DE3100773A1

DE3100773A1 - Electronic control arrangement for controlling the flow of water in hand basins, washing systems and the like

Info

Publication number: DE3100773A1
Application number: DE19813100773
Authority: DE
Inventors: Rolf-Dieter 1130 Wien Eitel
Original assignee: KUEHNEL ROBERT GmbH
Current assignee: KUEHNEL ROBERT GmbH
Priority date: 1980-01-17
Filing date: 1981-01-13
Publication date: 1981-11-19
Also published as: CH651143A5; AT364322B; ATA23580A; DE3100773C2

Abstract

A control arrangement for water outlet fittings is described which comprises two alternately activated transmitters for light signals or ultrasonic signals arranged on both sides of the water outlet, and a receiver which receives the signals reflected from a body part of the user and downstream of which there is connected a circuit which controls a valve situated in the water conduit to the fitting and contains an AND gate, so that a flow of water is brought about only if reflections of the signals of both transmitters are received.

Description

Dipl.Ing. Robert Kuhnel Gesellschaft m.b.H. Wien.Dipl.Ing. Robert Kuhnel Society m.b.H. Vienna.

Elektronische Steuerungsanordnung zur Steuerung des Wasserflussos bei Waschbecken, Spülanlagen u.dgl.Electronic control arrangement for controlling the flow of water for wash basins, dishwashers and the like.

Die Erfindun; betrifft eine elektronische Steuerungsanordnung zur berührungslosen Steuerung des Wasserflusses aus offenen Auslässen, wie beispielsweise von Waschbecken, Spülanlagen u.dgl., bei der gerichtete, außerhalb des Wasserweges verlaufende Licht- oder Ultraschallsignale wenigstens zweier Sender von einem Körperteil des Benützers eines Auslasses reflektiert und die reflektierten Signale wenigstens von einer ein elektrisches Signal bildenden Empfangseinrichtung aufgenonmen werden, inittäs welchem ein in der Wasserführung zum Auslaß liegendes Ventil steuerbar ist. The invention relates to an electronic control arrangement for contactless control of the water flow from open outlets, such as of sinks, flushing systems, etc., in the directional, outside of the waterway running light or ultrasonic signals from at least two transmitters from a body part of the user of an outlet is reflected and the reflected signals at least be recorded by a receiving device forming an electrical signal, inittäs which a valve located in the water duct to the outlet can be controlled.

Derartige Anordnungen dienen beispielsweise bei einem Waschbecken dazu, dem Benützer eines solchen Beckens das Auf- und Zudrehen des Wasserventiles abzunehmen. Es genügt, die Hände in jenen Bereich zu halten, der vom aus dem Auslauf austretenden Wasser erreicht werden kann, worauf das Wasser zu fließen beginnt. Entfernt man die Hände wieder aus dem Waschbecken, hört der Wasserfluß selbsttätig auf. Zur Lösung dieser Aufgabe sind bereits zahlreiche Vorschläge bekannt geworden. Im Prinzip beruhen nahezu alle darauf, daß ein Lichtstrahl, gegebenenfalls im Infrarotbereich, oder ein Ultraschallstrahl von einem Punkt ausgestrahlt wird, der sich in einem Bereich der sanitären Anlage befindet, der dem Beniitzer derselben gegenüberliegt, so daß der ausgesendete Licht- oder Schallstrahl Von einem Körperteil der die Anlege benützen wollenden Person zu einem Empfänger reflektiert wird, der init dem im Wasseræulauf angeordneten Ventil in Wirkverbindung steht. ei einem anderen Vorschlag wird ein Lichtstrahl so geführt, daß er bei Nichtbenützung der sanitären Anlage von einem Punkt derselben ständig reflektiert wird und der Benützer den Lichtstrahl unterbrechen muß, um das Ausfließen des Wassers zu veranlassen. Such arrangements are used, for example, in a wash basin to the user of such a basin, the opening and closing of the water valve to decrease. All you have to do is put your hands in the area in front of the spout escaping water can be reached, whereupon the water begins to flow. If you remove your hands from the sink again, the flow of water will automatically hear on. Numerous proposals for solving this problem have already become known. In principle, almost all of them are based on the fact that a light beam, possibly in the infrared range, or an ultrasonic beam is emitted from a point that is in a The area of the sanitary facility that is opposite the user of the same, so that the emitted light or sound beam from a part of the body of the application person wanting to use is reflected back to a receiver, who is in the watercourse arranged valve is in operative connection. Another proposal will be a Beam of light so managed that if the sanitary Plant is constantly reflected from one point of the same and the user the light beam must interrupt to cause the outflow of water.

Als Nachteil hat es sich bei den bekannten Vorschlägen herausgestellt, daß unter Umstanden auch ein kräftig fließender Wasserstrahl im Stande ist, den Licht- oder Ultraschallstrahl so stark zu reflektieren, daß der Wasserzufluß nicht unterbrochexl wird, wenn sich der Benüzer aus der Anlage entfernt. Die sich aus einem solchen Zustand ergebenden Folgen können weitreichend sein und äußerst kostspielig werden, wenn es beispielsweise zu einer Überflutung von Riiumen kommt und Schadenersatz verlangt wird. Bei Anordnungen, die mit der Unterbrechung eines Licht- oder Schallstrahles arbeiten, kann der fließende Wasserstrahl zwar keine Reflexion erzeugen, es kann aber ebenfalls zu einem dauernden Wasserauslauf kommen, wenn beispielsweise die Stromversorgung ausfällt oder eine Störung in der Apparatur auftritt. A disadvantage of the known proposals has been found to be that, under certain circumstances, a powerfully flowing water jet is also capable of the To reflect light or ultrasound beam so strongly that the water does not flow is interrupted when the user leaves the system. Which is made up of The consequences of such a condition can be far-reaching and extremely costly if, for example, there is a flooding of Riiumen and compensation for damages is required. For arrangements that involve the interruption of a light or sound beam work, the flowing water jet cannot produce a reflection, it can but also come to a permanent water leakage, for example if the Power supply fails or a malfunction occurs in the equipment.

In der Einleitung zur DE-0S 2 /55 942 wird darauf hingewiesen, daß Einrichtungen, die nach dem Reflexionsprinzip arbeiten, bekannt sind, bei denen der Empfänger auf ein solches Meßlicht anspicht, das von einem Gegenstand, beispielsweise der Hand des benutzers, reflektiert wird. Es wird hiezu ausgeführt, daß alle diese bekannten Vorrichtungen eine Funktion ausüben, die man in gewissem Sinne digital nennen kann: Die zu steuernde Größe, beispielsweise der Wasserlauf einer Sanitär-Armatur, wird entweder ein- oder ausgescElaltet. Die zitierte DE-OS selbst betrifft jedoch keine solche Schaltvorrichtung, sondern eine Anordnung zur berührungslosen Einstellung der Auslauftemperatur, wobei die Amplitude des reflektierten Signals als Meßwert verwendet wird. Der Empfänger stellt demnach im wesentlichen einen Amplitudendiskriminator dar, der auf die Intensitätsunterschiede des reflektierten Signals anspricht, also eine analoge Funktion verarbeitet. In the introduction to DE-0S 2/55 942 it is pointed out that Facilities that work on the principle of reflection are known where the receiver nspicht on such a measuring light, which is from an object, for example the user's hand, is reflected. It is stated that all of these Known devices perform a function that is, in a sense, digital can name: the variable to be controlled, for example the watercourse of a sanitary fitting, is either switched on or off. However, the cited DE-OS itself concerns no such switching device, but an arrangement for contactless setting the outlet temperature, with the amplitude of the reflected signal as the measured value is used. The receiver is essentially an amplitude discriminator which responds to the differences in intensity of the reflected signal, i.e. processed an analog function.

Im Gegensatz hiezu soll aber bei der Erfindung die Wasserführung nur ein- oder abgeschaltet werden, so daß von einer Analogschaltung im Sinne der vorgenannten DE-OS nicht gesprochen werden kann.In contrast to this, however, in the case of the invention, the water flow is only intended be switched on or off, so that from an analog circuit in the sense of the aforementioned DE-OS can not be spoken.

Die Erfindung hat sich das Ziel gesetzt, eine Anordnung zu schaffen, die das auftreten von Störungen bei elektronisch gesteuerten Wasserauslässen mit Sicherheit ausschließt. Dieses Ziel wird dadurch erreicht, daß die wenigstens zwei, vorzugsweise beiderseits des Wasserauslasses symmetrisch angeordneten Signalgeber als abwechselnd aktivierte impulsgeber ausgebildet sind und der bzw. die Signalaufnehmer in der umgebung der Signalgeber angebracht ist bzw. sind, dessen bzw. deren Signale einer auf das in der Wasserführung liegende Ventil einwiIbkende Schaltungsanordnung zugeführt sind, die eine UND-Verknüpfung enthält, so daß nur dann ein Wasserfluß zustande kommt, wenn Reflexior.en der Signale beider Signalgeber empfangen werden. The invention has set itself the goal of creating an arrangement with the occurrence of malfunctions in electronically controlled water outlets Security excludes. This goal is achieved by the fact that the at least two preferably symmetrically arranged signal transmitters on both sides of the water outlet are designed as alternately activated pulse generators and the signal pickup (s) In the vicinity of the signal generator is or are attached, its or their signals a circuit arrangement that engages the valve located in the water duct are supplied, which contains an AND link, so that only then a water flow comes about when reflections of the signals from both signal transmitters are received.

Die Licht- oder Ultraschallstrahlen der beiden Signalgeber nlüsserl so ausgerichtet sein, daß sie sich nicht in dem Bereich, den der Wasserstrahl bei Bewegung des Schwenkhahnes überstreichen kann, schneiden, ansonsten die Erfindung denselben Nachteil aufweisen würde wie die bekannten Lösungen mit einem 1 cht- oder Schallstrahl, Andei'seits dürfen sie nicht so weit auseinanderlaufen, daß sie nicht von einem Körperteil des Benützers reflektiert werden können. is ist jedoch einfach, für jeden Einzelfall die optimale Strahlenrichtung zu finden. Die erfindungsgemäße Anordnung verhindert demljach einen unerwünschten Wasserauslauf infolge von Reflexionen am fließenden Wasserstrahl und verursacht auch keinen Auslauf im Falle von Stromstörungen im Versorgungsnetz oder von Mängeln in der Anlage. Wesentlich für die Erfindung ist, daß die Signalgeber ihre Impulse bzw. Impulsgruppen abwechselnd abgeben, denn dadurch wird der' Schaltungsaufwand reduziert. The light or ultrasound beams from the two signal transmitters are nlüsserl be oriented so that they are not in the area of the water jet Movement of the swivel tap can sweep, cut, otherwise the invention would have the same disadvantage as the known solutions with a 1 cht or Sound beam, on both sides, they must not diverge so far that they do not can be reflected from a part of the body of the user. it is easy, however, to find the optimal beam direction for each individual case. The inventive Arrangement accordingly prevents undesired water leakage as a result of reflections on the flowing water jet and does not cause any leakage in the event of power disruptions in the supply network or defects in the system. Essential to the invention is that the signal generators emit their pulses or pulse groups alternately, because this reduces the 'circuit complexity.

Gemäß der Erfindung wird nämlich senderseitig eine Torschaltung mit zwei Ausgängen verwendet, von denen jeder mit einer der beiden Signalgeber verbunden ist. Ein Fingang der Torschaltung steht mit einem die Signalimpulse liefernden Generator in Verbindung, der andere hingegen mit einem die Torschaltung betätigenden Umtastgenerator, der bewirkt, daß die beiden Signalgeber abwechselnd an den Signalgenerator geschaltet werden.According to the invention, a gate circuit is provided on the transmitter side two outputs are used, each of which is connected to one of the two signal generators is. One input of the gate circuit is connected to the signal pulses delivering Generator in connection, the other, however, with one that actuates the gate circuit Keying generator, which causes the two signal generators to alternate with the signal generator be switched.

Empfängerseitig ist die Schaltungsanordnung mit einem oder zwei Sensoren ausgerüstet, deren Ausgänge zu einem gemeinsamen Verstärker geführt sind, an dessen Ausgang die UND-Verknüpfung liegt. Der Ausgang der tJND-Verknüpfung steuert über ein Zeitglied eine Schaltstufe, die in der Lage ist, ein in der Wasserzuführung liegendes elektrisches Ventil zu betätigen. ES zeigt sich, daß auch empfängerseitig kein großer Schaltungsaufwand erforderlich ist. On the receiver side, the circuit arrangement is with one or two sensors equipped, the outputs of which are led to a common amplifier at whose Output the AND link is. The output of the tJND link controls over a timer a switching stage that is able to turn on in the water supply to operate the lying electric valve. It turns out that also on the receiver side no great circuit complexity is required.

Prinzipiell können Signalgeber und -aufnehmer identisch sein, was dann möglich ist, wenn in der Anordnung umkehrbare Wandler verwendet werden, beispielsweise Halbleiterelemente, die nicht nur sicht abgeben können, sondern bei Lichteinfall beispielsweise ihren Innenwiderstarid verändern, oder elektroakustische Wandler, die sowohl als callsender als auch als Schall empfänger verwendbar sind. Bei Verwendung solcher Wandler kann die erfindungsgemäße Anordnung durch einen elektronischen IJmschalter ergänzt werden, der in den Impulspausen die Wandler an den empfängerseitigen Verstärker anschaltet. Ein derartiger elektronischer Umschalter ist mit IIAND-Gattern der TTL-Reihe billig zusammenzustellen, so daß die Anordnung um die Kosten für zwei Signalgeber bzw. für zwei Signalaufnehmer verbilligt werden kann. In principle, signal transmitters and sensors can be identical, whatever is possible when reversible transducers are used in the arrangement, for example Semiconductor elements that can not only give off visibility, but also when exposed to light for example change their internal resistance, or electroacoustic transducers, which can be used both as a call transmitter and as a sound receiver. Using Such a converter can be the arrangement according to the invention by means of an electronic switch be added, the converter to the receiver-side amplifier in the pulse pauses turns on. Such an electronic switch is with IIAND gates of the TTL series cheap to assemble, so that the arrangement around the cost of two signal generators or can be cheaper for two signal pickups.

In der folgenden Beschreibung soll die Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert werden, in der Fig. 1 eine axonoujetrische Darste3lung einer bei einem Waschbecken angebrachten erfindungsgemäßen Anordnung zeigt, Fig. 2 eine schematische Darstellung in der Draufsicht ist, und Fig. 3 das Blockschaltbild de verwendeten SchaltungsanoIdnurlg zeigt. In the following description, the invention is intended to be based on the drawing are explained in more detail, in Fig. 1 an axonoujetrische Darste3lung one at An arrangement according to the invention attached to a wash basin shows, FIG. 2 a schematic Fig. 3 is the block diagram used Circuit diagram shows.

Als Ausführungsbeispiel, euf dts sich die Erfindung jedoch nicht beschränkt, ist die erfindungsgemäße elektronische Steuerung des Wasserauslaufes bei einem Waschbecken beschrieben, das in Fig. 1 mit 13 bezeichnet ist. However, the invention does not apply as an exemplary embodiment limited, is the electronic according to the invention Control of the Described water outlet in a wash basin, denoted by 13 in FIG is.

In einem Sockel 14, der mit dem Schwenkhahn 12 zu einer Einheit verbunden ist und der auf der wandseitigen Konsole des Beckens 13 fest angeordnet ist, sind an der dem Benützer zugewendeten vertikalen Schmalseite drei Öffnungen vorgesehen, von denen die beiden äußeren mit je einem Signalgeber 4 bzw. 5 besetzt ind. Die dazwischenliegende Öffnung ist iiit zwei Signalaufnehmer 6,7 ausgerüstet, die die von der Hand des Benützers reflektierten Signale aufnehmen. Die Anordnung muß so getroffen sein, daß jeder Signalaufnehmer 6,7, nur das reflektierte Signal empfangen darf, das vori dem ihm zugeordneten Signalgeber 4,5 herrührt.In a base 14, which is connected to the swivel tap 12 to form a unit is and which is fixedly arranged on the wall-side console of the basin 13, are three openings are provided on the vertical narrow side facing the user, of which the two outer ones each with a signal generator 4 and 5 are occupied ind. the opening in between is equipped with two signal sensors 6, 7, which the Pick up signals reflected from the user's hand. The arrangement must be like this be taken that each signal pick-up 6,7, only receive the reflected signal may, which originates from the signal transmitter 4.5 assigned to it.

Die erforderliche Selektivität kann beispielsweise durch Anbringen einer entsprechenden rjrerjnwand zwischen den beiden Signalaufnehmern erreiche werden. lDs ist aber auch durchaus möglich, die beider Signalaufnehmer 6,7 in einem Abstand getrennt voneinander in den Sockel 14 einzubauen und für jederi eine eigene Öffnung vorzusehen. Fig. 2 zeigt in einem vergrößerten Maßstab die Anordnung der Signalgeber 4,5 und der Signalaufnehmer 6,7 sowie den Verlauf der. Impulse außerhalb der erfindungsgemäßen Anordnung.The required selectivity can be achieved, for example, by attaching a corresponding rjrerjnwand between the two signal pickups can be achieved. IDs is also quite possible, the two signal pickups 6,7 at a distance to be installed separately from one another in the base 14 and each has its own opening to be provided. Fig. 2 shows the arrangement of the signal transmitter on an enlarged scale 4,5 and the signal pick-up 6.7 as well as the course of the. Pulses outside of the invention Arrangement.

Mit 15 ist eine mit strichlierten Linien eingefaßte Fläche bezeichnet, die jenen Bereich anzeigen soll, in den der aus dein Schwenkhahn 12 uustretende Wasserstrahl einfallen kann. lm Interesse einer sicheren Funktion wird man diesen Bereich nicht allzuweit reichend ausbilden.With 15 a bordered with dashed lines area is designated, which should indicate the area in which the uustretende from your swivel tap 12 Water jet can enter. In the interest of a safe function one becomes this Do not train the area too far.

In Fig. 3 ist schließlich das elektrische Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Anordnung dargestellt. Finally, FIG. 3 shows the electrical block diagram of the inventive Arrangement shown.

Es enthält im linken Teil die senderseitig erforderlichen Baugruppen und rechts jene für den Empfangsteil. Zentraler Teil der Senderschaltung ist eine Torschaltung 2, die zwei Ausgänge besitzt, von denen je einer zu einem Signalgeber 4,5 geführt ist. I)ie Signalgeber können entweder elektrooptische oder elektroakustische Wandler sein. Die Torschaltung 2 besitzt zwei Eingänge, von denen einer an dem einen Signal-Impulsgenerator 1 liegt, der andere hingegen an einem Generator 3, der' zwar ebenfalls Impulse liefert, die jedoch von wesentlich längerer l)suer sind als die Signalimpulse. Die Impulse des Generators 3 bewirken in der Torschaltung 2, daß während der Dauer eines Impulses beispielsweise der Signalgeber 4 an den Signalgenerator 1 angeschaltet wird und in den Impulspausen, die zweckmäßigerweise die gleiche Dauer haben wie die Impulse der Signalgeber 5. Tn der Darstellung der Fig. 3 wurde angenommen, daß die Signalgeber Leuchtdioden sind, insbesondere solche mit Infrarotstrahlung, diie fiiT' das menschliche Auge unsichtbar ist. lir Prinzip kann natürlich auch Licht anderer Wellenlänge benützt werden, die Verwendung von Infrarot hat aber den Vorteil, daß dei entsprechenden Bauelemente leicht erhältlic@ irAd preiswert siiid. Ebensogut können auch Ultraschallwandler eingesetzt werden, die ebenso leicht im Handel erhältlich sind wie die optischen Wandler.In the left part it contains the modules required on the transmitter side and on the right the one for the receiving part. The central part of the transmitter circuit is a Gate circuit 2, which has two outputs, one of which each to a signal generator 4.5 is performed. I) The signaling devices can be either electro-optical or electro-acoustic Be a converter. The gate circuit 2 has two inputs, one of which is connected to the one Signal pulse generator 1 is, the other, however on a generator 3, which also delivers impulses, but of a much longer duration are than the signal pulses. The pulses from the generator 3 cause the gate circuit 2 that during the duration of a pulse, for example, the signal generator 4 to the Signal generator 1 is switched on and in the pulse pauses, which is expedient have the same duration as the impulses of the signal generator 5. Tn the representation of the 3 it was assumed that the signal transmitters are light-emitting diodes, in particular such with infrared radiation that is invisible to the human eye. lir principle Of course, light of other wavelengths can also be used, the use of However, infrared has the advantage that the corresponding components are easily available. irAd inexpensive siiid. Ultrasonic transducers can also be used just as well, which are just as easily commercially available as the optical converters.

Da bei dem ir Fig. 3 dargestellten Blöckschaltbild senderseitig Leuchtdioden angenommen wurden, sind empfängerseitig ebenfalls optoelektrische Aufnahmer erforderlich. Since in the block diagram shown in FIG. 3, light-emitting diodes on the transmitter side were accepted, optoelectronic recorders are also required on the receiver side.

Diese können Photodioden, Phototransistoren oder, wie in Fig. 3 dargestellt, lichtabhängige Widerstände sein, die allgemein unter' der Bezeichnung LDR bekannt sind. Gegebenenfalls können auch Photozellen bzw. Selenzellen od.dgl.These can be photodiodes, phototransistors or, as shown in Fig. 3, be light-dependent resistors, commonly known under the name LDR are. If necessary, photocells or selenium cells or the like can also be used.

als Signalaufnehmer verwendet werden. Der Ausgang jedes Signalaufnehmers 6,7 führt zu einem gemeinsamen Verstärker 8, der die relativ schwachen Signale so weit verstärkte daß eine an den Verstärkerausgang angeschlossene UND-Schaltung 9 sicher anspricht. Das von der UND-Schaltung abgetebene Signal wird einer Zeitstufe 10 zugeführt, die das Signal über kurze Unterbrechungen hält und damit verhindert, daß ein von der auf die Zeitstufe 10 folgende Schaltstufe gehaltenes Relais (nicht dargestellt) zu klappern beginnt. Bleibt das Signal aus der UND-Schaltung längere Zeit aus, beispielsweise für mindestens 2 Sekunden, weil der Benützer der Arlage seine Tätigkeit beendet hat und seine Hände sich nicht nehr im I.ereich des Wasserstrahles befinden, dann erfolgt, von der Zeitstufe 10 ausgelöst und von der Schaltstufe 11 ausgeführt, die Abschaltung des helais, das seinerseits das Ventil in der Wasserzuleitung steuert.can be used as a signal pick-up. The output of each signal pickup 6.7 leads to a common amplifier 8, the relatively weak signals so greatly amplified that an AND circuit 9 connected to the amplifier output sure to respond. The signal received by the AND circuit becomes a time stage 10, which holds the signal for short interruptions and thus prevents that a relay (not shown) begins to rattle. If the signal from the AND circuit stays longer Time out, for example for at least 2 seconds, because the user of the system has finished his activity and his hands are no longer in the area of the water jet are located, then takes place, triggered by the timer 10 and by the switching stage 11 executed the shutdown of the helais, which in turn controls the valve in the water supply line controls.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims

Claims: 1. Electronic control system for contactless Controlling the flow of water from open outlets such as wash basins Flushing systems and the like, in which directed light running outside the waterway or ultrasonic signals from at least two transmitters from a part of the user's body of an outlet and the reflected signals from at least one electrical signal forming receiving device are recorded, by means of which a valve located in the water duct to the outlet can be controlled, characterized in that that the at least two1 are preferably symmetrical on both sides of the water outlet arranged signal generator (4,5) designed as alternately activated pulse generator are nd the signal sensor (s) (6,7) in the vicinity of the signal transmitter (4,5) is or are attached, whose or your signals one on the in the water flow lying valve-acting circuit arrangement supplied sin (i, which is an AND link contains, so that a flow of water occurs only when reflections of the signals both signal transmitters (4,5) are received.

2. Control arrangement according to claim 1, characterized in that the circuit arrangement has a gate circuit (2) with two outputs on the transmitter side, each of which is connected to one of the two signal generators (4,5), an input the gate circuit (2) is connected to a generator (1) delivering the signal pulses the other, however, with a keying generator that actuates the gate circuit (2) (3) communicates.

3. 0> taxation order according to; claim 1, characterized in that that the circuit arrangement has two signal pickups (6,?) on the receiver side, the outputs of which are led to a common amplifier (8) at its output which detect the presence of the electrical pulses following one another in time AND link (9) is provided, the output of which via a timer (10) with the the valve located in the water supply actuating switching stage (11) connected is.