一种带主动降噪功能的蹲便感应器的制作方法

1.本实用新型涉及卫浴技术领域，尤其涉及一种带主动降噪功能的蹲便感应器。


背景技术：

2.现有的蹲便感应器，主要是通过红外感应技术来判断是否有人使用蹲便器，通过控制电磁阀的开关来实现冲水。然而现有的蹲便感应器没有相应的降噪处理。由于卫生间冲厕所是日常生活中必不可少的动作，其产生的冲水噪声污染时常让人难以容忍，使用户的使用体验感较差；特别是晚上冲厕所时，对人睡眠将产生干扰，特别是老人和病人对噪声干扰更为敏感。当睡眠被干扰后，人们的工作效率和健康都会受到影响。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种带主动降噪功能的蹲便感应器，可实现主动降噪功能，使用户的使用体验感佳。
4.第一方面，本实用新型实施例提供了一种带主动降噪功能的蹲便感应器，包括感应盒、设置在感应盒上的人体感应模块和降噪模块以及设置在感应盒内的电磁阀模块、主控模块和电源模块；电源模块分别与人体感应模块、降噪模块和主控模块连接；电磁阀模块用于导通或封闭冲水通道：人体感应模块用于检测人体的感应信号并将感应信号发送给主控模块；降噪模块用于接收环境噪音信号并根据环境噪音信号播出降噪音频信号；主控模块用于根据感应信号分别控制电磁阀模块和降噪模块工作。
5.作为上述方案的改进，主控模块包括控制器和电磁阀驱动电路，控制器分别与电磁阀驱动电路、人体感应模块和降噪模块连接，电磁阀驱动电路用于驱动电磁阀模块工作。
6.作为上述方案的改进，降噪模块包括依次连接的噪音接收电路、反向处理电路和音频驱动电路。
7.作为上述方案的改进，人体感应模块包括用于发射红外信号的红外发射电路和用于接收红外反射信号的红外接收电路。
8.作为上述方案的改进，噪音接收电路包括麦克风模块、第一三极管、第一电阻、第一电容、第二电容、第二电阻、第一运算放大器、第三电容和第三电阻；第一三极管的集电极与电源模块的电源电压连接，第一三极管的基极与控制器连接，第一三极管的发射极经第一电阻分别与麦克风的第一端、第一电容的第一端和第二电容的第一端连接，麦克风的第二端和第一电容的第二端均接地，第二电容的第二端经第二电阻接地并与第一运算放大器的同相输入端连接；第一运算放大器的反相输入端分别经第三电容和第三电阻与第一运算放大器的输出端连接，第一运算放大器的输出端与反向处理电路的输入端连接。
9.作为上述方案的改进，反向处理电路包括第二运算放大器、第四电阻、第五电阻和第四电容；第二运算放大器的反向输入端分别与第一运算放大器的输出端、第四电容的第一端和第四电阻的第一端连接，第四电容的第二端接地；第二运算放大器的输出端分别与第四电阻的第二端与音频驱动电路的输入端连接，第二运算放大器的同相输入端经第五电
阻接地。
10.作为上述方案的改进，音频驱动电路包括音频功放芯片和喇叭模块，音频功放芯片分别与第二运算放大器的输出端和喇叭模块连接。
11.作为上述方案的改进，红外发射电路包括第二三极管和红外发射二极管，第二三极管的集电极与红外发射二极管的负极端连接，第二三极管的基极与控制器连接、第二三极管的发射极接地，红外发射二极管的正极端与电源模块的电源电压连接。
12.作为上述方案的改进，红外接收电路包括第三运算放大器、红外接收二极管、第五电容、第六电阻和第七电阻；第三运算放大器的反相输入端分别经第五电容和第六电阻与第三运算放大器的输出端连接，第三运算放大器的输出端与控制器连接，第三运算放大器的同相输入端经第七电阻接地并与红外接收二极管的负极端连接，红外接收二极管的正极端与控制器连接。
13.作为上述方案的改进，控制器包括电压检测电路，电压检测电路包括第八电阻和第九电阻，电源模块的电源电压经第八电阻和第九电阻接地，第八电阻和第九电阻之间的分压点与控制器连接。
14.本实用新型上述第一方面的技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：
15.本实用新型的带主动降噪功能的蹲便感应器，当用户使用蹲便器并离开时，人体感应模块将检测到相应的感应信号并发送给主控模块，主控模块根据该感应信号控制电磁阀模块工作，以实现自动冲水功能；同时主控模块还控制降噪模块工作，以使降噪模块接收冲水噪音信号并根据所述冲水噪音播出降噪音频信号，该降噪音频信号为与冲水噪音信号同频反相的音频信号，通过同频反相的降噪音频抵消冲水噪音，从而实现主动降噪功能，使用户的使用体验感佳。
附图说明
16.图1是本实用新型的带主动降噪功能的蹲便感应器的结构示意图；
17.图2是本实用新型的带主动降噪功能的蹲便感应器的系统结构图；
18.图3是本实用新型的带主动降噪功能的蹲便感应器的系统控制结构图；
19.图4是本实用新型提供的控制器的第一实施例的电路图；
20.图5是本实用新型提供的噪音接收电路和反向处理电路的电路图；
21.图6是本实用新型提供的音频驱动电路的电路图；
22.图7是本实用新型提供的红外发射电路和红外接收电路的电路图；
23.图8是本实用新型提供的控制器的第二实施例的电路图。
具体实施方式
24.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。
25.如图1-2所示，本实用新型的一个实施例提供了一种带主动降噪功能的蹲便感应器，包括感应盒1和设置在感应盒1上的面板11，面板11上设有人体感应模块2和降噪模块3，感应盒1内设有电磁阀模块4、主控模块5和电源模块6；电源模块6分别与人体感应模块2、降噪模块3和主控模块5连接；电磁阀模块4用于导通或封闭冲水通道：人体感应模块2用于检
测人体的感应信号并将感应信号发送给主控模块5；降噪模块3用于接收环境噪音信号并根据环境噪音信号播出降噪音频信号；主控模块5用于根据感应信号分别控制电磁阀模块4和降噪模块3工作。
26.当用户使用蹲便器并离开时，人体感应模块2将检测到相应的感应信号并发送给主控模块5，主控模块5根据该感应信号控制电磁阀模块4工作，以实现自动冲水功能；同时主控模块5还控制降噪模块3工作，以使降噪模块3接收冲水噪音信号并根据所述冲水噪音播出降噪音频信号，该降噪音频信号为与冲水噪音同频反相的音频信号，通过同频反相的降噪音频抵消冲水噪音，从而实现主动降噪功能，使用户的使用体验感佳。
27.如图3所示，主控模块5包括控制器7和电磁阀驱动电路8，控制器7分别与电磁阀驱动电路8、人体感应模块2和降噪模块3连接，电磁阀驱动电路8用于驱动电磁阀模块4工作。当人体感应模块2检测到用户离开蹲便器时，控制器7根据接收到的感应信号控制电磁阀驱动电路8驱动电磁阀模块4工作，使电磁阀模块4打开，从而实现自动冲水功能。同时，控制器7通过控制降噪模块3播出与冲水噪音同频反相的音频信号，以通过同频反相的降噪音频抵消冲水噪音，从而实现主动降噪功能，使用户的使用体验感佳。其中，电磁阀模块4为脉冲电磁阀，以提高冲水冲击力和冲水效率，从而解决冲不干净以及反臭问题。
28.优选地，降噪模块3包括依次连接的噪音接收电路10、反向处理电路11和音频驱动电路12。噪音接收模块用于接收冲水噪音信号并选取冲水噪音信号频率，再将冲水噪音信号放大并发送至反向处理电路11中；通过反向处理电路11进行反向处理，以获得同频反相的降噪音频信号，并经音频驱动电路12播出同频反相的降噪音频以抵消冲水噪音，从而实现主动降噪功能，使用户的使用体验感佳。
29.优选地，人体感应模块2包括用于发射红外信号的红外发射电路13和用于接收红外反射信号的红外接收电路14。控制器7控制红外发射电路13和红外接收电路14工作，以实时检测人体的感应信号，从而使控制器7的响应速度快，能快速控制电磁阀模块4及降噪模块3工作，进而实现主动降噪功能，使用户的使用体验感佳。
30.需要说明的是，人体感应模块2除了可选用上述红外感应方式或红外感应电路进行人体检测外，还可选用其他可实现人体检测功能的感应方式或感应电路，本实用新型不对其作具体限制。
31.图4是控制器7的第一实施例的具体电路图。
32.控制器7包括mcu芯片n2，mcu芯片n2具有低功耗、逻辑运算处理和时钟功能，mcu芯片n2的型号优选为pic16lf18323，但不限于此，可选择其他具有低功耗、逻辑运算处理和内部时钟功能或外部时钟功能的mcu芯片。其中，电源模块6用于提供电源电压vcc。本实施例的主控模块5还包括稳定降压电路9，稳定降压电路9用于将电源电压vcc进行降压并输出工作电压vdd，工作电压vdd用于为muc芯片n2提供工作电压，使muc芯片n2稳定工作。另外，稳定降压电路9所采用的芯片型号优选为ht7333,但不限于此，还可选择其他型号的降压芯片。
33.图5是噪音接收电路10和反向处理电路11的具体电路图。
34.噪音接收电路10包括麦克风模块mk1、第一三极管q2、第一电阻r11、第一电容c7、第二电容c9、第二电阻r12、第一运算放大器n4a、第三电容c6、第三电阻r14、第十电阻r10、第六电容c8、第十一电阻r13和第七电容c10。
35.第一三极管q2的集电极与电源电压vcc连接，第一三极管q2的基极经第十电阻r10与mcu芯片n2的rco端连接，第一三极管q2的发射极经第一电阻r11分别与麦克风模块mk1的第一端、第一电容c7的第一端和第二电容c9的第一端连接，麦克风模块mk1的第二端和第一电容c7的第二端均接地，第二电容c9的第二端经第二电阻r12接地并与第一运算放大器n4a的同相输入端连接。第一运算放大器n4a的反相输入端分别经第三电容c6和第三电阻r14与第一运算放大器n4a的输出端连接，第一运算放大器n4a的反相输入端还经第十一电阻r13和第六电容c8接地，第一运算放大器n4a的输出端与反向处理电路11的输入端连接。所述第一运算放大器n4a的电源端分别与第七电容c10的第一端和第一三极管q2的发射极连接，所述第一运算放大器n4a的接地端接地。
36.需要说明的是，通过mcu芯片n2的rco端输出控制电平以控制第一三极管q2导通，从而控制噪音接收电路10工作。通过麦克风模块mk1接收冲水噪音信号；通过第一电容c7、第二电容c9和第二电阻r12组成信号选取模块，以对接收到的冲水噪音信号进行噪音频率选取；通过第一运算放大器n4a对选取后的冲水噪音信号进行信号放大处理并发送至反向处理电路11的输入端。
37.反向处理电路11包括第二运算放大器n4b、第四电阻r16、第五电阻r17、第十二电阻r15、第四电容c11和第八电容c12。第二运算放大器n4b的反向输入端经第十二电阻r15与第一运算放大器n4a的输出端连接，第二运算放大器n4b的反向输入端还分别与第四电容c11的第一端和第四电阻r16的第一端连接，第四电容c11的第二端接地；第二运算放大器n4b的输出端与第四电阻r16的第二端连接，第二运算放大器n4b的输出端还经与第八电容c12与音频驱动电路12的输入端连接，第二运算放大器n4b的同相输入端经第五电阻r17接地。
38.需要说明的是，通过上述反向处理电路11对放大后的冲水噪音信号进行反相处理，从而获得与冲水噪音信号同频反相的降噪音频信号。另外，第一运算放大器n4a和第二运算放大器n4b共同组成一个双运算放大器，双运算放大器的芯片型号优选为lm358，但不限于此，可根据实际情况选取其他型号的双运算放大器。
39.图6是音频驱动电路12的具体电路图。
40.音频驱动电路12包括音频功放芯片n5、喇叭模块ls1、第十三电阻r18、第九电容c13、第十电容c14和第十一电容c15。音频功放芯片n5的vdd端与电源电压vcc连接，音频功放芯片n5的ctrl端与工作电压vdd连接，音频功放芯片n5的gnd端接地，音频功放芯片n5的vdd端和音频功放芯片n5的gnd端之间连接有第九电容c13。音频功放芯片n5的out端经第八电容c12与第二运算放大器n4b的输出端连接，音频功放芯片n5的vop端经第十电容c14与喇叭模块ls1的第一端连接，音频功放芯片n5的vop端还经第十三电阻r18和第十一电容c15接地，喇叭模块ls1的第二端也接地。
41.需要说明的是，通过音频功放芯片n5和喇叭模块ls1播出同频反相的降噪音频信号，以抵消冲水噪音，从而实现主动降噪功能，使用户的使用体验感佳。其中，音频功放芯片n5的型号优选为wt9110，但不限于此，还可根据实际情况选择其他型号的功放芯片。
42.图7是红外发射电路13和红外接收电路14的具体电路图。
43.红外发射电路13包括第二三极管q1、红外发射二极管vd1、第十四电阻r6r6和第十五电阻r7。第二三极管q1的集电极与红外发射二极管vd1的负极端连接，第二三极管q1的基
极经第十四电阻r6与mcu芯片n2的ra1端连接、第二三极管q1的发射极经第十五电阻r7接地，红外发射二极管vd1的正极端与电源电压vcc连接。
44.需要说明的，通过mcu芯片n2的ra1端输出控制电平以控制第二三极管q1的导通，从而控制红外发射二极管vd1发射红外信号。其中，第十四电阻r6和第十五电阻r7起到限流作用，避免烧坏电子元器件。
45.红外接收电路14包括第三运算放大器n3、红外接收二极管vd2、第五电容c1、第六电阻r4、第七电阻r1、第十二电容c5、第十六电阻r3、第十七电阻r5和第十八电阻r2。
46.第三运算放大器n3的反相输入端分别经第五电容c1和第六电阻r4与第三运算放大器n3的输出端连接，第三运算放大器n3的反相输入端还经第十六电阻r3接地；第三运算放大器n3的输出端经第十七电阻r5与mcu芯片n2的ra0端连接；第三运算放大器n3的同相输入端经第十二电容c5和第七电阻r1接地，第三运算放大器n3的同相输入端还经第十八电阻r2接地。第三运算放大器n3的电源端与mcu芯片n2的v33端连接，第三运算放大器n3的接地端接地。第十二电容c5和第七电阻r1之间的连接点与与红外接收二极管vd2的负极端连接，红外接收二极管vd2的正极端与mcu芯片n2的v33端连接。
47.需要说明的是，通过mcu芯片n2的v33端控制红外接收二极管vd2接收红外发射信号，并通过第三运算放大器n3将接收到的红外发射信号放大，以提高mcu芯片n2的响应灵敏度和准确度，从而使mcu芯片n2快速并准确地控制电磁阀模块4和降噪模块3工作，从而实现自动冲水功能和主动降噪功能，进而使用户的体验使用感佳。另外，第三运算放大器n3的芯片型号优选为mcp601，但不限于此，还可根据实际情况选取其他型号的第三运算放大器n3。
48.优选地，电磁阀驱动电路8包括电磁阀驱动芯片，电磁阀驱动芯片的两个电源端分别与电源电压vcc和工作电压vdd连接。所述mcu芯片n2与电磁阀驱动芯片连接，以控制电磁阀驱动芯片工作，从而驱动电磁阀模块4工作。其中，电磁阀驱动芯片的型号优选为ht6751b，但不限于此，可根据实际情况选取其他电磁阀驱动芯片以实现上述功能。只有当mcu芯片n2接收到相应的感应信号控制电磁阀模块4工作一定时间时，才会同步开启降噪模块3工作，以实现主动降噪功能；冲水完成时，mcu芯片n2控制电磁阀模块4和降噪模块3停止工作，从而实现降低功耗作用。电源模块6可为电源适配器或干电池组，但不限于此，还可选择其他类型的电源装置。
49.参见图8，图8显示了本实用新型中的控制器7的第二实施例，与图4所示的第一实施例不同的是，本实施例中的控制器7还包括有电压检测电路15及指示电路16，用户可根据实际需求单独设置电压检测电路15，或单独设置指示电路16，或同时设置电压检测电路15及指示电路16。
50.电压检测电路15包括第八电阻r8和第九电阻r9，电源电压vcc经第八电阻r8和第九电阻r9接地，第八电阻r8和第九电阻r9之间的分压点与mcu芯片n2连接。电压检测电路15用于检测电源模块6的电源电压vcc，避免电源模块6的电源电压vcc过低而导致电磁阀开阀，进而导致长流水问题。第八电阻r8和第九电阻r9均起到分压作用，防止电压过高损害mcu芯片n2。
51.指示电路16包括第十九电阻r19和发光二极管vd3。mcu芯片n2的rc5端经第十九电阻r19与发光二极管vd3的正极端，发光二极管vd3的负极端接地。其中，发光二极管vd3用于设置在主机盒上或面板11上。指示电路16用于蹲便感应器工作时起到指示作用，如检测到
电源电压vcc过低时，发出报警指示作用，以提醒用户更换电源模块6。第十九电阻r19起限流作用，防止电流过大损害发光二极管vd3。
52.以上所揭露的仅为本实用新型的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。