包括电容传感和超声波传感的龙头的制作方法_2

文档序号:9332423阅读:来源:国知局
或多个传感器电极29、31、41、52以采样间隔进行电容测量,控制器26被用软件来编程以做出关于龙头环境的智能判定。此外,该软件可将根据电容测量所确定的信息与关于水流状态(例如打开或关闭)的信息相结合,以做出关于何时调整或何时不调整所述激活和失活阈值的判定(decis1n)。通过在水流动状态期间检查电容值读数的稳定性,控制器26可确定手是在水流中还是在水流外。
[0023]可并入龙头组件的喷口 12中的例示的电容传感器29由美国专利号6,962,168提出,该专利的公开内容以引用方式明确并入本文。在某些例示性实施例中,相同的模式选择器可用于将龙头组件从免手动模式返回到手动模式。在这些例示性实施例的某些中,如本文详细描述的,触摸传感器31也被并入手柄17中。在此类例示性实施例中,两个触摸控制可独立操作(即可通过触摸触摸控制两者之一来改变模式)或者一起操作,使得仅当同时触摸两个触摸控制时改变模式。
[0024]应当理解,根据本发明可使用其他类型的传感器,例如购自量研科技集团(Quantum Research Group)的QPR0X?传感器、Oblamatik传感器或购自其他厂商的其他类型的电容传感器,诸如美国模拟器件公司(Analog Devices)AD7142芯片。在一个例示的实施例中,电容传感器诸如购自赛普拉斯半导体公司(Cypress SemiconductorCorporat1n)的PSoC CapSense控制器可用作本文所述的电容传感器。Cypress传感器例示性地包括带有被配置为传感器的可编程输入和输出的微处理器。这允许电容传感器被包括在与微处理器相同的电气部件或电路板中,使得传感器成本效益好且低功率。弛张振荡器发现龙头和传感器探头的自然频率。当包含电容特性的物体(诸如人手)接近龙头时,振荡器的自然频率基于由电路感测的总电容而改变。在给定的阈值水平处,阀25被致动以打开水,如本文所讨论的。当使用者的手移开时,通过关掉阀25来关闭水。使用弛张振荡器的Cypress电容传感器的示例在美国专利号7,307,485中描述,所述专利以引用方式明确并入本文。
[0025]如上所讨论,可在喷口 12、手动阀手柄17和水槽16中使用电容接近传感器和/或电容触摸传感器29、31、41、52和/或超声波传感器33的各种组合。控制器26可根据来自传感器29、31、41、52、33的输出在各种操作模式之间转换。
[0026]在另一个实施例中,电容传感器29、31、41、52中的至少一个用于检测接近水槽16的人。当控制器26归因于通过电容传感器29、31、41、52检测出的电容中的变化而感测到使用者接近水槽16时,控制器26诸如通过接通超声波传感器33的电源或将该传感器33从睡眠模式唤醒,来使能超声波传感器33。当使用者接近水槽16时,控制器26还将电力供应到位于水槽16上或邻近水槽16的指示器灯、夜灯等(未示出)。通过当使用者接近水槽16时给超声波传感器33以及指示器灯、夜灯等加电,本发明减少由超声波传感器33、指示灯和夜灯使用的总电力。因此,超声波传感器33、指示灯和夜灯可由电池68供电。一旦使用者离开由电容传感器所感测的邻近水槽16的区域,控制器26则使超声波传感器33、指示灯和夜灯等返回到低功率模式或睡眠模式以节省电池寿命。
[0027]图3和图4示出本公开的例示实施例的附加细节。如上所讨论,喷口 12、手动阀手柄17、水槽16或拉出棒50上的电容传感器29、31、41、52包括电极60和耦合到控制器26的电容传感器电路62。超声波传感器33包括换能器64和耦合到控制器26的超声波传感器电路66。电池68分别将电力提供给控制器26以及电容传感器电路62和超声波传感器电路66。相比电容传感器29、31、41和52,超声波传感器33需要相对较多的电力来操作。因此,如上所讨论,控制器26基于来自电容传感器29、31、41和/或52中的至少一个的输出而选择性地使能和禁能超声波传感器33。
[0028]如图4所示,所述方法开始于方框70。如方框72所示,电容传感器29、31、41、52被使能或启动(on)。如方框74所示,超声波传感器被关闭、禁能或处于睡眠模式。如方框76所示,控制器26和电容传感器电路62确定电容传感器29、31、41和/或52中的一个是否检测到使用者靠近电子龙头10。控制器26基于来自电容传感器29、31、41、52的输出信号,来确定使用者与电子龙头10的接近度、电子龙头10的哪个组件被触摸以及触摸持续多长时间。如果在方框76处没有检测到使用者,则该控制器26返回到方框70。如果在方框76处检测到使用者,则该控制器26使能超声波传感器33,如方框78所示。
[0029]如方框80所示,控制器26和超声波传感器电路66接着确定超声波传感器33是否检测到使用者在电子龙头10附近。如果在方框88处检测到使用者,则如上所述,控制器26通过控制阀来打开流体供应。如果在方框88处没有检测到使用者,则流体流被切断或保持关闭,如在方框84所示出。控制器26然后确定在方框86处是否发生超时。如果没有,则在方框78和80处保持使能该超声波传感器以监视电子龙头10附近的使用者。如果在方框86处发生超时,则控制器26返回到方框70并且在方框74处禁能超声波传感器以节省电力。
[0030]状杰图
[0031]图5至图7示出根据本公开的另一实施例的流控制的更详细示图。参照图5至图7,龙头的例示性操作包括标示为状态A至状态E的5种不同的操作状态。每一操作状态包括两个条件,该两个条件包括(I)电地可操作阀的位置(例如,当阀处于打开位置时“水打开”,并且当阀处于闭合位置时“水关闭”),和⑵超声波传感器的状态(例如,当电力供应到超声波传感器且该超声波传感器被使能以监视检测区时“超声波开启”,并且当没有电力供应到超声波传感器或所述超声波传感器以其他方式被禁能时“超声波关闭”)。
[0032]如图5和图6所示,在例示性状态A中,该电地可操作阀闭合,并且因此没有水流动通过该龙头(即“水关闭”)。在状态A中,也没有电力提供到超声波传感器(S卩“超声波关闭”)。当该电地可操作阀打开(即“水打开”)时,并且当没有电力提供到超声波传感器(即“超声波关闭”)时,标识为状态B。当该电地可操作阀闭合(S卩“水关闭”)时,并且当电力提供到超声波传感器(即“超声波打开”)以使得其监视检测区时,标识为状态C。当该电地可操作阀打开(即“水打开”)时,并且当电力提供到超声波传感器(即“超声波打开”)时,标识为状态D。最后,当该电地可操作阀闭合(即“水关闭”)时,并且当电力提供到超声波传感器(即“超声波打开”)时,标识为状态E。
[0033]现在参照图5和图7,例示性操作可开始于带有“水关闭”和“超声波关闭”的条件的状态A。来自耦合到龙头主体(例如,输送喷口和手柄)的主体电容传感器29、31的各种输入信号可致使系统改变状态。如果没有从主体电容传感器29、31接收到输入,则所述状态保持状态A不变。如果主体电容传感器29、31检测出轻敲(这里被识别为小于约300毫秒的触摸),则状态改变为状态B。如果主体电容传感器29、31检测出手柄抓握(这里被识别为大于或等于300毫秒的强信号(即手柄触摸)),则系统变改变为状态B。如此,该电地可操作阀打开并且水从其中流动通过(即“水打开”),而超声波传感器33同时保持关闭(即“超声波关闭”)。通过检测轻敲或手柄抓握,控制器26假定使用者期望以触摸模式操作龙头。
[0034]进一步参考图5和图7的状态A,如果检测到喷口抓握(这里被识别为大于或等于300毫秒的
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