一種自動(dòng)感應(yīng)裝置、自動(dòng)感應(yīng)沖水系統(tǒng)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及衛(wèi)浴設(shè)備相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種自動(dòng)感應(yīng)裝置、自動(dòng)感應(yīng)沖水系統(tǒng)及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的自動(dòng)感應(yīng)沖水系統(tǒng)，例如裝有自動(dòng)感應(yīng)器的小便斗等，采用的是紅外傳感器進(jìn)行距離檢測(cè)，并通過(guò)控制器控制沖水裝置的沖水電磁閥的開(kāi)啟或關(guān)閉，從而達(dá)到自動(dòng)沖水的目的。通常的方法是檢測(cè)紅外反射的強(qiáng)度，來(lái)判斷用戶到?jīng)_水裝置的距離，這一方法的主要弊端是紅外反射的強(qiáng)度除了和用戶到?jīng)_水裝置的距離有關(guān)，還同用戶著裝顏色、材質(zhì)有很大關(guān)系，這就導(dǎo)致判斷不準(zhǔn)確。同時(shí)，采用紅外傳感器，必然有一個(gè)具有一定透明度的紅外光收發(fā)窗口，很難與外觀融合在一起。
[0003]現(xiàn)有的自動(dòng)感應(yīng)沖水系統(tǒng)，也一直沒(méi)有采用具有收發(fā)一體探頭的超聲波距離傳感器代替紅外傳感器。其原因在于使用具有收發(fā)一體探頭的超聲波距離傳感器都有一個(gè)檢測(cè)盲區(qū)，原因是探頭在收到驅(qū)動(dòng)信號(hào)，產(chǎn)生諧振，當(dāng)外加信號(hào)停止后，探頭持續(xù)阻尼振蕩，超聲波距離傳感器的阻尼比較小，持續(xù)振蕩會(huì)比較長(zhǎng)，導(dǎo)致電路無(wú)法立刻切換到接收狀態(tài)。一般的超聲波距離傳感器的檢測(cè)盲區(qū)為25-30cm。因此，當(dāng)用于自動(dòng)感應(yīng)沖水系統(tǒng)，例如小便斗時(shí)，容易會(huì)對(duì)習(xí)慣貼近沖水裝置的用戶產(chǎn)生誤判。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于此，有必要針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的自動(dòng)感應(yīng)沖水系統(tǒng)測(cè)量不準(zhǔn)確，容易造成誤判的技術(shù)問(wèn)題，提供一種自動(dòng)感應(yīng)裝置、自動(dòng)感應(yīng)沖水系統(tǒng)及其控制方法。
[0005]一種自動(dòng)感應(yīng)裝置，包括:控制器、具有收發(fā)一體探頭的超聲波距離傳感器、電子開(kāi)關(guān);
[0006]所述收發(fā)一體探頭的兩個(gè)引腳與所述控制器連接，所述控制器控制所述收發(fā)一體探頭發(fā)送超聲波信號(hào)，并測(cè)量所述收發(fā)一體探頭發(fā)送的超聲波信號(hào)與收到的回波信號(hào)之間的時(shí)間差；
[0007]所述電子開(kāi)關(guān)的輸入端與所述控制器連接，所述電子開(kāi)關(guān)的兩個(gè)輸出端分別與所述收發(fā)一體探頭的兩個(gè)引腳連接，所述控制器控制所述電子開(kāi)關(guān)的兩個(gè)輸出端連通或者斷開(kāi)；
[0008]所述控制器還與沖水裝置的沖水電磁閥連接，所述控制器根據(jù)所述時(shí)間差的變化控制所述沖水電磁閥開(kāi)啟或關(guān)閉。
[0009]一種自動(dòng)感應(yīng)沖水系統(tǒng)，包括:控制器、具有收發(fā)一體探頭的超聲波距離傳感器、電子開(kāi)關(guān)和沖水裝置；
[0010]所述收發(fā)一體探頭的兩個(gè)引腳與所述控制器連接，所述控制器控制所述收發(fā)一體探頭發(fā)送超聲波信號(hào)，并測(cè)量所述收發(fā)一體探頭發(fā)送的超聲波信號(hào)與收到的回波信號(hào)之間的時(shí)間差；
[0011]所述電子開(kāi)關(guān)的輸入端與所述控制器連接，所述電子開(kāi)關(guān)的兩個(gè)輸出端分別與所述收發(fā)一體探頭的兩個(gè)引腳連接，所述控制器控制所述電子開(kāi)關(guān)的兩個(gè)輸出端連通或者斷開(kāi)；
[0012]所述控制器與所述沖水裝置的沖水電磁閥連接，所述控制器根據(jù)所述時(shí)間差的變化控制所述沖水電磁閥開(kāi)啟或關(guān)閉。
[0013]一種自動(dòng)感應(yīng)裝置的控制方法，所述自動(dòng)感應(yīng)裝置包括:控制器、具有收發(fā)一體探頭的超聲波距離傳感器、電子開(kāi)關(guān)和沖水裝置；所述收發(fā)一體探頭的兩個(gè)引腳與所述控制器連接；所述電子開(kāi)關(guān)的輸入端與所述控制器連接，所述電子開(kāi)關(guān)的兩個(gè)輸出端分別與所述收發(fā)一體探頭的兩個(gè)引腳連接；所述控制器還與沖水裝置的沖水電磁閥連接；
[0014]所述控制方法包括:
[0015]步驟81，控制器控制所述收發(fā)一體探頭發(fā)送超聲波信號(hào)，并記錄當(dāng)前時(shí)間為第一時(shí)間；
[0016]步驟82，控制器控制所述電子開(kāi)關(guān)的兩個(gè)輸出端連通；
[0017]步驟83，當(dāng)所述收發(fā)一體探頭的阻尼振蕩停止后，控制器控制所述電子開(kāi)關(guān)的兩個(gè)輸出端斷開(kāi)；
[0018]步驟84，控制器獲取所述收發(fā)一體探頭收到的回波信號(hào)，記錄當(dāng)前時(shí)間為第二時(shí)間；
[0019]步驟85，控制器計(jì)算第二時(shí)間與第一時(shí)間的時(shí)間差，如果所述時(shí)間差小于預(yù)設(shè)的閾值，則保存標(biāo)記為有人使用，延時(shí)預(yù)設(shè)檢測(cè)時(shí)間后執(zhí)行步驟81，否則執(zhí)行步驟86 ；
[0020]步驟86，控制器對(duì)標(biāo)記進(jìn)行檢查，如果標(biāo)記保存為有人使用，則控制器控制所述沖水電磁閥開(kāi)啟，并保存標(biāo)記為無(wú)人使用，延時(shí)預(yù)設(shè)檢測(cè)時(shí)間后執(zhí)行步驟81，否則控制器控制所述沖水電磁閥關(guān)閉，并保存標(biāo)記為無(wú)人使用，延時(shí)預(yù)設(shè)檢測(cè)時(shí)間后執(zhí)行步驟81。
[0021]本發(fā)明通過(guò)控制器計(jì)算超聲波距離傳感器發(fā)送的超聲波信號(hào)與收到的回波信號(hào)之間的時(shí)間差，判斷是否用戶接近沖水裝置，從而控制沖水裝置的沖水電磁閥開(kāi)啟或者關(guān)閉。同時(shí)，由于對(duì)超聲波距離傳感器的兩個(gè)引腳采用了電子開(kāi)關(guān)控制通斷，因此能大大增加超聲波距離傳感器探頭的振蕩阻尼，使振蕩立即停止，降低超聲波距離傳感器的檢測(cè)盲區(qū)，從而將超聲波距離傳感器有效地應(yīng)用于自動(dòng)沖水系統(tǒng)。同時(shí)，由于采用了超聲波距離傳感器，因此相對(duì)于采用紅外傳感器的自動(dòng)沖水系統(tǒng)，避免受使用者著裝顏色影響感應(yīng)距離，使得檢測(cè)更為準(zhǔn)確，避免故障。而且設(shè)置超聲波距離傳感器的感應(yīng)窗口還可以采用任意顏色，使得自動(dòng)沖水系統(tǒng)更為美觀實(shí)用。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為本發(fā)明一種自動(dòng)感應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)模塊圖；
[0023]圖2為本發(fā)明一種自動(dòng)感應(yīng)沖水系統(tǒng)一個(gè)例子中，控制器、超聲波距離傳感器和電子開(kāi)關(guān)的電路圖；
[0024]圖3為本發(fā)明一種自動(dòng)感應(yīng)沖水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模塊圖；
[0025]圖4為本發(fā)明一種自動(dòng)感應(yīng)沖水系統(tǒng)的一個(gè)小便器例子的正視圖；
[0026]圖5為本發(fā)明一種自動(dòng)感應(yīng)沖水系統(tǒng)的一個(gè)小便器例子的剖面圖；
[0027]圖6為本發(fā)明一種自動(dòng)感應(yīng)沖水系統(tǒng)的一個(gè)座便器例子的結(jié)構(gòu)圖不意圖；
[0028]圖7為本發(fā)明一種自動(dòng)感應(yīng)沖水系統(tǒng)的一個(gè)蹲便器例子的結(jié)構(gòu)圖示意圖；
[0029]圖8為本發(fā)明一種自動(dòng)感應(yīng)裝置的控制方法的工作流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0031]如圖1所示為本發(fā)明一種自動(dòng)感應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)模塊圖，包括:控制器11、具有收發(fā)一體探頭121的超聲波距離傳感器12、電子開(kāi)關(guān)13 ；
[0032]所述收發(fā)一體探頭121的兩個(gè)引腳與所述控制器11連接，所述控制器11控制所述收發(fā)一體探頭121發(fā)送超聲波信號(hào)，并測(cè)量所述收發(fā)一體探頭121發(fā)送的超聲波信號(hào)與收到的回波信號(hào)之間的時(shí)間差；
[0033]所述電子開(kāi)關(guān)13的輸入端與所述控制器11連接，所述電子開(kāi)關(guān)13的兩個(gè)輸出端分別與所述超聲波距離傳感器12的兩個(gè)引腳連接，所述控制器11控制所述電子開(kāi)關(guān)13的兩個(gè)輸出端連通或者斷開(kāi)；
[0034]所述控制器11還與沖水裝置14的沖水電磁閥141連接，所述控制器11根據(jù)所述時(shí)間差的變化控制所述沖水電磁閥141開(kāi)啟或關(guān)閉。
[0035]采用超聲波感應(yīng)技術(shù)，通過(guò)定時(shí)發(fā)射固定頻率的超聲波，并檢查其回波信號(hào)，用控制器測(cè)量發(fā)送第一個(gè)超聲波信號(hào)(即第一個(gè)驅(qū)動(dòng)脈沖的上升沿起)與收到的第一個(gè)回波信號(hào)(即第一個(gè)矩形回波的上升沿止)之間的時(shí)間t，用戶到?jīng)_水裝置的距離d=vt/2 (V為超聲波在空氣中速度)。控制器再根據(jù)用戶到?jīng)_水裝置的距離，確定沖水的動(dòng)作時(shí)機(jī)。
[0036]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述電子開(kāi)關(guān)13為隔離雙向光藕。
[0037]作為一個(gè)例子，如圖2所示為本發(fā)明一種自動(dòng)感應(yīng)沖水系統(tǒng)一個(gè)例子中，控制器、超聲波距離傳感器和電子開(kāi)關(guān)的電路圖。其中，電子開(kāi)關(guān)采用隔離雙向光藕S2S3實(shí)現(xiàn)，而控制器具體可以單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，具體包括:
[0038]三極管Q1、變壓器Tl、收發(fā)一體探頭LS1、隔離雙向光藕S2S3,其中單片機(jī)的一個(gè)端口與三極管Ql的柵極G連接，向三極管Ql發(fā)送超聲波發(fā)射控制信號(hào)，三極管Ql的源極S接地，三極管Ql的漏極D與變壓器Tl的一次線圈的引腳T12連接，變壓器Tl的一次線圈的另一引腳Tll與電源VCC連接，變壓器Tl的二次線圈的引腳T13和T14與收發(fā)一體探頭LSl的兩個(gè)引腳連接，且單片機(jī)的另一個(gè)端口與變壓器Tl的二次線圈的引腳T13連接，接收超聲波接收信號(hào)，變壓器Tl的二次線圈的另一引腳T14接地。單片機(jī)還有一個(gè)端口與光耦S2S3輸入端的引腳S2S32連接，光耦S2S3輸入端的引腳S2S31接電源VCC，光耦S2S3輸出端的引腳S2S33和S2S34分別與收發(fā)一體探頭LSl的兩個(gè)引腳連接。單片機(jī)輸出盲區(qū)控制信號(hào)，控制光耦S2S3輸出端連通或斷開(kāi)。當(dāng)單片機(jī)盲區(qū)控制信號(hào)為高電平時(shí)，光藕S2S3輸出端斷開(kāi)，即S2S33和S2S34斷開(kāi)，當(dāng)盲區(qū)控制信號(hào)為低電平時(shí)，光藕S2S3輸出端導(dǎo)通，使收發(fā)一體探頭LSl的兩個(gè)引腳短路，大大增加了探頭的振蕩阻尼，使振蕩立即停止。振蕩停止后，單片機(jī)盲區(qū)控制信號(hào)輸出高電平，使得光藕S2S3輸出端斷開(kāi)。
[0039]如圖3所不為本發(fā)明一種自動(dòng)感應(yīng)沖水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)I旲塊圖，包括:控制器31、具有收發(fā)一體探頭321的超聲波距離傳感器32、電子開(kāi)關(guān)33和沖水裝置34 ；
[0040]所述收發(fā)一體探頭321的兩個(gè)引腳與所述控制器31連接，所述控制器31控制所述收發(fā)一體探頭321發(fā)送超聲波信號(hào)，并測(cè)量所述收發(fā)一體探頭321發(fā)送的超聲波信號(hào)與收到的回波信號(hào)之間的時(shí)間差；
[0041]所述電子開(kāi)關(guān)33的輸入端與所述控制器31連接，所述電子開(kāi)關(guān)33的兩個(gè)輸出端分別與所述超聲波距離傳感器32的兩個(gè)引腳連接，所述控制器31控制所述電子開(kāi)關(guān)33的兩個(gè)輸出端連通或者斷開(kāi)；
[0042]所述沖水裝置34的沖水電磁閥341與所述控制器31連接，所述控制器31根據(jù)所述時(shí)間差的變化控制所述沖水電磁閥341開(kāi)啟或關(guān)閉。
[0043]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述電子開(kāi)關(guān)33為隔離雙向光藕。
[0044]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述沖水裝置為小便器，所述收發(fā)一體探頭設(shè)置在所述小便器的小便斗上。
[0045]作為一個(gè)例子，如圖4所述為本發(fā)明一種自動(dòng)感應(yīng)沖水系統(tǒng)的一個(gè)小便器例子的正視圖，如圖5所述為本發(fā)明一種自動(dòng)感應(yīng)沖水系統(tǒng)的一個(gè)小便器例子的剖面圖。具體包括:
[0046]陶瓷件41、收發(fā)一體探頭42、控制器43、沖水電磁閥44，其中，陶瓷件41設(shè)置在地面45上方，收發(fā)一