易于清洗精细且形状复杂的物品[5]。本超声波清洗机用于清洗较粗糙的生活用品，所以采用低频 25kHz。清洗液采用碳氢清洗液，碳氢清洗液具有以下特点：清洗性能好，蒸发损失小，无毒，材料相容性好，不破坏环境，价格便宜。
3 超声波发生模块的实现
超声波发生器也称作超声电源，它是一种用以产生超声频电能并向超声换能器提供的装置。按照所采用的工作原理，可以把超声波发生器分为模拟电路和数字电路两大类，本设计采用数字电路方案。
4 系统无线传输设计
无线传输的实现，是通过串口蓝牙模块为STM32拓展了无线功能，在后期清洗机通过蓝牙，可以连接到手机实现清洗机的固件升级，为清洗机的功能升级提供了硬件基础保障；该App能够自动检测与清洗机出现的异常，告知用户该如何处理，实现傻瓜式操作；通过App也可以实现对清洗机的遥控功能，如控制清洗机开关机，定时功能等。
5 结论
由于耗水量相比于其他传统清洗设备要少很多，而且清洗剂的使用量也大大减少，可以将其应用在缺水的环境。从清洗衣物的角度上说，该清洗设备通过换能器将超声波发生器中的高频振荡信号转化为高频机械振动，不但能够将衣物清洗的更加干净，另外紫外线也能对衣物进行杀菌消毒，最重要的是所需的清洗剂也会大大减少，既符合国家对于绿色环保的要求，也迎合消费者对物美价廉的期望。综上所说，如果将其推广，应该会有比较大的收益。
