專利名稱：紅外感應(yīng)潔具控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于感應(yīng)潔具控制器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種紅外感應(yīng)潔具控制器。
技術(shù)背景紅外感應(yīng)潔具是以紅外感應(yīng)技術(shù)為基礎(chǔ)，運(yùn)用微電腦和電子技術(shù)來實(shí)現(xiàn)潔具的自動(dòng)用水功能，如紅外感應(yīng)水龍頭、自動(dòng)小便沖洗器、自動(dòng)大便沖洗器、紅外感應(yīng)淋浴器等。其中紅外感應(yīng)潔具控制器是里面的核心。目前紅外感應(yīng)潔具控制器的缺點(diǎn)是在新電池狀態(tài)下設(shè)定好的感應(yīng)距離，隨電池電量的逐漸降低，感應(yīng)距離也會(huì)逐漸變短，造成整機(jī)的工作靈敏度降低甚至嚴(yán)重影響產(chǎn)品功能，這主要是由于紅外感應(yīng)電路的設(shè)計(jì)不合理造成的。參見圖1，具體分析其電路W′1是2V左右的穩(wěn)壓管，與電阻R′4一道，在電池電量充足時(shí)，可以穩(wěn)定V′2的基極電流，從而穩(wěn)定Iec，使紅外發(fā)射管V′3、V′4功率衡定；但隨著電池電量的減少，C′1上的充電電壓會(huì)逐漸降低，造成W′1的穩(wěn)壓特性變差，影響了Iec；另外充電電壓的降低，本身就要影響Iec，這些因數(shù)都會(huì)降低V′3和V′4的發(fā)射功率，降低整機(jī)靈敏度。電路中紅外接收管V′5采用了脈沖電源，其抗干擾能力較差，而通過軟件濾波，會(huì)使整個(gè)控制器的能耗增加。另外，目前的紅外感應(yīng)潔具控制器中的信號(hào)放大電路都是采用傳統(tǒng)的閉環(huán)放大電路，這種放大電路本身是要解決模擬信號(hào)失真問題，但犧牲了放大倍數(shù)，電路靈敏度降低。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有紅外感應(yīng)潔具控制器存在的上述不足，目的之一是對(duì)控制器中的紅外感應(yīng)電路進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，使開關(guān)無論電池電壓高低，都不會(huì)影響原設(shè)定好的感應(yīng)距離，且抗干擾能力強(qiáng)；目的之二是對(duì)控制器的信號(hào)放大電路進(jìn)行優(yōu)化，使其靈敏度更高，更利于CPU對(duì)信號(hào)進(jìn)行辨認(rèn)和處理。
上述目的是采用以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的紅外感應(yīng)潔具控制器，包括CPU控制模塊和分別由CPU控制模塊控制的紅外感應(yīng)電路、信號(hào)放大電路、電源管理電路、驅(qū)動(dòng)電路、電池電壓監(jiān)控電路和報(bào)警電路。
紅外感應(yīng)電路由紅外發(fā)射電路、紅外接收電路構(gòu)成。它由開關(guān)二級(jí)管V1和穩(wěn)壓集成電路V2串聯(lián)組成系統(tǒng)電源，V2的輸出并聯(lián)接有電阻R10和開關(guān)二極管V11，R10與電容C4形成充電回路接PNP三極管V9的發(fā)射極；V11與電容C5形成充電回路，連接紅外接收管V12的負(fù)極；V12的正極并聯(lián)接有電阻R12和電容C6，R12接地，C6輸出感應(yīng)信號(hào)給信號(hào)放大電路；電阻R9、R11與NPN三極管V8形成開關(guān)電路，控制V9通斷；V9的集電極串聯(lián)有紅外發(fā)射管V10A和V10B到地。它與原有電路相比的主要區(qū)別是去掉了原有電路中的穩(wěn)壓管W′1和電阻R′4，新增加了開關(guān)二級(jí)管V1、V11和穩(wěn)壓集成電路V2以及電容C5；紅外接收管V12的電源也由以往的脈沖電源改為由V2輸出并經(jīng)V11和C5深度濾波后形成的不間斷電源，由此改進(jìn)可以帶來以下優(yōu)點(diǎn)1、C4上的充電電壓不會(huì)隨電池能量的降低而改變，這就保證了V9的電源穩(wěn)定，V10A、V10B的發(fā)射功率衡定，已設(shè)定好的感應(yīng)距離自然不會(huì)隨電池電壓降低而改變。2、紅外接收管V11不再采用脈沖電源，而是采用高品質(zhì)的不間斷電源，增強(qiáng)了控制器的抗干擾性能。
本控制器中的信號(hào)放大電路是這樣的由前級(jí)紅外感應(yīng)電路中C6輸出的感應(yīng)信號(hào)直接進(jìn)入運(yùn)算放大器E1的5腳，同時(shí)第5腳連有R13到地，第6腳連有R14到地，運(yùn)算放大器E1的第7腳接到開關(guān)二極管V13的正極；V13的負(fù)極并聯(lián)接有電阻R15、電容C7和運(yùn)算放大器E1的第3腳，R15和C7的另一端接地，運(yùn)算放大器E1的第2腳也通過R16接地，第1腳接到電阻R17上；R17、R18和PNP三極管V14組成信號(hào)反向電路，放大后的感應(yīng)信號(hào)由V14的集電極輸出。
從上述技術(shù)內(nèi)容可以看出，本紅外感應(yīng)潔具控制器具有以下優(yōu)點(diǎn)1、潔具原設(shè)定的感應(yīng)距離不會(huì)受電池電壓高低的影響，穩(wěn)定性好。
2、紅外接收管V11不再采用脈沖電源，而是采用高品質(zhì)的不間斷電源，增強(qiáng)了硬件的抗干擾性，減輕了CPU處理干擾信號(hào)的負(fù)擔(dān)，降低了系統(tǒng)功耗。
3、信號(hào)放大電路采用了開環(huán)比較的數(shù)字放大電路，提高了電路靈敏度，同時(shí)增加了由V13、R15和C7組成的快速充電電路，對(duì)前極放大信號(hào)進(jìn)行展寬，便于CPU對(duì)有效信號(hào)進(jìn)行確認(rèn)。
本控制器可用于紅外感應(yīng)水龍頭、自動(dòng)小便沖洗器、自動(dòng)大便沖洗器、紅外感應(yīng)沐浴器等潔具中。


圖1是原有紅外感應(yīng)潔具控制器中的紅外感應(yīng)電路部分的電路原理圖圖2是本紅外感應(yīng)潔具控制器的電路框圖；圖3是本紅外感應(yīng)潔具控制器的電路原理圖；圖4是本紅外感應(yīng)潔具控制器中紅外感應(yīng)電路的電路原理圖；圖5是本紅外感應(yīng)潔具控制器中信號(hào)放大電路的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
參見圖2，紅外感應(yīng)潔具控制器，包括CPU控制模塊、分別由CPU控制模塊控制的紅外線發(fā)射電路、紅外線接收電路、信號(hào)放大電路、電源管理電路、驅(qū)動(dòng)電路、電池電壓監(jiān)控電路和報(bào)警電路。其工作原理是通過CPU控制模塊向紅外線發(fā)射電路發(fā)出控制脈沖，使其向外界產(chǎn)生瞬態(tài)紅外線光束，當(dāng)光束前方有遮擋物體時(shí)，既產(chǎn)生反射，此時(shí)紅外線接收電路將有感應(yīng)信號(hào)產(chǎn)生，信號(hào)經(jīng)信號(hào)放大電路放大后，由CPU控制模塊進(jìn)行處理，最后由CPU控制模塊將信號(hào)發(fā)給潔具的閥體驅(qū)動(dòng)電路，控制水閥的開、閉，實(shí)現(xiàn)感應(yīng)潔具的自動(dòng)用水功能。另外，在水閥工作的同時(shí)，由電池電壓監(jiān)控電路檢測(cè)電池電量，對(duì)電壓進(jìn)行采樣，將數(shù)據(jù)傳輸至CPU控制模塊，如果電池電壓過低，CPU控制模塊對(duì)報(bào)警電路發(fā)出信號(hào)，報(bào)警電路通過指示燈閃爍報(bào)警，以告示用戶更換電池。同時(shí)，為了降低控制器功耗，需要對(duì)放大電路的電源進(jìn)行監(jiān)管。
結(jié)合圖3和圖4，本控制器的紅外感應(yīng)部分的具體電路實(shí)現(xiàn)如下它由開關(guān)二級(jí)管V1和穩(wěn)壓集成電路V2串聯(lián)組成系統(tǒng)電源，V2的輸出并聯(lián)接有電阻R10和開關(guān)二極管V11，R10與電容C4形成充電回路給PNP三極管V9提供電源；V11與電容C5形成充電回路，連接紅外接收管V12的負(fù)極，給它提供不間斷電源；V12的正極并聯(lián)接有電阻R12和電容C6，R12接地，C6輸出感應(yīng)信號(hào)給信號(hào)放大電路；電阻R9、R11與NPN三極管V8形成開關(guān)電路，控制V9通斷；V9的集電極串聯(lián)有紅外發(fā)射管V10A和V10B到地，由V10A和V10B向外發(fā)射紅外光束。
本控制器的信號(hào)放大電路參見圖3和圖5，由前級(jí)紅外感應(yīng)電路中C6輸出的感應(yīng)信號(hào)直接進(jìn)入運(yùn)算放大器E1的5腳，同時(shí)第5腳連有R13到地，第6腳連有R14到地，運(yùn)算放大器E1的第7腳接到開關(guān)二極管V13的正極；V13的負(fù)極并聯(lián)接有電阻R15、電容C7和運(yùn)算放大器E1的第3腳，R15和C7的另一端接地，運(yùn)算放大器E1的第2腳也通過R16接地，第1腳接到電阻R17上；R17、R18和PNP三極管V14組成信號(hào)反向電路，放大后的感應(yīng)信號(hào)由V14的集電極輸出。
權(quán)利要求1.紅外感應(yīng)潔具控制器，包括CPU控制模塊和分別由CPU控制模塊控制的紅外感應(yīng)電路、信號(hào)放大電路、電源管理電路、驅(qū)動(dòng)電路、電池電壓監(jiān)控電路和報(bào)警電路，其特征在于紅外感應(yīng)電路由紅外發(fā)射電路、紅外接收電路構(gòu)成，具體電路連接為由開關(guān)二級(jí)管V1和穩(wěn)壓集成電路V2串聯(lián)組成系統(tǒng)電源，V2的輸出并聯(lián)接有電阻R10和開關(guān)二極管V11，R10與電容C4形成充電回路接PNP三極管V9的發(fā)射極；V11與電容C5形成充電回路接到紅外接收管V12的負(fù)極；V12的正極并聯(lián)接有電阻R12和電容C6，R12接地，C6輸出感應(yīng)信號(hào)給信號(hào)放大電路；電阻R9、R11與NPN三極管V8形成開關(guān)電路，控制V9通斷；V9的集電極串聯(lián)有紅外發(fā)射管V10A和V10B到地。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外感應(yīng)潔具控制器，其特征在于信號(hào)放大電路的電路連接為由前級(jí)紅外感應(yīng)電路中C6輸出的感應(yīng)信號(hào)直接進(jìn)入運(yùn)算放大器E1的5腳，同時(shí)第5腳連有R13到地，第6腳連有R14到地，運(yùn)算放大器E1的第7腳接到開關(guān)二極管V13的正極；V13的負(fù)極并聯(lián)接有電阻R15、電容C7和運(yùn)算放大器E1的第3腳，R15和C7的另一端接地，運(yùn)算放大器E1的第2腳也通過R16接地，第1腳接到電阻R17上；R17、R18和PNP三極管V14組成信號(hào)反向電路，放大后的感應(yīng)信號(hào)由V14的集電極輸出。
專利摘要紅外感應(yīng)潔具控制器，包括CPU控制模塊和分別由CPU控制模塊控制的紅外感應(yīng)電路、信號(hào)放大電路、電源管理電路、驅(qū)動(dòng)電路、電池電壓監(jiān)控電路和報(bào)警電路，其中紅外感應(yīng)電路去掉了原有電路中的穩(wěn)壓管W1和電阻R4，新增加了開關(guān)二級(jí)管V1、V11和穩(wěn)壓集成電路V2以及電容C5；紅外接收管V12的電源也由以往的脈沖電源改為由V2輸出并經(jīng)V11和C5深度濾波后形成的不間斷電源，其優(yōu)點(diǎn)是已設(shè)定好的感應(yīng)距離不會(huì)隨電池電壓降低而改變，采用不間斷電源，增強(qiáng)控制器的抗干擾性能。信號(hào)放大電路采用了開環(huán)比較的數(shù)字放大電路，提高了電路靈敏度，同時(shí)增加了由V13、R15和C7組成的快速充電電路，對(duì)前極放大信號(hào)進(jìn)行展寬，便于CPU對(duì)有效信號(hào)進(jìn)行確認(rèn)。
文檔編號(hào)H03K17/94GK2569452SQ0227640
公開日2003年8月27日 申請(qǐng)日期2002年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月5日
發(fā)明者黎君 申請(qǐng)人:重慶隆順科技有限公司