DE3100773C2 - Arrangement for the contactless control of water outlet fittings - Google Patents

Abstract

Es wird eine Steuerungsanordnung für Wasserauslaßarmaturen beschrieben, die zwei beidseits des Wasserauslasses angeordnete, abwechselnd aktivierte Sender für Licht- oder Ultraschallsignale und einen die von einem Körperteil des Benutzers reflektierten Signale erhaltenden Empfänger umfaßt, dem eine ein in der Wasserführung zu der Armatur liegendes Ventil steuernde Schaltung nachgeordnet ist, die eine UND-Verknüpfung enthält, so daß nur dann ein Wasserfluß zustande kommt, wenn Reflexionen der Signale beider Sender empfangen werden.A control arrangement for water outlet fittings is described, which comprises two alternately activated transmitters for light or ultrasonic signals and a receiver receiving the signals reflected from a part of the user's body, with a circuit controlling a valve located in the water supply to the fitting is arranged downstream, which contains an AND link, so that a water flow only comes about when reflections of the signals from both transmitters are received.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur berührungslosen Steuerung von Wasserauslaßarmaturen, bestehend aus zwei symmetrisch angeordneten, impulsförmige Signale abgebenden Signalgebern, zwei symmetrisch angeordneten Signalaufnehmern für die von einem Körperteil des Benutzers reflektierten, impulsförmigen Signale und einer den Signalaufnehmern nachgeschalteten Schaltung, die ein in der Wasserzuführleitung angeordnetes Ventil steuert.The invention relates to an arrangement for the contactless control of water outlet fittings, consisting of from two symmetrically arranged, pulse-shaped signals emitting signal generators, two symmetrically arranged signal pickups for the pulse-shaped reflected from a part of the body of the user Signals and a circuit connected downstream of the signal pickups, which is a in the water supply line arranged valve controls.

Bekannt sind Anordnungen zur berührungslosen Steuerung von Wasserauslaßarmaturen, die nach dem Prinzip der Lichtschranke oder der Ultraschallschranke arbeiten. Liegen sich Signalgeber und Signalaufnehmer gegenüber, so ist der zusätzliche Installations- und Verkabelungsaufwand nachteilig. Bei (Hand-)Waschbecken ist diese Lösung zudem kaum praktikabel, da zwar die Wasserauslaufarmatur beispielsweise mit dem Signalgeber ausgestattet werden könnte, zur Aufnahme des Signalaufnehmers jedoch eine zusätzliche Armatur oder eine Spezialausführung des Waschbeckens benötigt würde. Bilden hingegen — wie ebenfalls bereits bekannt — Signalgeber und Signalaufnehmer eine bauliche Einheit und arbeiten nach dem Reflexionsprinzip, so ergibt sich der Nachteil, daß der Licht- oder Ultraschallstrahl auch von einem kräftig fließenden Wasserstrahl hinreichend stark reflektiert werden kann, daß der Wasserzufluß nicht unterbrochen wird, wenn sich der Benutzer entfernt.Arrangements for the contactless control of water outlet fittings are known, which after the Principle of the light barrier or the ultrasonic barrier work. Are the signaling device and the signal pick-up located compared to the additional installation and cabling effort is disadvantageous. For (hand) washbasins this solution is also hardly practicable because the water outlet fitting, for example, with the signal transmitter could be equipped, but an additional fitting or to accommodate the signal pick-up a special version of the sink would be required. On the other hand, as already known, form - Signal transmitter and signal pick-up a structural unit and work according to the reflection principle, so results the disadvantage that the light or ultrasonic beam is sufficient even from a powerfully flowing water jet can be strongly reflected that the flow of water is not interrupted when the user is removed.

Eine Anordnung der einleitend angegebenen Gattung ist aus der DE-OS 27 35 942 bekannt. Bei dieser Anordnung dienen jedoch die zwei symmetrisch angeordneten Signalgeber und die zwei diesen zugeordneten Signalaufnehmer zur analogen Steuerung z. B. der Temperatur des austretenden Wasserstrahles oder des Wasserdurchflusses. Hierbei bewirkt der eine Signalaufnehmer z. B. eine Temperaturerhöhung, wenn er von seinem Signalgeber gesendete und von der Hand des Benutzers reflektierte Signale empfängt, während der andere Signalaufnehmer bei entsprechenden Bedingungen umgekehrt eine Temperaturabnahme auslöst Aus diesem Grund sind die Signalgeber und die Signalaufnehmer so angeordnet, daß der reflektierte Strahlengang sich nicht im Bereich des auslaufenden Wasserstrahles befindet. Eine Verriegelungsschaltung verhindert Schaden am Stellglied bei der grundsätzlich möglichen Aktivierung der beiden auf diese Weise geschaffenen, getrennten Meßkanäle.An arrangement of the type specified in the introduction is known from DE-OS 27 35 942. With this arrangement however, the two symmetrically arranged signal generators and the two signal pickups assigned to them are used for analog control e.g. B. the temperature of the exiting water jet or the water flow. Here, the one signal pickup z. B. a temperature increase when he is from his Signal transmitter receives signals sent and reflected by the hand of the user, while the other signal receiver conversely, under appropriate conditions, a temperature decrease triggers from this The reason for this is that the signal transmitter and the signal pick-up are arranged in such a way that the reflected beam path does not overlap is in the area of the leaking water jet. An interlock circuit prevents damage to the Actuator in the basically possible activation of the two created in this way, separate Measuring channels.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Zuverlässigkeit einer nach dem »Alles-odernichts«-Prinzip arbeitenden Anordnung zu verbessern, insbesondere zu verhindern, daß der Wasserstrahl weiterläuft, obwohl der Benutzer sich entfernt hat.In contrast, the invention is based on the object the reliability of an all-or-nothing principle to improve the working arrangement, in particular to prevent the water jet from continuing to run, although the user has moved away.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht bei einer Anordnung der gattungsgemäßen Art darin, daß die Signalgeber und die Signalaufnehmer im Bereich des ausfließenden Wasserstrahles derart angeordnet sind, daß der Wasserstrahl höchstens das Signal eines Signalgebers auf den diesem zugeordneten Signalaufnehmer reflektiert, der Benutzer hingegen die Signale beider Signalgeber auf die beiden jeweiligen Signalaufnehmer reflektiert, daß die Signalgeber alternierend aktivierbar sind, und daß die den Signalaufnehmern nachgeschaltete Schaltung eine UND-Verknüpfung der Ausgangssignale der Signalaufnehmer durchführt.The solution to this problem consists in an arrangement of the generic type in that the signal transmitter and the signal pickups are arranged in the region of the outflowing water jet in such a way that the The water jet reflects at most the signal from a signal transmitter onto the signal sensor assigned to it, the user, on the other hand, reflects the signals from both signal transmitters onto the two respective signal receivers, that the signal transmitters can be activated alternately, and that the signal sensors connected downstream Circuit carries out an AND operation of the output signals of the signal pickups.

Auf diese Weise kann zuverlässig erkannt werden, ob sich im Auslaufbereich z. B. die Hände eines Benutzers oder lediglich der Wasserstrahl befindet, in welchem letzteren Fall er sofort unterbrochen wird.In this way it can be reliably recognized whether there is z. B. the hands of a user or only the water jet is located, in which latter case it is immediately interrupted.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Anlage genannt.Advantageous embodiments and developments of the system are mentioned in the subclaims.

Die Zeichnung zeigt eine beispielsweise gewählteThe drawing shows an example chosen

Ausführungsform der Vorrichtung in schemalischcr Vereinfachung.Embodiment of the device in schematic Simplification.

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht der Anordnung in Verbindung mit einem Waschbecken,
F i g. 2 ist eine schematische Aufsicht und
F i g. 3 zeigt das Blockschaltbild der Schaltungsanordnung.
Die hier vorgeschlagene Anordnung zur berührungslosen Steuerung von Wasserauslaßarmaturen wird am Beispiel einer elektronischen Steuerung des Wasserauslaufes bei einem Waschbecken beschrieben, das in F i g. 1 mit 13 bezeichnet ist. In einem Sockel 14, der mit dem Schwenkhahn 12 zu einer Einheit verbunden ist und der auf der wandseitigen Konsole des Beckens 13 fest angeordnet ist, sind an der dem Benutzer zugewendeten vertikalen Schmalseite drei Öffnungen vorgesehen, von denen die beiden äußeren mit je einem Signalgeber 4 bzw. 5 besetzt sind. Die dazwischenliegendeFig. 1 is a perspective view of the arrangement in connection with a wash basin,
F i g. 2 is a schematic plan view and FIG
F i g. 3 shows the block diagram of the circuit arrangement.
The arrangement proposed here for the contactless control of water outlet fittings is described using the example of an electronic control of the water outlet in a wash basin, which is shown in FIG. 1 is denoted by 13. In a base 14, which is connected to the swivel tap 12 to form a unit and which is fixedly arranged on the console of the basin 13 on the wall side, three openings are provided on the vertical narrow side facing the user, of which the two outer openings each have a signal transmitter 4 or 5 are busy. The one in between

Öffnung ist mit zwei Signalaufnehmern 6, 7 ausgerüstet, die die von der Hand des Benutzers reflektierten Signale aufnehmen. Die Anordnung muß so getroffen sein, daß jeder Signalaufnehmer 6, 7 nur das reflektierte Signal empfangen darf, das von dem ihm zugeordneten Signalgeber 4,5 herrührt. Die erforderliche Selektivität kann beispielsweise durch Anbringen einer entsprechenden Trennwand zwischen den beiden Signalaufnehmern erreicht werden. Es ist aber auch durchaus möe-The opening is equipped with two signal sensors 6, 7, which receive the signals reflected from the hand of the user take up. The arrangement must be made so that each signal pick-up 6, 7 only the reflected signal may receive that originates from the signal transmitter 4.5 assigned to it. The required selectivity can, for example, by attaching a corresponding partition between the two signal pickups can be achieved. But it is also quite possible

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lieh, die beiden Signalaufnehmer 6, 7 in einem Abstand getrennt voneinander in den Sockel 14 einzubauen und tür jeden eine eigene öffnung vorzusehen. Fi g. 2 zeigt in einem vergrößerten Maßstab die Anordnung der Signalgeber 4, 5 und der Signalaufnehmer 6, 7 sowie den Verlauf der Impulse außerhalb der erfindungsgemäßen Anordnung. Mit 15 ist eine mit strichlierten Linien eingefaßte Fläche bezeichnet, die jenen Bereich anzeigen soll, in den der aus dem Schwenkhahn 12 austretende Wasserstrahl einfallen kann. Im Interesse einer sicheren Funktion wird man diesen Bereich nicht allzuweit reichend ausbilden.borrowed the two signal pickups 6, 7 at a distance to be installed separately from one another in the base 14 and to provide each one with its own opening. Fi g. 2 shows on an enlarged scale, the arrangement of the signal generator 4, 5 and the signal pick-up 6, 7 and the Course of the pulses outside the arrangement according to the invention. At 15 is a bordered with dashed lines Area denotes that is intended to indicate the area into which the exiting from the swivel tap 12 Water jet can enter. In the interests of a safe Function one will not train this area too far-reaching.

In Fig.3 ist schließlich das elektrische Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Anordnung dargestellt. Es enthält im linken Teil die senderseitig erforderlichen Baugruppen und rechts jene für den Empfangsteil. Zentraler Teil der Senderschaltung ist eine Torschaltung 2, die zwei Ausgänge besitzt, von denen je einer zu einem Signalgeber 4, 5 geführt ist. Die Signalgel^r können entweder eiektrooptische oder elektroakustische Wandler sein. Die Torschaltung 2 besitzt zwei Eingänge, von denen einer an dem einen Signal-Impulsgenerator 1 liegt, der andere hingegen an einem Generator 3, der zwar ebenfalls Impulse liefert, die jedoch von wesentlich längerer Dauer sind als die Signalimpulse. Die Impulse des Generators 3 bewirken in der Torschaltung 2, daß während der Dauer eines Impulses beispielsweise der Signalgeber 4 an den Signalgenerator 1 angeschaltet wird und in den Impulspausen, die zweckmäßigerweise die gleiche Dauer haben wie die Impulse der Signalgeber 5. In der Darstellung der Fig.3 wurde angenommen, daß die Signalgeber Leuchtdioden sind, insbesondere solche mit Infrarotstrahlung, die für das menschliche Auge unsichtbar ist. Im Prinzip kann natürlich auch Licht anderer Wellenlänge benützt werden, die Verwendung von Infrarot hat aber den Vorteil, daß die entsprechenden Bauelemente leicht erhältlich und preiswert sind. Ebensogut können auch Ultraschallwandler eingesetzt werden, die ebenso leicht im Handel erhältlich sind wie die optischen Wandler.Finally, in FIG. 3 is the electrical block diagram the arrangement according to the invention shown. In the left part, it contains the information required by the transmitter Assemblies and on the right those for the receiving part. The central part of the transmitter circuit is a gate circuit 2, which has two outputs, one of which is led to a signal generator 4, 5. The signal gel ^ r can be either electro-optic or electro-acoustic transducers. The gate circuit 2 has two inputs, one of which is connected to a signal pulse generator 1, the other, however, to a generator 3, the Although it also delivers pulses, they are of much longer duration than the signal pulses. The impulses of the generator 3 cause in the gate circuit 2 that during the duration of a pulse, for example, the Signal generator 4 is connected to the signal generator 1 and in the pulse pauses, which are expediently have the same duration as the impulses of the signal generator 5. In the illustration of Fig. 3 it was assumed that the signal generators are light-emitting diodes, especially those with infrared radiation, which are for the human Is invisible to the eye. In principle, of course, light of other wavelengths can also be used, the use but infrared has the advantage that the corresponding components are easily available and inexpensive are. Ultrasonic transducers, which are just as easily commercially available, can also be used just as well like the optical converter.

Da bei dem in F i g. 3 dargestellten Blockschaltbild senderseitig Leuchtdioden angenommen wurden, sind empfängerseitig ebenfalls optoelektrische Aufnehmer erforderlich. Diese können Photodioden, Phototransistoren oder, wie in Fig.3 dargestellt, lichtabhängige Widerstände sein, die allgemein unter der Bezeichnung LDR bekannt sind. Gegebenenfalls können auch Photozellen bzw. Selenzeilen od. dgl. als Signalaufnehmer verwendet werden. Der Ausgang jedes Signalaufnehmers 6, 7 führt zu einem gemeinsamen Verstärker 8, der die relativ schwachen Signale so weit verstärkt, daß eine an den Verstärkerausgang angeschlossene UND-Schaltung 9 sicher anspricht. Das von der UND-Schaltung abgegebene Signal wird einer Zeitstufe 10 zugeführt, die das Signal über kurze Unterbrechungen hält und damit verhindert, daß ein von der auf die Zeitstufe 10 folgende Schaltstufe gehaltenes Relais (nicht dargestell) zu klappern beginnt. Bleibt das Signal aus der UND-Schaltung längere Zeit aus, beispielsweise für mindestens 2 Sekunden, weil der Benutzer der Anlage seine Tätigkeit beendet hat und seine Hände sich nicht mehr im Bereich des Wasserstrahls befinden, dann erfolgt, von der Zeitstufe 10 ausgelöst und von der Schaltstufe 11 ausgeführt, die Abschaltung des Relais, das seinerseits das Ventil in der Wasserzuleitung steuert.Since in the case of FIG. 3, light-emitting diodes shown on the transmitter side are assumed Optoelectronic transducers are also required on the receiver side. These can be photodiodes, phototransistors or, as shown in Fig. 3, light-dependent Resistors commonly known as LDRs. If necessary, photocells can also be used or selenium lines or the like. Can be used as signal pickups. The output of each signal pickup 6, 7 leads to a common amplifier 8, which amplifies the relatively weak signals so far that one the AND circuit 9 connected to the amplifier output responds reliably. That from the AND circuit The output signal is fed to a timer 10, which holds the signal for short interruptions and this prevents a relay held by the switching stage following timer stage 10 (not shown) begins to rattle. If the signal from the AND circuit is absent for a long time, for example for at least 2 seconds because the user of the system has finished his activity and his hands are no longer closed are in the area of the water jet, then takes place, triggered by the timer 10 and by the switching stage 11 executed, the switching off of the relay, which in turn controls the valve in the water supply line.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (3)

31 OO 773 Patentansprüche:31 OO 773 claims: 1. Anordnung zur berührungslosen Steuerung von Wasserauslaßarmaturen, bestehend aus zwei symmetrisch angeordneten, impulsförmige Signale abgebenden Signalgebern, zwei symmetrisch angeord neten Signalaufnehmern für die von einem Körperteil des Benutzers reflektierten, impulsförmigen Signale und einer den Signalaufnehmern nachgeschalteten Schaltung, die ein in der Wasserzuführleitung angeordnetes Ventil steuert, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalgeber (4, 5) und die Signalaufnehmer (6, 7) im Bereich des ausfließenden Wasserstrahles derart angeordnet sind, daß der Wasserstrahl höchstens das Signal eines Signalgebers auf den diesem zugeordneten Signalaufnehmer reflektiert, der Benutzer hingegen die Signale beider Signalgeber (4, 5) auf die beiden jeweiligen Signalaufnehmer (6, 7) reflektiert, daß die Signalgeber (4, 5) alternierend aktivierbar sind, und daß die den Signalaufnehmern (6, 7) nachgeschaltete Schaltung eine UND-Verknüpfung der Ausgangssignale der Signalaufnehmer durchführt.1. Arrangement for the contactless control of Water outlet fittings, consisting of two symmetrically arranged, pulse-shaped signals emitting Signal generators, two symmetrically arranged signal pickups for one part of the body of the user reflected, pulse-shaped signals and one downstream of the signal pick-up Circuit which controls a valve arranged in the water supply line, characterized in that that the signal transmitter (4, 5) and the signal sensor (6, 7) in the area of the outflowing Water jet are arranged such that the water jet at most the signal of a signal transmitter on the signal pick-up assigned to this, while the user reflects the signals from both Signal transmitter (4, 5) reflects on the two respective signal sensors (6, 7) that the signal transmitter (4, 5) can be activated alternately, and that the circuitry connected downstream of the signal pickups (6, 7) has a AND operation of the output signals of the signal pickup. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein die impulsförmigen Signale liefernder Generator (1) mit dem einen Eingang einer Torschaltung (2) verbunden ist deren zweiter Eingang mit dem Ausgang eines Umtastgenerators (3) verbunden ist und die zwei Ausgänge hat, von denen jeder mit einem der Signalgeber (4,5) verbunden ist.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that a delivering the pulse-shaped signals Generator (1) connected to one input of a gate circuit (2), the second input of which is connected is connected to the output of a keying generator (3) and which has two outputs, one of which each is connected to one of the signal transmitters (4,5). 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Signalaufnehmern (4,5) nachgeschaltete Schaltung ein UND-Glied (9), ein Zeitglied (10) und eine Schaltstufe (11) zur Steuerung des Ventils umfaßt.3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the signal pickups (4,5) downstream circuit an AND element (9), a timing element (10) and a switching stage (11) for control of the valve includes.