WIMix - Wasser-Impuls Mixer, ein Vorschaltgerät für die Waschmaschine


Die Idee, das bereits von einer Gasheizung, dem Pellets-Kessel oder der Solaranlage günstig erhitzte Wasser für den Betrieb der Waschmaschine zu nehmen ist nicht neu: Man spart damit um die 50% der elektrischen Energie, pro Waschgang also gut 0,5kWh, pro Jahr also um die 100kWh...
Für diesen Zweck gibt es entweder Waschmaschinen, die direkt die zwei Zuläufe haben oder aber Vorschaltgeräte ("Sparsteuerung") wie das ALFA MIX oder MS-1002. Diese Geräte sind vielfach bewährt, daher sollte der Nicht-Techniker zu diesen Lösungen greifen - zumal sie keinen Eingriff in die vorhandene Maschine erfordern.

Ich stelle hier eine Selbstbau-Lösung für ein solches Waschmaschinen-Vorschaltgerät vor, die zwar auf Eingriffe in die Waschmaschine angewiesen ist um die Steuerspannung der Waschmaschinen-Zulaufventile zu lesen, aber ohne Spezialteile auskommen, so dass man alle Bestandteile per Baumarkt und Internet selber kaufen kann. In Zukunft folgt dann vielleicht noch eine autarke Version. Wie auch immer: man kann beim selber bauen immer etwas Lernen. Der Preis liegt bei ungefähr einem Fünftel bis maximal einem Viertel der oben genannten Fertiglösungen, erfordert aber einiges an Selbstbau.

Benutzerführung und -information geschieht über ein LCD-Display, ein Lowcost-Variante "nur" mit LEDs ist zwar denkbar, rechtfertigt aber keinen weiteren Entwicklungsaufwand.

Währen sich WiMix um das Wasser-"Frontend" der Waschmaschine kümmert, gibt es auch noch das Grauwasser-Wärmerückgewinnungsprojekt für das "Backend" der Waschmaschine - das Abwasser.

Blockbild
Anschlussprinzip-Bild von WIMix

 

Ansicht
Die Endversion der WIMix-Steuerung mit Leiterplatte im Gehäuse




Technische Daten:

Versorgungsspannung:        230VAC 
Leistungsaufnahme:          max. 2W Eigenverbrauch + ca. 10W pro Ventil -> ca. 12W bei aktivem Ventil
Programme:                  kalt/30°/40°/60° mit/ohne Vorwäsche (Vorwäsche fest mit 20°)
Maximale Füllzeit:          15 Minuten Ventilöffnung für vorerwärmten Waschvorgang
Maximale Waschzeit:         per SW auf 4,5 Stunden begrenzt
Min. Wassertemperatur:      3°C (per SW begrenzt)
Max. Wassertemperatur:      70°C (per SW begrenzt, auf Temperaturfestigkeit der Ventile achten!!!)
Nutzerführung:              LCD-Display, zwei Tasten
Sonstiges:                  Wassermengenbegrenzung 
Projektstatus: Fertiggestellt, im Einsatz
Status Hardware Ventile etc.: fertiggestellt & getestet seit 31.01.2011
Status Hardware Elektronik: fertiggestellt & getestet seit 31.01.2011
Status Software: Version 1.2 veröffentlicht 23.03.2011
Betrieb des Prototypen: 05.02.2011 - 14.04.2014 -> mehr als drei Jahre ohne Störung, dann Ablösung durch Vollversion mit Leiterplatte
Betrieb Vollversion: seit 14.04.2014
- Dokumentation -
Letzte Änderung Webseite: 16.04.2014, Vollversion statt Prototyp


Hinweis:
Der Nachbau der Steuerung ist gerade wegen der Themen Netzspannung und Wasser nicht trivial, sollte also nur von Fachkundigen angegangen werden. Insbesondere das Einhalten von Mindestkriechstrecken nach IEC 60664-1 oder VDE-Normen muss beim aktuellen Leiterplattenstand noch mal kontrolliert werden.
Der Autor übernimmt keine Haftung für Sach- und Personenschäden, die aufgrund von Informationen dieser Webseite entstehen. Jeder Leser ist dazu aufgefordert, die hier gegebenen Informationen selber nachzuvollziehen und auf Korrektheit zu prüfen. Verwendete Markennahmen sind Eigentum ihrer jeweiligen Besitzer.
Wer die Steuerung mit kommerziellem Interesse nachbauen will, der sei auf die cc-Lizenzbedingungen und bestehende Schutzrechte anderer hingwiesen.
Vereinfacht: Diese Steuerung darf jeder für den eigenen privaten Gebrauch nachbauen. Ich habe nur oberflächlich recherchiert, inwieweit für die hier beschriebenen Verfahren ein Patentschutz besteht, für den privaten Gebrauch ist das zwar unerheblich (§ 11 PatG), aber trotzdem interessant. Hier gibt es meine Rechercheliste Wama-Patentrecherche zum Thema. Wer selber recherchieren möchte, dem sei das DPMA-Rechercheportal ans Herz gelegt.

Ausdrücklicher Hinweis:
DIESES GERÄT KANN MAN NICHT BEI MIR KAUFEN - AUCH NICHT ALS BAUSATZ, ES IST EINE NACHBAUANLEITUNG!
Anfragen in diese Richtung sind völlig zwecklos! Fragen zum Selbstbau beantworte ich hingegen gern.

Wie komme ich dann an Wimix?
Die Leiterplatte ist mit der *.BRD (siehe unten) z.B. bei LeitOn bestellbar, außerdem sende ich programmierte Controller gegen Neucontroller+Rückporto als Briefmarke gerne zu. Die restlichen Komponenten können z.B. bei Reichelt Elektronik bestellt bzw. im Baumarkt gekauft werden.

 


Funktionsweise


Die Wassertemperatur für den Zulauf der Waschmaschine wird bei WIMix nicht über ein fein regelbares (und teures) Motor-Mischventil geregelt, sondern abwechselnd "impulsartig" Warm- oder Kaltwasser dosiert - das Mischen der gewünschten Wassertemperatur erfolgt daher im Prinzip erst in der Waschtrommel. (Wasser Integral-Mixer wäre also auch eine gute Deutung...) Dieses Verfahren ermöglicht eine Temperaturregelung des Waschmaschinenzulaufes über zwei einfache Kunststoff-2/2Wege-Ventile, wie sie in der Waschmaschine selbst auch schon vorkommen.

Blockbild
Anschlussprinzip-Bild von WIMix



Im Prinzipbild sieht man den Anschluss von WIMix an Kalt- und Warmwasser sowie an die Waschmaschine (zum Einlesen der Zulaufventil- ansteuerung durch die Waschmaschine).

Bedienung:

Die Bedienung ist denkbar einfach: sobald man die Waschmaschine einschaltet, ist auch Wimix eingeschaltet und man kann sich per "Temperatur"-Taste durch die verschiedenen Waschtemperaturen hangeln. Ein 90°-Programm gibt es nicht, da es sich vom 60°-Programm nicht unterscheidet. Für die Vorwäsche geht es genauso: der Taster "Vorwäsche" toggelt den Status. Das Standardprogramm nach dem Einschalten ist 30° ohne Vorwäsche, meist braucht man/frau also garnichts einzustellen.
Ohne Vorwäsche:
Für 15 Minuten nach Einschalten der Waschmaschine (und damit auch von Wimix) regelt WIMix die eingestellte Temperatur ein, dannach wird nur noch Kaltwasser für die Spülvorgänge abgegeben. Die Zieltemperatur für die Waschphase lässt sich innerhalb der ersten 15 Minuten jederzeit einstellen.
Mit Vorwäsche:
Nach Einschalten der Waschmaschine (und damit auch von Wimix) regelt WIMix eine feste Temperatur von 20° für die Vorwäsche ein. Wenn 5 Minuten kein Wasser bezogen wurde, wartet WIMix auf den nächsten Zulauf, der einen "normalen" Waschgang mit der gewählten Temperatur wie oben ohne Vorwäsche startet. (Bei Vorwäsche wird normalerweise kalt gewaschen und es gibt es keinen Spülgang, es wird nur kurz geschleudert, bevor der Hauptwaschgang folgt.)

Bedienung von Wimix
Die Anwender-Bedienstruktur von WIMix


Display-Anzeige:

Erste Zeile: gewählte Temperatur und ggfs. Vorwäsche
Zweite Zeile: Kaltzulauf-Temperatur (K), Kaltventil aktiv/inaktiv(+/-), Warmzulauf-Temperatur(W), Warmventil aktiv/inaktiv(+/-), Zulauf der Waschmaschine aktiv/inaktiv (Z/-), berechnete Trommeltemperatur(nur in der Warmwasser-Mischphase)/Fehlerstatus

Displayausgabe von Wimix
Beispiel der Displayausgabe: 10 Grad-Programm, Kaltwasser 17°, KW-Ventil auf, Warmwasser 17°, WW-Ventil zu, Zulauf aktiv, Trommel 18°

 


Aufbau Wasserleitungen


Material für die Wasserführung

Teile fuer den Wasseranschluss
Die Einzelteile zum Wassermischen - Variante (a) mit Baumarkt-Komponenten.
Man beachte den zusätzlichen Schlauchverbinder für den Temperatursensor (zweites Teil von rechts).



Preise Stand 01/2011 - in Summe knapp € 30,-- plus den zusätzlichen Zulaufschlauch für etwa € 10,--. Das gesamte Material kann man im Baumarkt bzw. per ebay kaufen. Für das Y-Stück gibt es zwei Alternativen: (a) Baumarkt, rund €12,-- oder (b) ebay rund €3,50

  • 2 Stück "2/2Wege-Magnetventile mit Schraubanschluss, 230V-Spule und 1/2" Schlauchtülle (z.B. ebay je € 3,50)
  • (a) "2-Wege Verteilerstueck 3/4 Zoll, Nr. 986186148" (€ 4,40) Admiral (Bauhaus) - das Y-Stück/Mischkammer aus Messing (Alternative aus Kunststoff: WPro ALY009, ist per Bauknecht-Webshop ab € 3,30 zu haben)
  • (a) "Vaterstueck zu Schlauchverschraubung 3/4 Zoll AGx 1/2 Zoll Nr. 987389048" (€ 2,02) Admiral (Bauhaus) - für den Abgang aus dem Y-Stück
  • (a) "Schlauchverschraubung flachdichtend 1/2 Zoll T x 3/4 Zoll M verchromt Nr. 989551148" (€ 2,49) Admiral (Bauhaus) - zum Anschluss der Ventile an das Y-Stück, braucht man 2x
  • (a) "Gummidichtungen für Schlauchverschraubung 3 Stck. Nr. 98671834" Admiral (Bauhaus) - eine davon braucht man für das Vaterstück, bei dem leider keine Dichtung beiligt
  • (b) "13mm (1/2") Y Schlauchverbinder - Messing vernickelt" bei ebay/2ad-media für €2,85 + €0,75 Versand
  • "Schlauchverbinder mit zwei Klemmen 1/2 Zoll Nr. 987381148" (€ 2,55) Admiral (Bauhaus) - den braucht man, um den Temperatursensor in den gemeinsamen Wasseranschluss an einer flachgefeilten Stelle des Verbinders einzubauen.
  • "Winkelverschraubung 1/2 Zoll Tx 3/4 Zoll M mit Klemme Nr. 987388148" (€ 4,14) Admiral (Bauhaus) - zum Anschluss an die Waschmaschine
  • knapp 0,5m Waschmaschinen - Zulaufschlauch Meterware 1/2 Zoll, kochfest (€ 1,52)
  • dazu noch einige Schlauchschellen... bei mir war es billiger, zusätzliche Schlauchverbinder zu kaufen (da sind zwei Schlauchschellen bei) statt einzelne Schlauchschellen... Es gibt bei Reichelt-Elektronik aber auch ein 2er-Pack Schellen: MSK 7647 (€ 2,10)
    Hinweis: Die Schlauchschellen sollte man wegen der wechselnden Temperaturen ab und zu mal nachziehen, oder gleich selbstnachspannende Drahtschlauchschellen/Federschellen nehmen (-> Technikbedarf, ebay..).
  • zusätzlicher fertig konfektionierter Wama-Schlauch nach Bedarf: 1/2" Waschmaschinenschlauch (auf Temperaturfestigkeit 60 °C achten!!!) fertig mit 3/4Zoll Überwurfmuttern. Tip: Warm-Zulaufschlauch LUXE/WPro TAC158 ist ab ca. € 9,-- via Bauknecht-Webshop oder amazon zu haben.
  • Alternative zum obigen Schlauch bzw. beiden Schlächen zwischen Hahn und Ventilen: Nito-Schnellkupplungen mit 2x Aussengewinde, gibt es bei RS-Elektronik, mit der die Ventile ohne Schlauch direkt an den Hahn kommen - dann braucht man natürlich etwas mehr Schlauch hinter den Ventilen, hat aber eine Art "Aquastop" nachgerüstet.
  • Für den Temperatursensor reicht ein preiswerter KTY81-Sensor im TO92-Package, der an dem Schlauchverbinderstück an einer flach gefeilten Stelle in der Mitte mit einem Stück Metallblech (z.B. abgeschnittenes Stück Schlauchschelle) unter den beiden Schlauchschellen am Verbinderstück in Position gehalten wird - ist in der Elektronikstückliste enthalten. (Zusammenbau: Siehe Fotos unten.)

Der Zusammenbau der wasserführenden Teile - bei mir leider mit der teureren Variante (a) - ist anhand des obigen Fotos selbsterklärend - ich habe jeweils ca. 10cm Schlauchstücke zum Verbinden genommen - bloss nicht die Schlauchschellen/Federschellen vergessen!!! Um den Warmwasser- und Mischwasser-Schlauch sollte man genau genommen auch noch eine Rohrisolierung schieben.

Detail des Temperatursensors
Den Temperatursensor befestigt man mit zwei Schlauchschellen und einem querliegenden Stück Schlauchschelle.

 


Elektronik


Grundsätzliches:

Die Elektronik bzw. Software wird zuerst den Aufbau der "integrierten" Schaltungsvarianten mit LCD/LED unterstützen, die die elektrischen Signale der Füllventile in der Waschmaschine abggreift. Die externe Variante, die ohne Eingriff in die Waschmaschine auskommt kommt dann vielleicht irgendwann mal später:

Die WIMix-Elektronik wird also von der Waschmaschine mit 230V versorgt und kann die Signale zur Ventilansteuerung der Waschmaschine auswerten. Vorteil: komfortabel und sicher, da die Mischventile nur dann aktiv werden, wenn auch die internen Ventile aktiv sind), kein Standby- Stromverbrauch. Nachteil: Eingriff in die Waschmaschine notwendig.
Die Komfort-Lösung für später mal: Die Elektronik wird separat schaltbar versorgt und mit einer Start-Taste gestartet - ab dann versucht sie, die gewählte Temperatur einzustellen. Da sie nicht weiss, wann das Wasser wirklich benötigt wird, werden für die gesamte Zulaufzeit die Ventile bestromt. Nachteil: Braucht minimal mehr Strom, muss extra gestartet werden. Vorteil: kein Eingriff in die Waschmaschine.

Schaltplan
Der Wimix-Schaltplan



Schaltung:

Zentrales Bauteil ist ein Microcontroller PIC16F819, der die Tasten ausliest, die Ventile ansteuert, den Temperaturfühler auswertet, das LCD-Display bedient. Tatsächlich landet mehr als 1k Code im Controller, so dass die Variante 818 nicht ausreicht.

Die Ventile werden über Optokoppler mit Nullspannungsschalter MOC3043 und einen nachgeschalteten Triac BTA12 angesteuert - das ist zwar etwas überdimensioniert (die Ventile genehmigen sich ca. 35mA / 8W), aber dafür werden wir keinen Kühlkörper benötigen. Die RC-Glieder aus R4/C4, R5/C5 sind ein sogenanntes "Snubber Network", das die Spannungsspitze beim Abschalten der Ventile dämpft: mit 33nF/27R auf immerhin noch 520V - der BTA12/800 ist zwar eigentlich für den "snubberless"-Betrieb geeignet, ich habe es aber nicht ausprobiert. Die Ventil-Endstufen werden über den Anschluss Ventil_AC_In versorgt - das ist die Versorgungsspannung der Waschmaschine, die mit dem Ein/Aus-Schalter der Waschmaschine geschaltet wird. Die LEDs der Optokoppler U3/U4 haben jeweils einen eigenen Vorwiderstand, damit man die Ventile leicht überlappend schalten kann - damit verringert man die Druckstösse im Leitungssystem.

Die Auswertung der Ansteuerung der internen WM-Füllventile erfolgt ebenfalls über Optokoppler, es wird nur eine Halbwelle für die LED im Optokoppler genutzt, das muss man in der SW berücksichtigen. Über die Dioden werden die verschiedenen Eingänge entkoppelt. Der Vorwiderstand ist auf knapp If=10mA bei 230V ausgelegt, das sind im Peak 230V x 1,414 = 325V -> If=13,5mA, was für die LED im Optokoppler auch noch okay ist. Allerdings fallen an R schon nennenswerte Leistungen ab: P=24000 Ohm x 0,01A x 0,01A = 2,4W! Da wir nur eine Halbwelle nutzen sind es "nur" 1,2W -> Aufteilung auf 2x 12k 1W Widerstände. Die Anschlüsse der inneren Waschmaschinen-Ventile für Vor- und Hauptwäsche sowie Weichspüler werden an Ventil_IN1, Ventil_IN2 und Ventil IN3 angeschlossen.

Als Temperaturfühler U2 kommt ein Halbleiter-Sensor KTY81-110 zum Einsatz, der über den Metallfilmwiderstand (!!!) R1 linearisiert wird. Die Genauigkeit reicht für unsere Zwecke, wir wollen ja nur auf ca. 1 °C genau messen - mit dem 10Bit-Wandler des PIC reichen die AD-Werte damit typischerweise von 237d bei 0°C bis 348d bei 70°C.

Über das 2x16 LCD-Display LCD1 kann man die aktuelle Temperatur und ggfs. Vorwäsche einstellen und aktuelle Statusinformationen einsehen: Warm/Kaltventil aktiv, geschätzte Trommeltemperatur, Programmfortschritt etc. Das Display wird im 4-Bit Modus betrieben, benötigt also nur 6 Controllerpins - für die eigene Softwareentwicklung ist es natürlich auch Gold wert.... Über R14 stellt man den Kontrast ein. Die Hintergrundbeleuchtung des LCD-Displays wird über Q1 vom uC geschaltet, z.B. nach Start, Tastendruck etc. für jeweils 15 Sekunden. Die Versorgungsstrom für das Backlight wird am Spannungsregler vorbei bezogen, so dass nicht der Spannungsregler die Verlustwärme sieht, sondern der 1W-Vorwiderstand R2.

An den ICSP-Port X7 kann man einen PIC-Programmer (z.B. Brenner8 von sprut) direkt anschliessen. Zum Programmieren müssen JP1 und JP2 offen sein, für den Normalbetrieb gesteckt. Wer den Controller außerhalb brennt, braucht den Anschluss nicht.

Für die Gleichrichtung habe ich Schottky-Dioden spendiert, damit man mit einem 6V-Trafo auskommt... der 1,8VA-Trafo ist eigentlich überdimensioniert, der 1,0VA - Typ "EI 30/10,5 106" mit 166mA/6V sollte auch reichen. Ein ECO-Trafo lohnt sich nicht, da WIMix ja nicht andauernd bestromt ist.

Zur Verbindung mit der Waschmaschine habe ich eine 6-polige Buchse/Stecker-Kombination aus der CA-Serie von HIRSCHMANN ausgesucht, die 230VAC verträgt, genug Pole, ein ordentliches Gehäuse hat und bei Reichelt verfügbar ist, wegen Berührschutz muss die Dose natürlich in die Waschmaschine eingebaut werden. Den Sicherungshalter mit 160mAT Feinsicherung für die Versorgung über Ventil_AC_In kann man dann irgendwo ins Gehäuse für die WIMix- Elektronik einbauen.

Stückliste: (Bestellbezeichnungen für Reichelt)

U1                PIC 16F819-I/P   Microcontroller
U2                KTY81-110        Temperatursensor TO-92
OK1               4N35             Optokoppler 
T1, T2            BTA 12/800B      Triac 12A 800V - isolierter Tab
Q1                BS170            N-Mosfet
U3, U4            MOC3043          Optokoppler Triac-Ausgang mit Nullspannungsschalter
IC1               µA 7805          Spannungsregler 5V 1A TO-220
LCD1              LCD 162C LED     LCD-MODUL 16X2 mit Backlight, gruen
D1-D4             1N 5818          Schottky-Diode 1A/30V - damit man mit einem 6V-Trafo auskommt
D5,D6,D8          1N 4007          Standard-Diode 1A 1000V
TR1               304.06-1         Trafo, Gerth-Baureihe 304.xx, 1,8VA, 6V, 300mA kurzschlussfest(an X1 angeschlossen)
R1                MPR 2,70K        Präzisions-Metallfilmwiderstand 0,1%
C3                RAD 330/35       Elko 330uF/35V
C1, C2            X7R-2,5 100N     100nF keramik
C3                ELKO 100u/16V    Elektrolytkondensator 100u / 16V
C4, C5            FUNK 33N         33nF Entstörwiderstand X2 230V
R2                1W 68R           Metalloxydwiderstand 1W, 5%,
R3,7,9,18         1/4W 330R        Kohleschichtwiderstand
R6,8              1/4W 360R        Kohleschichtwiderstand
R4,5              METALL 27        Metallschichtwiderstand 27 Ohm
R13,15,17,19      1/4W 10K         Kohleschichtwiderstand
R11,20            1W 12K           Metalloxydwiderstand 1W, 5%, 12k
R14               PT 10-L 5,0K     Einstellpotentiometer, liegend, 10mm, 5k

JP1 JP2                            Stiftleiste + Jumper
LCD-Anschluss      SPL 20          Buchsenleiste, 20-polig, einreihig, RM 2,54, gerade -> auf der Leiterplatte
                   AW 122/20       IC-Adapterleiste, 20-polig, einreihig, RM 2,54 -> am LCD
Dose               CA 6 GD         6-poliger+PE Aufbaudose mit Flansch
Stecker            CA 6 LS         6-poliger+PE Leitungsstecker, gerade
F                  PL 12500        Sicherungshalter, 5x20mm, max. 6, 3A-250V 
Taster                             Zwei Taster nach Belieben (Tipp: TASTER 9320)
Gehäuse                            Gehäuse fuer die zwei Ventile zum Kapseln der 230V-Anschluesse  
Gehäuse            GEH KS 50       KS-Kleingehäuse 120x 70x 50 mm fuer die WIMix-Elektronik  
Schellen           MSK 7647        2er Schlauchschellen, 9mm breit, 3/4" 19mm 
Kabel              LIYCY 06-5      geschirmtes Kabel für Temperatursensor und Wama-Anschluss, lt. Datenblatt
                                   bei Reichelt ist das LIYCY-Kabel für 250V zugelassen.
Schraubklemmen     AKL101-02       Anschlussklemmen RM5,08 für Ventile, Versorgung, Temperatursensor .. 7 Stück!               

 

Layout
Das Layout in der Version 2.0b


Das Layout der doppleseitigen Leiterplatte hat freundlicherweise Ralf Stiehler übernommen, der sich selbst zwei WiMixer gebaut hat. Hier gibt es die Board-Daten + Schaltplan als Version 2.0b im Eagle 6.5.0-Format zum Download.
Das Display sowie die Taster werden von der Lötseite bestückt.
Die Leiterplatte 2.0b ist elektrisch in Ordnung, allerdings sollte man in ein Redesign folgende Änderungen aufnehmen, die uns beim Layout durchgerutscht sind:
Bauteilpackages:

  • Der Rasterabstand der Verbinder X1, X3 - X6 ist zu gering für Schraubklemmen und unterschreitet wahrscheinlich auch die VDE-Kriechstrecken bei 230V. Bei der Leiterplatte 2.0b kann man die Schraubklemmen mit Litzenleitung LIFY 0,25 (bis 300V geeignet) abgesetzt anschließen - siehe Bild.
  • Die beiden Taster S1 und S3 (RDT1034) müssen gegen einen verfügbaren Typ getauscht werden, den Hersteller der Taster in der LP 2.0b gibt es nicht mehr. Geeignet wären z.B. TASTER 9320 (als SMD-Version)
  • Das Poti R14 muss gegen die größere Bauform aus der Stückliste getauscht werden (Verfügbarkeit bei Reichelt), lässt sich im Moment nur auf den Anschlusspunken stehend bestücken.

Mechanik / Platzierung

  • Die Bohrungen für die Befestigung im Gehäuse können einen kleineren Durchmesser bekommen
  • Die Board-Outline kollidiert an den Ecken mit dem Gehäuse, die störenden Ecken lassen sich bei LP 1.0 aber einfach abschneiden.
  • D8 liegt zu nah an der Befestigungsbohrung, könnte man durch stehende Dioden ändern.
  • Ausreichende Kriechstrecken auf der Leiterplatte können vielleicht mit ein paar gefrästen Schlitzen (z.B. zwischen den Triac-Anschlüssen) sichergestellt werden, müsste man mal mit einem LP-Hersteller besprechen.

Nicht schön, kann aber bleiben

  • zwei Befestigungsbohrungen für das LCD liegen unter Bauteilen (C4 und TR1)
  • R6-R9 und R2 müssen stehend eingelötet werden
  • Leiterplattennahme und Version als Text ins Kupferbild

 

Bestueckungsseite Wimix
Fertig bestückte Leiterplatte 2.0b mit abgesetzen Schraubklemmen, Bestückungsseite

 


Software


Software:

Die Mathematik: Wenn die AD-Werte auf den Bereich 0...120 normiert und beschränkt werden, kommt man bei einer Zeitauflösung von 2 Sekunden mit einer vorzeichenlosen 16-Bit Zahl für das Integral auch für den Worstcase ( Füllen mit heisswasser 70°) für 17 Minuten bei aktivem Zulauf aus. Das ist wohl absolut ausreichend, wenn normalerweise rund 7 - 10l/min aus einem Wasserhahn strömen und eine Waschmaschine ca. 70l für den gesamten Waschgang mit Spüen etc. braucht. Auch hinsichtlich des maximalen Gradienten von 10°/min erscheinen die 17 Minuten Füllzeit als absolut ausreichende Annahme: in 5 Minuten käme man schon von 7° Kaltwassertemperatur auf 57°.
Um die AD-Werte weiterzuverwenden muss man sie außerdem noch mit dem Faktor 0,63 skalieren, was mit einer 8.8 Festpunktdarstellung realisiert ist -> dafür wird die 16x16 Multiplikation verwendet.
Um die etwas träge Temperaturmessung zu verbessern, wird bei einem Warmwassertemperaturanstieg immer mit dem Faktor 2x delta t nach oben korrigiert. Ausserdem wird immer die zuletzt gemessene kleinste Kaltwassertemperatur und die zuletzt gemessene höchste Warmwassertemperatur benutzt.
Abgesehen von eigenem Code habe ich mich auch einiger cooler Software-Routinen bedient, die nicht von mir stammen - und die ich schon bei meinem digitalen DTemp Temperatur-Regler benutzt habe:

  • Division 24/16 und bin2dec999 (c) by Nikolai Golovchenko
  • mul16 (c) by Scott Dattalo, die webseite ist aber leider verschwunden
  • 4-Bit LCD-Routinen (c) Holger Klabunde mit Anpassungen von mir


Als Compiler schwöre ich auf den cc5x von B Knudsen Data - BKND, der für nicht kommerzielle Projekte frei ist und mittlerweile auch keine 1k-Limitierung mehr hat.


Software-Funktionen

Mini-Doku zu den wichtigsten Software-Funktionen. Grundsätzlich arbeitet das System in 2ms-Zeitscheiben, mit denen die Signale entprellt werden, die Temperaturregelung läuft etc. Das Display wird bei Änderungen am Eingang (Tasten, Waschmaschinenventil) oder einmal pro Sekunde aktualisiert.

check_input()     Eingänge lesen: auf Tasten oder Ventileingänge testen und entprellen
main()            die Hauptfunktion, Ablaufsteuerung
temp_messen()     ZulaufTempmessung über ADC-Eingang AN0, AD-Wert wird geprueft und offsetkorrigiert
update_LCD()      LCD-Ausgabe
update_state()    Statemachine bedienen: Zeitrechnung, Status bzw. Programmfortschritt, Trommeltemperaturberechnung
update_tasten()   Tasten auswerten: Auswertung entprellter Tasten, Zielprogramm und Vorwäsche festlegen
update_vent()     Ventilstellung updaten: Ansteuerung der Ventile, Zweipunkt-Regler mit Hysterese, Overlap
Zeitcheck()       Testet auf Ende der Zeitrechnung nach 9 Stunden, alles ausmachen->SLEEP

divide()          Schnelle Division 24/16Bit
Dez4Hex()         Konvertiert 16 Bit Binaer zu Hexadezimal-ASCII 4-stellig
init()            Initialisierung von Hardware und Variablen
LCD_xxx()         diverse Funktionen zur LCD-Steuerung
bin2dec999()      Konvertiert 16 Bit Binaer zu Dezimal-ASCII 3-stellig
MedianFilter()    3-Tap Median-Filter


Link zum kompletten SW-Paket Version 1.2 mit c-sourcen,make-batch, hexfile etc.
Auch hier nochmal: Auf die Lizenzbestimmung dieser Seite und des Compilers achten!

Versionshistorie:
V1.0 Erstausgabe (8.2.2011)
V1.1 Verbesserte Temperaturmessung (ordentliche Skalierung) (10.2.2011)
V1.11 Update KW-Temperatur auch im PURGE-Status, Shutdown mit mehr Stromsparen (14.02.2011)
V1.2 Wasserstop-Funktion, Fehlermeldungen im Klartext (23.03.2011)


Einbau


Elektrik-Anschluss an die Waschmaschine:

  • Waschmaschinen-Deckel abnehmen
  • Zaulaufventilblock suchen und anhand der Leiterbahnen an der Ventilplatine ein gemeinsames Kabel plus je ein Kabel pro Ventil anlöten
  • Versorgungsspannung finden, die von dem Ein/Aus-Schalter der Waschmaschine geschaltet wird, zweipolig anlöten
  • Position für die 6-polige Dose (CA 6 GD) aus der Elektronikstückliste an der Wama-Rückwand aussuchen, entsprechende Kabellängen innerhalb der Wama berücksichtigen
  • Dose verdrahten - Pinbelegung notieren! (Meine Belegung s.u.)
  • Kabel zwischen WIMix und dem Stecker zusammenlöten
  • Probelauf der Waschmaschine machen, Spannungen an der Dose gemäß der Pinbelegung prüfen: Versorgung ok? Spannung der Ventile an der Buchse ok?
  • Lochkreis für Dose in Wama-Rückwand bohren, Blech ausbrechen, rund Feilen, Dose einbauen
Waschmaschnine innenansicht
Innenansicht der Waschmaschine - Abgriff der Ventilsignale am Waschmittelfach/Ventilblock
Abgriff der geschalteten WIMix-Versorgung am An/Aus-Schalter an der Frontplatte

 

Anschlüsse am Ventilblock
Detailansicht zum Abgriff der Ventilsignale am Waschmittelfach/Ventilblock

 

Anschlüsse am Schalterblock
Detailansicht zum Finden und Abgriff der Versorgungsspannung



Liste der Signale bei mir am Stecker:

  1. Ventil 3 (rosa) Weichspüler
  2. Ventile gemeinsam (grau)
  3. Ventil 1 (weiss) Vorwäsche
  4. Ventil 2 (braun) Hauptwäsche
  5. Netzspannung (gruen)
  6. Netzspannung (gelb)

Den Schirm des Kabels habe ich waschmaschinenseitig auf Erde gelegt -> mittlerer Kontakt am Stecker. Auf Seiten Wimix ist die Erde nicht angeschlossen.


Fehlermeldungen und -ursachen:

Meldung/Problem Mögliche Ursachen
Meldung: Beendet Die maximale Laufzeit 4,5h wurde erreicht - vllt. Einweichprogramm gewählt?
Meldung: Uebertemp Temperaturfühler nicht (richtig) angeschlossen, Zulauf zu heiss
Meldung: Untertemp Schwingende Versorgungsspannung am uC - Blockkondensatoren nachlöten/defekt?, Sensor kurzgeschlossen (Kabeldefekt?)
Meldung: Fuellzeitmax Einer der Wasserhähne ist nicht/zu wenig geöffnet, Schlauch undicht, Waschmaschine defekt
Meldung: unbekannt Es ist ein interner Fehler aufgetreten - bitte Info an mich!
Keine Displayausgabe, keine Hintergrundbeleuchtung Sicherung defekt, Verbindung WIMix-WaMa nicht okay
Keine Displayausgabe, Hintergrundbeleuchtung okay Verbindung uC/Display gestört
Eingestellte Temperatur wird nicht erreicht I.d.R. kein Fehler - am WW-Anschluss stand nicht schnell genug oder zu kaltes Warmwasser zur Verfügung

 


Hintergrund und Theorie, Features und geplantes


Hintergrundinformationen und -gedanken, Realisierte Features:

  • Das Einstellen der Wassertemperatur in der Trommel basiert bei WIMix auf der Annahme, daß bei offenem Ventil etwa gleichviel Wasser aus dem warmen wie dem kalten Anschluss strömt. Man kann die Mischtemperatur dann recht einfach über die Ansteuerzeiten der Mischventile und die gemessene Temperatur bestimmen. (Realisiert ab Version 1.0)
    Mischungsformel: T_ist=(T1*m1+T2*m2)/(m1+m2)  m=Masse, T=Temperatur


    Wenn die Masse m proportional zur Ventilöffnungszeit t ist, braucht man bei einer aequidistanten Messung der Temperatur T (z.B. alle Sekunde) und abwechselndem Warm/Kaltwasser nur die gemessenen Temperaturen aufintegrieren und sich die Anzahl der Messungen merken, für die die Ventile geöffnet waren - schon kann man die Temperatur des gesamten gemischten Wassers recht einfach berechnen:

    Mischungsformel hier: Spezialfall Mischformel WIMix
  • Wenn man weiter annimmt, dass die Trommel vorher Raumtemperatur hatte und man ihre Masse ungefähr kennt, kann man auch die thermische Kapaziät der Waschtrommel schon mit einplanen und noch etwas mehr sparen. (Realisiert ab Version 1.0)
  • Eine Betrachtung zur Wirtschaftlichkeit: Wenn man mal von 20l Wasser für die Waschphase ausgeht (genauer: 13l Wasser (gemessen) + 2kg Wäsche + 5kg Trommel), die ohne Vorwäsche in der Maschine von 7° auf 40° aufgewärmt werden, sind das 20kg x 33K x 4,19kJ/kgK = 2765,4kJ = 0,768kWh. Bei einem Strompreis von 21,25ct/kWh für ökostrom also pro Wäsche maximal 16ct pro Wäsche, die man sparen kann. (Da die Solaranlage auch Strom verbraucht ist die Ersparnis eigentlich kleiner, aber das lassen wir mal aussen vor.) Das bedeutet, dass sich der Selbstbau bei 5 Wäschen pro Woche und Materialkosten von ca. €60,- nach 367 Wäschen, also bei einem Solar- Deckungsgrad von 60% ca. 2,5 Jahren ammortisiert hat. (Bei 23,4ct/kWh und 70% Dekcungsgrad schon innerhalb von 2 Jahren...) Das ist ein überschaubarer Zeitraum - die Mühe lohnt sich also (mal abgesehen vom guten Gewissen) auch finanziell halbwegs. Wer keinen Ökostrom bezieht, erspart uns immerhin 682g/kWh CO2 - was nach einiger Zeit schon einen beträchtlichen Berg ausmacht! Real gemessen spart man bei einem 40°-Waschgang rund 0,4 kWh, wobei meine Waschmaschine sich für den Motorbetrieb etc. immer noch 0,3kwh genehmigt -> Ersparnis von knapp 9 ct/Waschgang, das sind knapp über 50 Prozent.
  • Gegenüber der naheliegenden Einfachlösung mit einer fest auf 30° eingestellten Thermostat-Mischbatterie hat WIMix den Vorteil wesentlich mehr zu sparen: die Spülgänge werden bei der Thermostatlösung mit warmen statt kaltem Wasser durchgeführt - das ist Verschwendung. Das Thermostatventil nach dem Einlauf auf kalt stellen - spart zwar, ist aber extrem unkomfortabel und hat einen extrem kleinen WAF (women acceptance factor).
  • Der Analogelektroniker wird nach dem Studium der älteren Patente aus meiner Recherche fragen, warum die Steuerung überhaupt einen µC braucht und nicht ganz einfach mit einem Komparator realisiert ist... Der µC ist flexibler als eine fest gefügte Schaltung und man kann nur durch neu programmieren neue Features hinzufügen - z.B. kann man wie die MS1002 den Temperaturgradienten und ggfs. ein kurzes Ventilumschalten dazu nutzen, ohne Eingriff in die Waschmaschine zu erkennen, ob die Maschine gerade Wasser anfordert. So etwas analog nachzubauen würde eine recht große Leiterplatte erfordern...
  • Ein Abgreifen der Ansteuerspannung für die internen Füllventile der WM ist sinnvoll, damit die WIMix die Mischventile nur bei Wasserbezug bestromen braucht: Es hält die Software einfach und außerdem stehen die selbstgebauten Schlauchverbindungen nur dann unter Druck, wenn die Waschmaschine läuft bzw. sogar nur dann, wenn sie Wasser bezieht. Das verringert die Gefahr von Wasserschäden, wenn man beim Zusammenbau Fehler gemacht hat. (Realisiert ab Version 1.0)
  • Das Y-Stück - die "Mischkammer" - und die restlichen wasserführenden Bestandteile kann man sich aus Baumarkt-Komponenten zusammenbauen. Dabei ist es wichtig, dass der Temperaturfühler die Wassertemperaturänderung so schnell wie möglich erfassen kann, dazu sind zwei Vorraussetzungen zu erfüllen: 1.) der Fühler muss so gut wie möglich mit dem Wasser in Kontakt sein. Die beste Lösung wäre ein Tauchrohr, das ist aber schlecht selbst zu bauen. Beste Selbstbaulösung: Sensor mit Wärmeleitpaste an irgendwass metallisches mit Wasserkontakt andrücken. 2.) die thermische Kapazität der Ankoppelung sollte so klein wie möglich sein - damit ist das dicke Y-Stück raus, besser ist ein kleiner zusätzlicher Messing-Schlauchverbinder, an dem man auch gut eine flache Stelle für den KTY81 einfeilen kann. (Realisiert ab Version 1.0)
  • Erkennbare Störungen und Reaktion:
    Temperatursensor nicht angeschlossen (Temperatur <0° oder >70°): Fehler, Waschvorgang wird Kalt durchgeführt (Realisiert ab Version 1.0)
    Wasser wird trotz offenem Warm-Ventil nicht Warm: Waschvorgang wird so warm wie möglich durchgeführt (Realisiert ab Version 1.0)
    Temperatur Kaltzulauf zu hoch: Fehler, Waschgang wird abgebrochen
    Ventilsteuerzeit zu lang: Fehler Waschgang wird abgeborchen
  • Um die Amplitude der Wasserdruckstöße im Leitungsnetz zu verringern, ist es sinnvoll, die Ventile überlappend zu schalten, d.h. ein "make before break" zu implementieren, bei dem das zu öffnende Ventil geöffnet und erst nach einer bestimmten Überlappungszeit (rund 300ms) das zu schliessende Ventil geschlossen wird. Das führt dazu, dass der Druck im Y-Stück annähernd konstant ist und die beiden WIMix-Ventile mehr oder minder drucklos schalten können. (Realisiert ab Version 1.0)
  • Die Warmwassermischung wird nach Erkennen des ersten Füllventilschaltens je nach gewählter Temperatur für 15 Minuten aktiviert, dannach wird nur noch Kaltwasser nachgefüllt, da es sich um die Spülvorgänge handelt. Ausnahme: Vorwaschtaste gedrückt, dann feste Vorwäschetemperatur 20° solange bis 5 Minuten kein Wasser bezogen wurde (=Einlaufphase Vorwäsche beendet), dann für den nächsten Wasserbezug wieder Warmwassermischung (=Einlaufphase Hauptwäsche) - die Vorwäsche hat keinen Spülgang.(Realisiert ab Version 1.0)
  • Mit WIMix kann man auch eine Wasserschadensbegrenzung implementieren:
    a) Die Ventile nicht mittels Schlauch, sondern mit einer Schnellkupplung (z.B. Nito-Schnellkupplung, gibt es bei RS-Elektronik ) anschliessen - damit ist das Stück zwischen Hahn und Ventilen schonmal recht sicher weil schlauchlos.
    b) Wimix kann "mitzählen", wieviel Wasser zugelaufen ist und bei einer bestimmten Gesamtsumme/Gesamtzeit (z.B. 100l, bei 7l/min also rd. 14min bzw. 860s) unabhängig von einer Anforderung der Waschmaschine beide Ventile schliessen.(Realisiert ab Version 1.2)
  • Wer den ICSP-Anschluss zum Programmieren nutzt: das LCD vor dem Programmieren abziehen.
  • Die Waschmaschine, mit der ich getestet habe, ist eine AEG Öko-Lavamat 9205-W, Baujahr 1996
  • Noch ein interessanter Link: Studie Warmwasseranschluss da fragt man sich, warum überhaupt noch jemand den Geschirrspüler an Kaltwasser anschliesst...


Geplante bzw. denkbare Features:

  • Gemäß dem BSH-Patent sollte man die Temperatur in der Waschtrommel nicht schneller als 5-10°/min ansteigen lassen, damit Eiweissflecken nicht "einbrennen", bevor die Waschenzyme aktiv geworden sind - wofür sie etwas Zeit brauchen. Ich denke, dass man die Temperatur bis 30° ruhig so schnell wie es geht anfahren kann, ohne ein Einbrennen zu riskieren. Bei der 60°- oder 90° -Wäsche sollte man allerdings versuchen, zwischendurch die Wasserzufuhr zu unterbrechen und damit den Temperaturanstieg sowie die Waschmaschine auszubremsen. Allerdings könnte es sein, das manche moderne Waschmaschinen dann einen Fehler "Wassermangenl" erkennen und das Programm abbrechen. Muss man wohl ausprobieren... realisiert ist diese Gradientenbegrenzung/Waschzeitverlängerung jedenfalls nicht, ich habe aber auch noch keine Flecken entdeckt, die jetzt hartnäckiger geworden sind.
  • Wenn man das Ventil der Vorwäsche-Waschmittelkammer über einen separaten Optokoppler V_IN2 einliest, kann man WIMix dazu bringen, ein Vorwäsche-Programm selbst zu erkennen - dann braucht man auch dafür keine extra-Taste zu bedienen.Habe ich in der Verdrahtung meiner Waschmaschine und teilweise im Code vorgesehen, in der WIMix-Hardware allerding nicht - dafür nutzen wir das Vorwasch-Programm zu selten.
  • Die von mir verwendeten 230V-Ventile sind vor allem billig. Für den Nachbau eigentlich besser geeignet wären sicherlich 24V-Ventile, die aber rund das 10-fache Kosten und damit die Ammortisation -> oo verschieben. Ich glaube, die o.g. Kaufgeräte arbeiten beide mit solchen Niederspannungs- ventilen, da das Produkthaftungstechnisch wesentliche besser zu handhaben ist.
    Z.B. bei den Firmen Interelektrik und A.u.K. Müller GmbH & Co. KG gibt es auch 12- und 24V- Ventile wie das "Servo-Magnetventil NC, DN 10", bei Pollin sehr günstige Schaltnetzteile....
  • Eine Lowcost-Version mit LEDs statt LCD (spart rd. €6,-) und direktem Einbau in die Waschmaschine (spart die Gehäse) wäre auch noch mal eine nette Variante, die die Ammortisation nochmals nach vorne bringt.
  • Gedanken zur Version ohne Waschmaschineneingriff: Über eine Art Shunt könnte Wimix einlesen, ob die Waschmaschine eingeschaltet worden ist (=Start), so wie eine Master/Slave-Steckleiste, d.h. in Form eines Zwischensteckers. Weiterhin müsste WIMix entweder über einen Lowpower-Standby verfügen (d.h. anderer Trafo mit kleineren Leerlauf-Verlusten, anderer Spannungsregler mit kleinerem Eigenverbrauch, Controller im Sleepmode) und auf das Einschalten der Wama reagieren, oder aber über eine Start-Taste mit Selbsthaltung und extra-Relais oder klassisch über einen eigenen Ein/Aus-Schalter verfügen. Den Ventileinlauf kann WIMix dann über Takten des WW-Ventils herausfinden: Ändert sich die Temperatur bei kurzen KW-Pulsen, fordert die Waschmaschine Wasser an. Alternativen: Mit Hall-Sensoren die Bestromung der internen Ventile auswerten (naja...) oder einen Drucksensor im Zulauf anbringen (miese Zuverlässigkeit). Eine solche Version könnte auch ein Autostart-Feature haben, das die Waschmaschine erst dann startet, wenn die Temperatur im Solartank ein der gewählten Temperatur entsprechendes Niveau erreicht hat.
  • Noch eine mögliche Erweiterung: Regenwassernutzung... Man könnte mit WIMix auch noch ein drittes Ventil ansteuern, das an eine Regenwasserleitung angeschlossen ist. Für Vorwaschgang und den ersten Spügang könnte dann Regenwasser bezogen werden, was die Umweltbilanz noch etwas besser aussehen lässt. Allerdings wird die Integration in die Waschmaschine schwierig, da man für das Regenwasser ja einen freien Auslauf verwenden muss...
  • Noch etwas mehr Schutz gegen Wasserschaden: Auswertung einer Fühlerelektrode auf dem Boden.
  • WiMix könnte die Steuerung der Pumpe der Grauwasser-Wärmerückgewinnung übernehmen, das spart dort die eigene Steuerung komplett ein. Freie Controllerpins gibt es ja noch und die drei Zeilen Code wären auch schnell geschrieben.

 

Heisse Phase in der Waschküche
Bild von der Inbetriebnahmephase in der Waschküche...



Messung


Temperaturverläufe an der Waschmaschine bei 30°-Einstellung, in den grau unterlegten Bereichen wird Wasser bezogen.



Die Messung zeigt, dass Wimix die eingestellte Temperatur recht gut trifft: Am Ende der Einlaufphase liegt die Trommel bei knapp 31°.

Die Messfühler für Warm- und Kaltwasser waren direkt am Wasserhahn angebracht, die Zulauftemperatur wurde direkt am Wasseranschluss der Waschmaschine, die Trommeltemperatur im Bereich des Sumpfes am Bottich der Waschmaschine gemessen. Das Messequipment ist das 4x Pt1000-System, das ich bei meinem Projekt zur Grauwasser-Wärmerückgewinnung schon eingesetzt habe.

Im Bereich von 30-50s sieht man an Einlauf- und Trommeltemperatur, wie Wimix kalt/warm mehrmals umschaltet, dannach legt die Waschmaschine eine Zulaufpause ein, um das Waschgut zu tränken. Zwischen 80..90s und um Sekunden 120..130, 160..170 und 230..240 füllt die Maschine nochmal nach, und Wimix wechselt noch ein paarmal zwischen Kalt- und Warmwasser.
Das Warmwasser aus der Solaranlage kommt mit maximal 55°an, die Kaltwassertemperatur fällt auf rund 12°ab.


Aufbau einer Waschmaschine


Waschmaschinen-Grundlagen

Blockschaltbild / Schaltbild einer Waschmaschine
Blockschaltbild einer Waschmaschine



Versorgung
Zum grundsätzlichen Aufbau der Steuerung einer Waschmaschine: Hinter dem Netzstecker kommt zumeist ein recht dickes Netzfilter, dannach wird die Netzspannung einer Leistungs-Steuerelektronik für Antriebsmotor und Pumpe, einem Schaltrelais für den Heizstab sowie der Programmsteuerung zugeführt.

Steuerung
Die Programmsteuerung kann in modernen Waschmaschinen als Microcontroller-Steuerung, bei älteren Geräten als Programm-Schrittschaltwerk ausgebildet sein. Die Steuerung bekommt über einen (eventuell mehrstufigen) Druckschalter/-sensor den Wasserfüllstand der Trommel und über einen Temperaturfühler die Trommeltemperatur gemeldet. Bei älteren Maschinen wird die Temperatur komplett unabhängig über ein Kapillar-Thermostat geregelt. Der Heizstab wird haufig über ein abgesetztes Leistungsrelais geschaltet.
Auch die Ventile bzw. die Wasserweiche am Waschmittelfach sowie gegebenenfalls das abgesetzte Aquastop-Ventil werden von der Steuerung bedient. Ältere Waschmaschinen haben zumeist mehrere Ventile direkt am Waschmittelfach, die zu einem Block zusammengefasst sind (häufig drei: Vorwäsche, Hauptwäsche, Weichspüler); modernere haben nur das Aquastop-Ventil direkt am Wasserhahn, das den Zulauf schaltet und am Waschmittelfach einen kleinen Stellmotor, der das Wasser in die verschiedenen Kammern leitet.

Motoransteuerung
Die Motoren zum Antrieb der Trommel sowie der Laugenpumpe werden meist von einer abgesetzten Leistungselektronik versorgt, die von der Steuerungs-Leiterplatte ihre Steuersignale bekommt. Auch bei direkt angetriebener Waschtrommel ist das häfi separiert gelöst.

Spezial-Funktionen: Beladungsautomatik
Das Erkennen der Wäschemenge - und damit eine Wassereinsparung - realisiert die Waschmaschine durch getaktetes Einlaufen des Wassers: nach ein paar Sekunden Füllung wird die Trommel reversiert, so dass die Wäsche umgewälzt wird und sich voll Wasser saugen kann. Durch das aufgenommene Wasser sinkt der Wasserstand und die Maschine lässt wieder Wasser zulaufen. Wenn sich der Wasserstand nicht mehr ändert, ist die Wäsche vollgesogen und die Maschine kann aus der zugelaufenen Wassermenge auf die Wäschemenge schliessen. Energiemäßig ist das zwar ein Schritt in die richtige Richtung, noch sinnvoller bleibt aber die gut gefüllte Waschmaschine.

Spezial-Funktionen: Aquastop
Eine Waschmaschine mit Aquastop-Funktion hat ein Magnetventil direkt am Wasserhahn, von dem der Zulaufschlauch plus die Ventil- Steuerleitung in einem flexiblen Schutzrohr verlegt sind. Der Hauptschutz besteht in der Ausschaltung eines unter Druck stehenden Schlauches, da die Maschine das Ventil direkt am Hahn nur öffnet, wenn sie wirklich Wasser braucht. Wenn sie merkt, dass sich der Füllstand in der Trommel innerhalb eines bestimmten Zeitfensters nicht ändert, stoppt sie den Zulauf. Manche Maschinen haben auch noch einen extra Schwimmer in dem Gehäuseboden - ein undichter Schlauch etc. würden zu einem Ansprechen des Schwimmers führen und die Maschine schaltet den Zulauf ab.

Spezial-Funktionen: Unwuchterkennung/-automatik
Ältere Waschmaschinen haben zur Erkennung einer Unwucht einen eigenen Sensor (meist elektromechanisch ausgeführt - also nicht als MEMS-Device o.ä) und schalten bei zu hohen Umwuchten den Schleudergang ab. Bei neueren Maschinen kann der Steuerungsrechner über Schwankung des Drehzahlsignals des Motors eine Umwucht erkennen und versucht i.d.R., durch anschleudern und wieder stoppen und reversieren die Wäsche so in der Trommel zu verteilen, dass die Unwucht tolerabel ist.