Прикладное решение инфракрасной передачи в автоматически контролируемом сантехническом оборудовании - RU2458209C2

Чертежи

Описание

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к прикладному решению инфракрасной передачи в автоматически контролируемом сантехническом оборудовании ванной комнаты.

Уровень техники

Существуют два основных типа автоматически контролируемого сантехнического оборудования. Первый тип (тип А) включает в себя электронный элемент обнаружения, который устанавливается на унитазе, и он образует одно целое с клапаном. Оно обнаруживает пользователя с передней стороны. Его недостатки заключаются в том, что открытие и закрытие крышки унитаза может вызывать ошибочный смыв унитаза, и для выполнения технического обслуживания необходимо разбирать весь клапан, что очень неудобно. Второй тип (тип В) включает в себя электронный элемент обнаружения, который отделен от клапана и вставлен в перегородку за пределами унитаза. Оно обнаруживает пользователя с одной стороны. Хотя оно устраняет недостаток устройства типа А, оно соединяется проводами с электромагнитным клапаном внутри унитаза, что неудобно для размещения проводов во время монтажа и не обеспечивает приятный внешний вид.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение использует основную и вспомогательную схемные платы и инфракрасную передачу для осуществления автоматического управления. Основной схемной платой является электронный блок обнаружения, а вспомогательной схемной платой является блок управления электромагнитным клапаном; таким образом, электронный элемент обнаружения становится отдельно стоящим и может быть установлен на одной стороне унитаза для обнаружения пользователя. Вспомогательная схемная плата установлена на унитазе таким образом, чтобы можно было исключить ошибочный смыв во время открытия и закрытия крышки унитаза. Кроме того, технология инфракрасной передачи приспособлена для подсоединения элемента управления электромагнитным клапаном, что более удобно для последующей установки и технического обслуживания оборудования и устраняет проблему размещения проводов при монтаже.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 изображает принципиальную блок-схему оборудования.

Фиг.2 - схематическое изображение сопоставляемого кодового сигнала.

Фиг.3 изображает принципиальную схему излучения и приема сопоставляемого кода всего оборудования.

Фиг.4 изображает блок-схему программного обеспечения основной схемной платы.

Фиг.5 изображает блок-схему программного обеспечения вспомогательной схемной платы.

Фиг.6 - схематическое изображение монтажа данной полезной модели.

Описание предпочтительных вариантов осуществления

Фиг.1 изображает принципиальную схему оборудования. Она состоит из двух основных частей: основной платы и вспомогательной платы. Вывод RB1 микросхемы (6) на основной плате передает импульсные сигналы с заданными интервалами в схему (2) управления передачей, ориентированную на пользователя, и затем возбуждает излучающий диод (1) для излучения инфракрасных сигналов. Когда основная плата обнаруживает пользователя, принимающий диод (3) принимает возвращенный сигнал, который обрабатывается схемой (4) усиления сигнала пользователя перед вводом в микросхему (6) на основной схемной плате через вывод RB2. Когда микросхема (6) подтверждает данный сигнал как действительный сигнал обнаружения, вывод RB3 выдает сопоставляемый кодовый сигнал, сохраненный сам по себе. Данный сигнал возбуждает диод (7), излучающий сопоставляемый код, для передачи сопоставляемого кодового сигнала во вспомогательную схемную плату посредством схемы (2) управления передачей. В это время диод (8), принимающий сопоставляемый код, вспомогательной схемной платы принимает сопоставляемый кодовый сигнал, переданный основной платой; затем данный сигнал обрабатывается схемой (5) усиления сигнала сопоставляемого кодового сигнала и вводится через вывод RB1 в микросхему (6) на вспомогательной плате. Когда микросхема (6) определяет, что данный сигнал соответствует сохраненному сопоставляемому кодовому сигналу, данная микросхема подтверждает, что данный сигнал является верным сигналом открытия клапана. Данная микросхема управляет электромагнитным клапаном (9) и открывает данный клапан. Одновременно микросхема (6) выдает сопоставляемый кодовый сигнал через вывод RB2 и возбуждает диод (7), излучающий сопоставляемый код, для передачи сопоставляемого кодового сигнала посредством элемента (2) управления передачей. Диод (8), принимающий сопоставляемый код на основной плате, принимает сопоставляемый кодовый сигнал, переданный из вспомогательной платы. Затем данный сигнал обрабатывается элементом (5) усиления сопоставляемого кодового сигнала и вводится в микросхему (6) на основной плате через вывод RB4. Когда микросхема (6) определяет, что данный сигнал является верным сопоставляемым кодовым сигналом, она прекращает передачу сопоставляемого кодового сигнала. Когда основная плата определяет, что принятый сопоставляемый кодовый сигнал не соответствует сохраненному сигналу, основная плата продолжает передавать сопоставляемый кодовый сигнал до тех пор, пока она получит верный сопоставляемый кодовый сигнал.

На фиг.2 проиллюстрирован вид сопоставляемого кодового сигнала. На фиг.4 проиллюстрирована установка сопоставляемого кодового сигнала. Установка сопоставляемого кода проводится для каждого изделия, так что каждое изделие обладает уникальным сопоставляемым кодом. Сопоставляемым кодом является 16-разрядное двоичное число, состоящее из 2-разрядного стартового бита, 13-разрядного информационного бита и 1-разрядного стопового бита. Кроме того, посредством программного обеспечения к каждому разряду добавляется сигнал низкого уровня. Следовательно, двоичное число 1 изображается одним высоким уровнем и одним низким уровнем. Двоичное число 0 изображается двумя низкими уровнями. Из них оба стартовых бита равны 1, а 13-разрядным информационным битом является случайное число. Каждое изделие имеет свой 13-разрядный бит. Последним битом является стоповый бит. Когда данный бит равен 0, это показывает, что основная и вспомогательная платы находятся в состоянии сопоставляемого кода. Когда данный бит равен 1, между основной и вспомогательной платами существует состояние «управления электромагнитным клапаном». Ниже описан процесс установления конкретного сопоставляемого кода. Когда питание включено, таймер внутри микроконтроллера начинает подсчет. Для прекращения подсчета в микроконтроллер подается внешний сигнал прерывания. При этом микроконтроллер регистрирует данную случайную постоянную времени, и после обработки микроконтроллер сохраняет данную случайную постоянную времени в своем электрически стираемом программируемом постоянном запоминающем микроконтроллере (EEPROM). Таким образом, образуется необходимый сопоставляемый код. Используемая частота генерирования равна 4 МГц, таким образом, точность синхронизации равна 1 мкс. В соответствии с демонстрационным видом сопоставляемого кода известно, что сопоставляемый код может создавать 2¹³ различных случайных чисел. В реальном применении в одном и том же месте невозможно одновременно использовать больше, чем 2¹³ изделий, поэтому частота повторения практически равна нулю. Следовательно, сопоставляемые коды изделий не будут мешать друг другу и ошибочное срабатывание исключается. В случае, если при изготовлении изделия по небрежности перепутаны основная плата и вспомогательная плата, сопоставляемый код может быть установлен повторно, так что пользователю не нужно тратить время на поиски первоначального кода.

После того как сопоставляемый код создан и обработан микроконтроллером, сопоставляемый код выдается в инфракрасный излучающий диод в виде определенного импульса для передачи импульсного сигнала. Импульсный сигнал принимается инфракрасным принимающим диодом вспомогательной платы. Затем данный сигнал преобразуется микроконтроллером в 16-разрядный сопоставляемый код и сохраняется в собственном EEPROM микроконтроллера. На этом завершается установка сопоставляемого кода как для основной, так и для вспомогательной платы.

Фиг.3 изображает принципиальную схему оборудования инфракрасной передачи между основной платой и вспомогательной платой. Для обнаружения пользователя используется другая пара из передающего и принимающего инфракрасных диодов на основной плате. Она передает инфракрасный сигнал в виде импульса. Как только она обнаруживает верный сигнал обнаружения пользователя, микроконтроллер на основной плате будет выдавать сопоставляемый кодовый сигнал в EEPROM в Q1 транзистора Дарлингтона через резистор R2, так что транзистор Дарлингтона пропускает ток. После того как электрический ток проходит через токоограничивающий резистор R1, инфракрасный излучающий диод I1 выдает данный сопоставляемый кодовый сигнал. Инфракрасный принимающий диод S1 на вспомогательной плате принимает сопоставляемый кодовый сигнал; после связующей фильтрации сигнала через R3, R4 и С1 сигнал излучается на вывод 3 усилителя. После усиления сигнала он подается обратно через R5, R6 и С3 на входной вывод 3. Усиленный сигнал с вывода 1 усилителя передается и фильтруется через R7, С4 и R8. Затем он передается на вывод 5 компаратора. R9 и R10 обеспечивают соответствующее сравненное напряжение для вывода 6 компаратора. После сравнения между сигналом вывода 5 и сравненным уровнем вывода 6 сигнал наконец выдает регулярные сигналы высокого и низкого уровня и передает сигналы уровней в микроконтроллер, который комплектует данные сигналы уровней в виде 1 или 0. После этого микроконтроллер вспомогательной платы комплектует 16-разрядный сопоставляемый кодовый сигнал, микроконтроллер вспомогательной платы сравнивает данный сигнал с сопоставляемым кодовым сигналом, сохраненным в EEPROM данного микроконтроллера. Если данные кодовые сигналы соответствуют друг другу, то коды являются сопоставленными, и данный сопоставленный кодовый сигнал возвращается в основную плату для обеспечения успешной установки сопоставляемого кода. В противном случае основная плата будет непрерывно излучать сопоставляемый кодовый сигнал до тех пор, пока она примет возвращенный сопоставляемый кодовый сигнал из вспомогательной платы. После успешной установки сопоставляемого кода вспомогательная плата обеспечит открытие электромагнитного клапана и осуществляется беспроводная передача инфракрасных сигналов.

При данной конфигурации может быть исключен ошибочный смыв вследствие открытия и закрытия крышки унитаза. Одновременно технология инфракрасной передачи используется для управления электромагнитным клапаном, так что данный клапан устраняет проблему размещения проводов при монтаже.

Хотя настоящее изобретение проиллюстрировано и описано в данном документе посредством предпочтительного варианта осуществления, понятно, что изобретение может быть модифицировано без отхода от сущности и объема приведенной ниже формулы изобретения.

Реферат

Изобретение относится к области средств контроля и управления и может использоваться в автоматически контролируемом сантехническом оборудовании. Устройство автоматического обнаружения содержит основную схемную плату, вспомогательную схемную плату, излучатель инфракрасных сигналов, излучатель сопоставляемого кода, приемник сопоставляемого кода, привод сантехнического оборудования и излучатель возвращенного сопоставляемого кода. Способ инфракрасной передачи предусматривает беспроводное сообщение между основной и вспомогательной схемными платами. Излучаются инфракрасные сигналы посредством основной платы. На основании излученных сигналов обнаруживается пользователь. Излучается сопоставляемый код во вспомогательную плату. Код принимается вспомогательной платой. Принятый код сравнивается с сохраненным кодом. При соответствии кодов задействуется сантехническое оборудование. При соответствии кодов принятый код излучается обратно в основную плату. При несоответствии возвращенного кода от основной платы продолжается излучение сигнала во вспомогательную плату. Обеспечивается простота монтажа и исключение ошибочного задействования оборудования. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

Формула