数字式感应冲水器 本实用新型涉及卫生间自动冲水器具。
目前，公知市场上现有的自动冲水器具，价格昂贵，且采用传统的模拟电路元件，工艺性差，性能要求高，调节困难，使用中稳定性能差，远远不能满发展的需要。
本实用新型是针对现有卫生间自动冲水器具的以上缺点，提出采用数字式控制电路使以上问题最终得以解决，达到方便使用的目的。数字式感应冲水器有立式和座式两种。
本实用新型的目的是这样实现的：数字式感应冲水器有红外发射、接收和伺服驱动三大部件组成。红外发射部件有主令振荡器(简称主振)、脉冲宽度变换器(简称脉冲变换器)、功率放大器和红外发射管组成。由主令振荡器发出的脉冲，经脉冲宽度变换器变换为非对称的窄脉冲后，进入功率放大器放大，再由红外发射管向外发射红外脉冲信号。立式数字式感应冲水器接收部件有红外接收管，功率放大器、比较器、单稳态触发器、或门电路、继电器、电磁阀、感应信号指示灯组成。座式数字式感应冲水器接收部件有红外接收管，功率放大器、比较器、单稳态触发器、或门电路、电机、感应信号指示灯组成。立式数字式感应冲水器接收由红外发射管发出的红外脉冲信号，经过功率放大器放大和比较器比较，即发射脉冲信号和接收脉冲信号的识别比较后，控制单稳态触发器定时展宽，利用该单稳态触发器输出端Q输出的脉冲上升沿和下降沿分别触发两个单稳态触发器，经或门电路输出，由功率放大器放大后，再由继电器驱动电磁阀部件；座式数字式感应冲水器接收由红外发射管发出的红外脉冲信号，经过功率放大器放大和比较器比较，即发射脉冲信号和接收脉冲信号的识别比较后，控制单稳态触发器定时展宽，利用其单稳态触发器输出端Q输出的脉冲上升沿，触发一个设定宽度为10秒的单稳态触发器，将其输出的脉冲宽度和触发脉冲的宽度，再进入另一比较器比较，比较确认触发脉宽大于定时脉宽时，输出正脉冲，利用该脉冲的下降沿，分别连锁触发三个单稳态触发器，并分别经功率放大器放大放后控制电机，按要求冲洗小便池或抽水马桶。
本实用新型有立式和座式两种。立式适合男士小便用，冲水器由电磁阀控制。座式适合男女坐用的抽水马桶，且在控制电路中又增加了另一个比较器，目的是避免因偶尔人体靠近冲水马桶时而造成的误动作，其冲水器有电机驱动控制。两种数字式感应冲水器使用时都有感应信号指示灯。
本实用新型优点：
1.本实用新型采用数字CMOS元件，其功耗低、工作电压范围宽，抗干扰能力强，逻辑摆幅大，输入阻抗高，温度稳定性好和成本低；
2.控制电路是数字开关电路，工艺性好，可靠性高；
3.发射脉冲信号与接收脉冲信号的识别比较，采用2输入端与门或与非门电路不仅简单，且准确可靠；
4.感应距离大，且调节方便；
5.电路性能和元件价格的选择，能有最佳的性能价格比；
6.具有内设快检功能，使安装与调试更加方便，节省时间，提高功效；
7.可交直两用，并含有内置式充电器。
本实用新型借助下列各图进一步叙述如下：
图1是立式数字式感应冲水器系统框图；
图2是立式数字式感应冲水器原理图；
图3是座式数字式感应冲水器系统框图；
图4是座式数字式感应冲水器部分原理图；
图5是座式数字式感应冲水器地电机驱动原理图；
图6是内置式稳压电源和冲电器原理图。
图1是立式数字式感应冲水器的系统框图。本系统有红外发射、接收和伺服驱动三大部件。红外发射部件中G是主令振荡器(简称主振)，U是脉冲宽度变换器(简称脉冲变换器)，它将主振G输出对称的方波，变成非对称的窄脉冲，目的是提高发射功率和减少功耗，脉冲宽度变换器U输出有两路，一路经功率放大器AT1放大后，驱动发射件红外发射管GTF向外发射红外脉冲；U的另一路输出，直接通过导线送至接收部件的比较器COMP0的脉冲比较输入端。接收部件中红外接收管ACC接收到信号后，经功率放大器AT2放大后，送至接收部件的比较器COMP0的另一个脉冲比较输入端，比较器COMP0将由红外发射管GTF发射的由人体反射给接收件红外接收管ACC接收，并将经功率放大器AT2放大整形后的信号和另一个直接通过导线连接来自脉冲变换器U的主振频率发射信号进行比较。当有人小便时，这两个输入信号是相位相反的同一个信号，此时比较器COMP0输出端是恒定不变的高电平，对其后级的单稳态触发器DT0无触发作用，单稳态触发器DT0的输出端Q保持高电平，而当无人小便时，比较器COM0的输入端仅有来自脉冲变换器U的主振频率信号，无经人体反射的发射信号，若有也只是其他光源的干扰信号，此时比较器COMP0输出是按主振频率变化的脉冲串信号，此脉冲串连续触发单稳态触发器DT0，且设定单稳态触发器DT0的Q输出端的脉冲宽度，大于主振频率周期，因连续触发，单稳态触发器DT0输出端Q保持低电平。这样当有人小便时单稳态触发器DT0输出端Q的电平有低变高，当来人离开时，单稳态触发器DT0输出端Q的电平有高变低。利用这高低变化的上升沿和下降沿，分别触发单稳态触发器DT1和DT2。单稳态触发器DT1和DT2的输出端Q输出的方波，经或门电路V输出给功率放大器AT3，控制继电器KA或采用可控硅代替，驱动电磁阀YM。其工作过程如下所述；当有人需要方便时，红外发射GTF发出的信号，经人体反射后由红外接收管ACC接收，经功率放大器AT2的放大后和发射部件脉冲变换器U的输出信号，同时输入比较器COMP0，进行信号比较识别，确认正确后，比较器COMP0输出端是恒定不变的高电平，停止对单稳态触发器DT0的连续触发。单稳态触发器DT0输出端Q由低电平变为高电平。利用此方法，识别确认是来自发射并经人体反射的信号。同时单稳态触发器DT0的Q输出端停止触发后的方波输出，其上升沿触发单稳态触发器DT1，单稳态触发器DT1的输出方波，经或门电路V和功率放大器AT3放大后，驱动继电器KA，并控制电磁阀YM，进行控制冲水阀。冲水时间长短可改变单稳态触发器DT1输出脉冲宽度，来进行调节时间长短。此时利用单稳态触发器DT0输出端Q的高电平，通过感应信号指示灯HL，指示有人正在方便。当来人方便结束离开时，接收件红外接收管ACC接收不到人体反射输入信号，若有也只是其他光源的干扰信号，仅有另一个输入端是来自脉冲变换U的主振频率。比较器COMP0输出端输出为按主振频率变化的脉冲串信号，此脉冲串连续触发单稳态触发器DT0，使其输出端Q由高电平变成低电平。且设定单稳态触发器DT0的Q输出端的脉冲宽度，大于主振频率周期，因连续触发故保持高电平。利用此时单稳态触发器DT0的输出端Q的下降沿触发单稳态触发器DT2，经或门电路V输出给功率放大器AT3，控制继电器KA或采用可控硅代替，驱动电磁阀YM，同时冲水器再次放水冲洗，确保其清洁卫生，两次冲水时间长短，都可由改变单稳态触发器DT1和DT2所用的充放电电阻阻值大小来调节。
图2是实现图1立式数字型感应冲水器的原理图，图1中的主振G是由图2中的电阻R1，电容C1和斯密特触发器IC1A即40106组成。图1中的脉冲变换器U，是由图2中的电阻R2、电容C2和斯密特触发器IC1B即40106组成。图1中功率放大器AT1是由图2中的电阻R3、R4和三极管T1组成。图1中的红外发射管GTF是由图2的中红外发射管DL1组成。图1中的红外接收管ACC是由图2中的电阻R5和红外接收管DL2即红外接收二极管或红外接收三极管构成。图1中的功率放大器AT2是由图2中隔直电容C3、C4，电阻R6、R7、R8和门电路IC2A、IC2B、IC2C即4069构成，且电容C4、斯密特触发器IC1D、IC1E有隔直和整形作用。图1中的比较器COMP0是由图2中的2输入端与非门IC3A即4011构成。图1中单稳态触发器DT0是由图2中的电阻R10、电容C5和单稳态触发器IC4A即4538构成。图1中单稳态触发器DT1是由图2中的电阻R11、电容C6和单稳态触发器IC5A即4538构成。图1中单稳态触发器DT2是由图2中的电阻R12、电容器C7和单稳态触发器IC5B即4538构成。图1中的感应信号指示HL是由图2中三极管T3、发光二极管LED1和限流电组R9所组成。图1中的或门电路V是由图2中的或门IC6A即4071构成。图1中的功率放大器AT3是由图2中的三极管T2和电阻R13所组成。图1中的驱动继电器KA是由图2中的继电器线圈J1和放电二极管D1所组成。图1中的控制电磁阀YM是由图2中的电磁阀DF构成。
图3是座式数字型感应冲水器的系统框图。图3和图1中相同功能和相同的元件，均用同一符号表示如GTF、G、U、AT1、ACC、AT2、COMP0、DT0和HL等，这里不再重述其功能和电路所用元件，仅就其不同点叙述如下，图3中单稳态触发器DT0输出点后和图1中该点后功能和元件有所不同，但其感应信号指示HL仍相同，只是连接点不同。立式数字型感应冲水器系统框图，适用于男士小便用，而座式数字型感应冲水器系统框图3适合男女坐用的抽水马桶。为避免偶尔人体靠近抽水马桶而造成的误动作，在单稳态触发器DT0之后，又加了脉冲宽度比较环节比较器COMP1，即在单稳态触发器DT0的输出Q后，又加一级单稳态触发器DT3，其方波输出脉冲宽度选定在10秒左右，将单稳态触发器DT0的输出端Q和单稳态触发器DT3的输出端Q在比较器COMP1中进行比较，来判定是偶尔在此，还是留下来方便使用。经比较器COMP1比较确认单稳态触发器DT0输出端Q输出的脉宽大于10秒时输出高电平，其一路用来供给感应信号指示HL显示，另一路用其下降沿来触发单稳态触发器DT4，经功率放大器AT4中三极管控制电机SM正转打开水阀冲洗，其单稳态触发器DT4的触发脉冲结束时的下降沿触发单稳态触发器DT5，单稳态触发器DT5结束时的下降沿触发单稳态触发器DT6，其输出经功率放大器AT5中三极管功率放大，控制电机SM反转，关闭水阀停止冲洗。其电机的控制如图5所示。
图4是座式冲水器部分原理图。图3中的单稳态触发器DT3是由图4中的电阻R15、电容C7和ICAB即4538构成。图3中的单稳态触发器DT4是由图4中的电阻R16、电容C10和IC5A即4538所构成。图3中的单稳态触发器DT5是由图4中的电阻R17、电容C11和IC5B即4538所构成。图3中的单稳态触发器DT6由图4中的电阻R18、电容C12和IC6A即4538构成。图3中的二级比较器COMP1是由图4中的IC3B、IC3C、IC3D即4011构成。图3中的电机SM是由图5中的电机M构成。
图5是由电阻R21、R22、R23、R24和三极放管T4、T5、T6、T7、T8、T9和电容C15和电机M组成控制直流电机SM正转或反转电路。图中Z是来自单稳态触发器DT4的Q端输出。F是来自单稳态触发器DT6中的Q端输出。
图6是低压直流电源，它是由熔断器FU1，低压变压器B1，整流器IC20，电容C20、C21、C23、C24，稳压件IC21，二极管D20和电池E1所构成。电池E1在交流电源停电时，保持供电，当有交流电供电时，可对电池E1充电。
本实用新型电路略加改动还可派生为其它产品，如省去图1中的DT2和V，则可派生为自动洗手机，自动烘手机，和自动皂液机。如将图3中的电路略加改动，即可派生为自动门、帘和自动凉晒机等。
本系统的主令振荡器、脉冲比较、单稳态触发器等等所用的电路和元件都很多，本实用新型所述的电路和元件仅是一种举例，例如主令振荡器尚可用两个反相器如4069，或时钟电路如555，或两个单稳态触发器组成。再如构成单稳态触发器的电路和元件也很多，这里不一一例举。
本实用新型的应用举例，立式数字式感应冲水器在图2中已标注出集成件型号，其中电阻R1、R2、R5、R6、R7和R8、皆为1MΩ，R3、R4、R8和R9皆为1KΩ，R10、R11和R12皆为4MΩ，电容C1、C2、C3、C4、C5、C6和C7皆为0.1μF，三极管T1、T2和T3皆为9013，DL1和DL2分别为红外发射和接收管，DF控制电压为AC220V电磁阀，数子电路元件参数和型号选用范围宽广，这里仅是一个举例。