专利名称：红外感应洁具控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于感应洁具控制器技术领域，具体涉及一种红外感应洁具控制器。
技术背景红外感应洁具是以红外感应技术为基础，运用微电脑和电子技术来实现洁具的自动用水功能，如红外感应水龙头、自动小便冲洗器、自动大便冲洗器、红外感应淋浴器等。其中红外感应洁具控制器是里面的核心。目前红外感应洁具控制器的缺点是在新电池状态下设定好的感应距离，随电池电量的逐渐降低，感应距离也会逐渐变短，造成整机的工作灵敏度降低甚至严重影响产品功能，这主要是由于红外感应电路的设计不合理造成的。参见图1，具体分析其电路W′1是2V左右的稳压管，与电阻R′4一道，在电池电量充足时，可以稳定V′2的基极电流，从而稳定Iec，使红外发射管V′3、V′4功率衡定；但随着电池电量的减少，C′1上的充电电压会逐渐降低，造成W′1的稳压特性变差，影响了Iec；另外充电电压的降低，本身就要影响Iec，这些因数都会降低V′3和V′4的发射功率，降低整机灵敏度。电路中红外接收管V′5采用了脉冲电源，其抗干扰能力较差，而通过软件滤波，会使整个控制器的能耗增加。另外，目前的红外感应洁具控制器中的信号放大电路都是采用传统的闭环放大电路，这种放大电路本身是要解决模拟信号失真问题，但牺牲了放大倍数，电路灵敏度降低。
发明内容
本实用新型针对现有红外感应洁具控制器存在的上述不足，目的之一是对控制器中的红外感应电路进行重新设计，使开关无论电池电压高低，都不会影响原设定好的感应距离，且抗干扰能力强；目的之二是对控制器的信号放大电路进行优化，使其灵敏度更高，更利于CPU对信号进行辨认和处理。
上述目的是采用以下的技术方案实现的红外感应洁具控制器，包括CPU控制模块和分别由CPU控制模块控制的红外感应电路、信号放大电路、电源管理电路、驱动电路、电池电压监控电路和报警电路。
红外感应电路由红外发射电路、红外接收电路构成。它由开关二级管V1和稳压集成电路V2串联组成系统电源，V2的输出并联接有电阻R10和开关二极管V11，R10与电容C4形成充电回路接PNP三极管V9的发射极；V11与电容C5形成充电回路，连接红外接收管V12的负极；V12的正极并联接有电阻R12和电容C6，R12接地，C6输出感应信号给信号放大电路；电阻R9、R11与NPN三极管V8形成开关电路，控制V9通断；V9的集电极串联有红外发射管V10A和V10B到地。它与原有电路相比的主要区别是去掉了原有电路中的稳压管W′1和电阻R′4，新增加了开关二级管V1、V11和稳压集成电路V2以及电容C5；红外接收管V12的电源也由以往的脉冲电源改为由V2输出并经V11和C5深度滤波后形成的不间断电源，由此改进可以带来以下优点1、C4上的充电电压不会随电池能量的降低而改变，这就保证了V9的电源稳定，V10A、V10B的发射功率衡定，已设定好的感应距离自然不会随电池电压降低而改变。2、红外接收管V11不再采用脉冲电源，而是采用高品质的不间断电源，增强了控制器的抗干扰性能。
本控制器中的信号放大电路是这样的由前级红外感应电路中C6输出的感应信号直接进入运算放大器E1的5脚，同时第5脚连有R13到地，第6脚连有R14到地，运算放大器E1的第7脚接到开关二极管V13的正极；V13的负极并联接有电阻R15、电容C7和运算放大器E1的第3脚，R15和C7的另一端接地，运算放大器E1的第2脚也通过R16接地，第1脚接到电阻R17上；R17、R18和PNP三极管V14组成信号反向电路，放大后的感应信号由V14的集电极输出。
从上述技术内容可以看出，本红外感应洁具控制器具有以下优点1、洁具原设定的感应距离不会受电池电压高低的影响，稳定性好。
2、红外接收管V11不再采用脉冲电源，而是采用高品质的不间断电源，增强了硬件的抗干扰性，减轻了CPU处理干扰信号的负担，降低了系统功耗。
3、信号放大电路采用了开环比较的数字放大电路，提高了电路灵敏度，同时增加了由V13、R15和C7组成的快速充电电路，对前极放大信号进行展宽，便于CPU对有效信号进行确认。
本控制器可用于红外感应水龙头、自动小便冲洗器、自动大便冲洗器、红外感应沐浴器等洁具中。
图1是原有红外感应洁具控制器中的红外感应电路部分的电路原理图图2是本红外感应洁具控制器的电路框图；图3是本红外感应洁具控制器的电路原理图；图4是本红外感应洁具控制器中红外感应电路的电路原理图；图5是本红外感应洁具控制器中信号放大电路的电路原理图。
具体实施方式
参见图2，红外感应洁具控制器，包括CPU控制模块、分别由CPU控制模块控制的红外线发射电路、红外线接收电路、信号放大电路、电源管理电路、驱动电路、电池电压监控电路和报警电路。其工作原理是通过CPU控制模块向红外线发射电路发出控制脉冲，使其向外界产生瞬态红外线光束，当光束前方有遮挡物体时，既产生反射，此时红外线接收电路将有感应信号产生，信号经信号放大电路放大后，由CPU控制模块进行处理，最后由CPU控制模块将信号发给洁具的阀体驱动电路，控制水阀的开、闭，实现感应洁具的自动用水功能。另外，在水阀工作的同时，由电池电压监控电路检测电池电量，对电压进行采样，将数据传输至CPU控制模块，如果电池电压过低，CPU控制模块对报警电路发出信号，报警电路通过指示灯闪烁报警，以告示用户更换电池。同时，为了降低控制器功耗，需要对放大电路的电源进行监管。
结合图3和图4，本控制器的红外感应部分的具体电路实现如下它由开关二级管V1和稳压集成电路V2串联组成系统电源，V2的输出并联接有电阻R10和开关二极管V11，R10与电容C4形成充电回路给PNP三极管V9提供电源；V11与电容C5形成充电回路，连接红外接收管V12的负极，给它提供不间断电源；V12的正极并联接有电阻R12和电容C6，R12接地，C6输出感应信号给信号放大电路；电阻R9、R11与NPN三极管V8形成开关电路，控制V9通断；V9的集电极串联有红外发射管V10A和V10B到地，由V10A和V10B向外发射红外光束。
本控制器的信号放大电路参见图3和图5，由前级红外感应电路中C6输出的感应信号直接进入运算放大器E1的5脚，同时第5脚连有R13到地，第6脚连有R14到地，运算放大器E1的第7脚接到开关二极管V13的正极；V13的负极并联接有电阻R15、电容C7和运算放大器E1的第3脚，R15和C7的另一端接地，运算放大器E1的第2脚也通过R16接地，第1脚接到电阻R17上；R17、R18和PNP三极管V14组成信号反向电路，放大后的感应信号由V14的集电极输出。
权利要求1.红外感应洁具控制器，包括CPU控制模块和分别由CPU控制模块控制的红外感应电路、信号放大电路、电源管理电路、驱动电路、电池电压监控电路和报警电路，其特征在于红外感应电路由红外发射电路、红外接收电路构成，具体电路连接为由开关二级管V1和稳压集成电路V2串联组成系统电源，V2的输出并联接有电阻R10和开关二极管V11，R10与电容C4形成充电回路接PNP三极管V9的发射极；V11与电容C5形成充电回路接到红外接收管V12的负极；V12的正极并联接有电阻R12和电容C6，R12接地，C6输出感应信号给信号放大电路；电阻R9、R11与NPN三极管V8形成开关电路，控制V9通断；V9的集电极串联有红外发射管V10A和V10B到地。
2.根据权利要求1所述的红外感应洁具控制器，其特征在于信号放大电路的电路连接为由前级红外感应电路中C6输出的感应信号直接进入运算放大器E1的5脚，同时第5脚连有R13到地，第6脚连有R14到地，运算放大器E1的第7脚接到开关二极管V13的正极；V13的负极并联接有电阻R15、电容C7和运算放大器E1的第3脚，R15和C7的另一端接地，运算放大器E1的第2脚也通过R16接地，第1脚接到电阻R17上；R17、R18和PNP三极管V14组成信号反向电路，放大后的感应信号由V14的集电极输出。
专利摘要红外感应洁具控制器，包括CPU控制模块和分别由CPU控制模块控制的红外感应电路、信号放大电路、电源管理电路、驱动电路、电池电压监控电路和报警电路，其中红外感应电路去掉了原有电路中的稳压管W1和电阻R4，新增加了开关二级管V1、V11和稳压集成电路V2以及电容C5；红外接收管V12的电源也由以往的脉冲电源改为由V2输出并经V11和C5深度滤波后形成的不间断电源，其优点是已设定好的感应距离不会随电池电压降低而改变，采用不间断电源，增强控制器的抗干扰性能。信号放大电路采用了开环比较的数字放大电路，提高了电路灵敏度，同时增加了由V13、R15和C7组成的快速充电电路，对前极放大信号进行展宽，便于CPU对有效信号进行确认。
文档编号H03K17/94GK2569452SQ0227640
公开日2003年8月27日 申请日期2002年9月5日 优先权日2002年9月5日
发明者黎君 申请人:重庆隆顺科技有限公司