DE3920581A1 - Wasserspueleinrichtung mit infrarot-abtastung - Google Patents
Wasserspueleinrichtung mit infrarot-abtastungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Wasserspüleinrichtung mit In
frarot-Abtastung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1.
Eine derartige Wasserspüleinrichtung ist bereits aus der EP
02 28 908 A2 bekannt. Diese Wasserspüleinrichtung enthält
- - ein Magnetventil, das im stromlosen Zustand jeweils eine von zwei Ventilstellungen einnimmt, um eine Wasserspülung zu ermöglichen oder nicht, und das durch einen Stromim puls umschaltbar ist,
- - einen Taktimpulse empfangenden Infrarot-Abtaster mit ei nem Infrarotsender, der bei jedem Taktimpuls Infrarot strahlung aussendet, sowie einen Infrarotempfänger, der bei Empfang dieser Infrarotstrahlung ein Reflexionssignal ausgibt,
- - einen Mikroprozessor, der bei Empfang von Infrarotstrah lung durch den Infrarotempfänger ein vorgespeichertes Programm zur Ansteuerung des Magnetventils ausführt, und
- - eine Spannungsversorgungseinrichtung zur Versorgung des Magnetventils, des Infrarotsenders, des Infrarotempfän gers und des Mikroprozessors mit einer elektrischen Ver sorgungsspannung.
Bei der bekannten Wasserspüleinrichtung erfolgt eine Si
gnalverarbeitung auch dann, wenn vom Infrarot-Abtaster kei
ne Infrarotstrahlung empfangen wird. In diesem Fall werden
sogenannte "User-Absent-Signale" verarbeitet. Der Mikropro
zessor wird also ununterbrochen mit Energie versorgt.
Aus der EP 02 25 016 A1 ist darüber hinaus ein Ventilbe
triebssystem bekannt, bei dem eine elektronische 24-Stun
den-Uhr CL20 von Lithiumbatterien permanent mit Strom ver
sorgt wird. Dies gilt auch für andere Verbraucher, z. B.
eine Flüssigkristallzelle und eine Ventiltreiberschaltung
12.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Wasserspül
einrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden,
daß ihr Energieverbrauch noch weiter verringert ist.
Die Lösung der gestellten Aufgabe ist im kennzeichnenden
Teil des Patentanspruchs 1 angegeben. Vorteilhafte Ausge
staltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu ent
nehmen.
Eine Wasserspüleinrichtung nach der Erfindung zeichnet sich
aus durch
- - einen dauernd mit der Versorgungsspannungseinrichtung verbundenen und vom Mikroprozessor getrennten Taktgenera tor zur Erzeugung der Taktimpulse,
- - eine erste Schalteinrichtung, die die Taktimpulse emp fängt und bei jedem Taktimpuls die Versorgungsspannung an den Infrarotempfänger liefert, und
- - eine zweite Schalteinrichtung, die wenigstens dann zur Lieferung der Versorgungsspannung an den Mikroprozessor eingeschaltet wird, wenn der Infrarotempfänger das Refle xionssignal aussendet.
Bei der erfindungsgemäßen Wasserspüleinrichtung wird zu
nächst also nur der Taktgenerator mit Energie versorgt.
Sämtliche anderen Geräteeinheiten, mit Ausnahme des RAMs
des Mikroprozessors, befinden sich im ausgeschalteten Zu
stand. Mit einem vom Taktgenerator abgegebenen Puls wird
bei gleichzeitiger Aktivierung des Infrarotsenders der In
frarotempfänger aktiviert, so daß er gegebenenfalls Infra
rotstrahlung detektieren und ein Reflexionssignal zum Mi
kroprozessor liefern kann, wenn die Wasserspüleinrichtung
benutzt wird. Der Infrarotempfänger verbraucht also nicht
fortwährend Energie.
Liefert er kein Reflexionssignal, so ist es nicht unbedingt
erforderlich, den Mikroprozessor einzuschalten. Dieser ver
braucht daher ebenfalls keine Energie, solange die Wasser
spüleinrichtung unbenutzt bleibt, so daß sich letztlich ein
erheblich verringerter Energiebedarf der Gesamteinrichtung
ergibt.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann
die zweite Schalteinrichtung bei jedem Taktimpuls einge
schaltet werden, so daß der Mikroprozessor im Zyklus der
Taktimpulse jeweils kurzzeitig mit Energie versorgt wird.
Wird ein Reflexionssignal vom Infrarotempfänger ausgegeben,
so kann der Mikroprozessor zur Durchführung eines vorbe
stimmten Programms eingeschaltet bleiben. Wird dagegen vom
Infrarotempfänger kein Reflexionssignal ausgegeben, wird
also die Wasserspüleinrichtung nicht benutzt, so kann das
wiederholte Einschalten des Mikroprozessors dazu verwendet
werden, einen Zähler jeweils heraufzusetzen, der bei Errei
chen eines vorbestimmten Zählwerts eine Zwischenspülung
durchführt, z. B. nach jeweils 24 oder 72 Stunden. Eine In
betriebnahme der Wasserspüleinrichtung kann somit auch dann
erfolgen, wenn sie überhaupt nicht benutzt worden ist.
Vorzugsweise bestehen die erste und zweite Schalteinrich
tung aus Transistoren, z. B. CMOS-Transistoren, deren
Steueranschlüsse die Taktimpulse vom Taktgenerator empfan
gen.
Um den Mikroprozessor im eingeschalteten Zustand halten zu
können, ist ein sogenannter Haltekreis vorgesehen, der ein
logisches UND-Gatter aufweist, dessen einer Eingang die
Taktimpulse empfängt, dessen Ausgang mit dem Steueranschluß
der zweiten Schalteinrichtung (z. B. p-Kanal Sipmos-Tran
sistor) verbunden ist und dessen anderer Eingang ein vom
Mikroprozessor kommendes Haltesignal empfängt, das vom Mi
kroprozessor erzeugt wird, nachdem er eingeschaltet worden
ist.
Das Haltesignal wird vom Mikroprozessor nicht mehr erzeugt,
nachdem dieser ein vorbestimmtes Programm abgearbeitet hat.
Solange also das Haltesignal erzeugt wird, hält sich der
Mikroprozessor selbst im eingeschalteten Zustand, auch wenn
der Taktimpuls, durch den er eingeschaltet worden ist, wie
der verschwunden ist. Hierdurch läßt sich in einfacher Wei
se erreichen, daß der Mikroprozessor länger als ein Taktim
puls, aber wesentlich kürzer als die Zeit bis zum nächsten
Taktimpuls eingeschaltet bleibt oder aber über mehrere
Taktimpulszyklen eingeschaltet bleiben kann.
Letzteres wird z. B. der Fall sein, wenn der Infrarotemp
fänger das Reflexionssignal zum Mikroprozessor übertragen
hat und der Mikroprozessor ein umfangreiches Spülprogramm
ausführen muß.
Bei der Wasserspüleinrichtung kann vorgesehen sein, den Mi
kroprozessor zunächst zurückzusetzen, bevor er ganz abge
schaltet wird. Beim Einschalten des Mikroprozessors wird
dagegen zunächst die Versorgungsspannung wieder durchge
schaltet und dann die Rücksetzbedingung aufgehoben.
Insbesondere ist vorgesehen, sämtliche vom Mikroprozessor
ausgegebenen Signale über jeweils ein logisches Gatter zu
führen, die dann gesperrt sind, wenn sich der Mikroprozes
sor in einem rückgesetzten Zustand befindet. Diese logi
schen Gatter sind z. B. ODER-Gatter, von denen jeweils ein
Eingangsanschluß mit dem Ausgang eines gemeinsamen Inver
ters verbunden ist, dessen Eingang mit dem Rücksetzeingang
des Mikroprozessors verbunden ist. ODER-Gatter werden dann
gewählt, wenn der aktive Pegel der vom Mikroprozessor aus
gegebenen Signale der niedrige Signalpegel L ist.
Empfängt also der Mikroprozessor an seinem Rücksetzeingang
ein Rücksetzsignal, so werden automatisch die logischen
Ausgangsgatter gesperrt, und umgekehrt.
Vorzugsweise ist der Ausgang des ODER-Gatters, über das das
Haltesignal geführt wird, mit dem anderen Eingang des UND-
Gatters sowie mit einem Eingang eines weiteren UND-Gatters
verbunden, dessen anderer Eingang ein Rücksetz-Freigabesi
gnal mit niedrigem Pegel L empfängt, das vom Taktgenerator
unmittelbar nach Beginn eines Taktimpulses mit niedrigem
Pegel ausgegeben wird, wobei der Ausgang des weiteren UND-
Gatters auf den Steueranschluß eines dritten Transistors
geführt ist, über dessen Hauptstromweg der Rücksetzeingang
des Mikroprozessors mit Erde verbunden ist.
Der zuerst erscheinende Taktimpuls mit niedrigem Signalpe
gel L vom Taktgenerator schaltet zunächst die zweite
Schalteinrichtung über das UND-Gatter IC9 ein, so daß der
Mikroprozessor mit der Versorgungsspannung versorgt wird.
Noch während des zuerst erscheinenden Taktimpulses wird vom
Taktgenerator das Rücksetz-Freigabesignal mit niedrigem Si
gnalpegel zur Ansteuerung des dritten Transistors ausgege
ben, durch den seinerseits der Rücksetzzustand des Mikro
prozessors aufgehoben wird. Über den Inverter werden dann
die ausgangsseitig am Mikroprozessor vorhandenen logischen
Gatter freigeschaltet, so daß das Haltesignal vom Mikropro
zessor zur Halteschaltung übertragen werden kann. Die zwei
te Schalteinrichtung wird dann durch das Haltesignal einge
schaltet. Dies erfolgt so lange, solange das Haltesignal HS
erzeugt wird. Wird es nicht mehr erzeugt, so sorgt der
dritte Transistor wiederum dafür, daß das Rücksetzsignal am
Mikroprozessor angelegt wird, während die Halteschaltung
die Verbindung zum Steueranschluß der zweiten Schaltein
richtung unterbricht. Der Mikroprozessor wird abgeschaltet.
Der niedrige Signalpegel gibt den jeweils aktiven Zustand
der vom Mikroprozessor ausgegebenen Signale an.
Das Rücksetz-Freigabesignal erscheint z. B. kurz nach Be
ginn und innerhalb eines jeden Taktimpulses.
Vorteilhaft lassen sich vom Magnetventil Prüfsignale abneh
men und auf unterschiedliche Eingänge eines logischen Gat
ters führen, dessen Ausgang auf den Steueranschluß eines
vierten Transistors geführt ist, dessen Hauptstromweg mit
dem Rücksetzeingang des Mikroprozessors verbunden ist.
Weisen die Prüfsignale nicht einen gewünschten Verlauf auf,
so wird über das logische Gatter der Steueranschluß des
vierten Transistors so angesteuert, daß das Rücksetzsignal
am Rücksetzeingang des Mikroprozessors erscheint. Liegt al
so in der Magnetventil-Ansteuerschaltung ein Fehler vor, so
wird der Mikroprozessor sofort zurückgesetzt.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung steuert der
Mikroprozessor, nachdem er das Reflexionssignal empfangen
hat, den Taktgenerator so an, daß er Taktimpulse mit einer
höheren Frequenz ausgibt. Hierdurch läßt sich der Benut
zungszustand der Wasserspüleinrichtung genauer erfassen.
Der Mikroprozessor ist so ausgestaltet, daß er die Taktim
pulse und die eine höhere Frequenz aufweisenden Taktimpulse
zählen kann. Dabei kann der Mikroprozessor mit einem drit
ten Schalter verbunden sein, durch den zur Einstellung un
terschiedlicher Verweilzeiten verschiedene Zählwerte vor
eingebbar sind, wobei nach Erreichen eines der Zählwerte
eine Vorspülung erfolgt. Mittels eines ersten Schalters
läßt sich der Mikroprozessor so voreinstellen, daß je nach
Schalterstellung für die Vorspülung eine unterschiedlich
lange Zeit vorgesehen ist. Durch einen weiteren und mit dem
Mikroprozessor verbundenen vierten Schalter sind je nach
Schalterstellung unterschiedliche Verzögerungszeiten ein
stellbar, nach denen eine Hauptspülung erfolgt, wenn durch
den Mikroprozessor festgestellt wurde, daß der Infrarotemp
fänger keine Infrarotstrahlung mehr empfängt. Es kann somit
nach Abschluß der Benutzung der Wasserspüleinrichtung und
nach dem Vorspülen der genannte Hauptspülgang eingeleitet
werden.
Für den Hauptspülgang können unterschiedlich lange Spülzei
ten vorgesehen sein, die sich mit Hilfe eines zweiten
Schalters einstellen lassen, der ebenfalls mit dem Mikro
prozessor verbunden ist.
Ein fünfter und mit dem Mikroprozessor verbundener Schalter
dient zur Eingabe eines relativ großen Zählwerts, bei des
sen Erreichen der Mikroprozessor eine Zwischenspülung aus
führt, auch wenn keine Infrarotstrahlung vom Infrarotemp
fänger empfangen worden ist. Dies wurde bereits eingangs
erwähnt. Zu diesem Zweck wird der Mikroprozessor mit jedem
Taktimpuls kurzzeitig eingeschaltet.
Die Spannungsversorgungseinrichtung kann z. B. eine Batte
rie, etwa eine Lithiumbatterie, oder eine Solarzelle oder
in Kombination eine Batterie und eine Solarzelle enthalten.
Darüber hinaus läßt sich die Frequenz der Taktimpulse (nie
drigere der beiden genannten Frequenzen) mittels eines ge
eigneten Schalters von Hand voreinstellen, um die Wasser
spüleinrichtung auf die jeweils vorhandenen Bedingungen ab
stimmen zu können.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die
einzige Figur näher beschrieben.
Eine Versorgungsspannungseinrichtung 1 enthält ein Netzteil
2, das mit einer nicht dargestellten Batterie und einer So
larzelle 3 eingangsseitig verbunden ist. Eine Batterieprüf
schaltung 4 mit einer Leuchtdiode L1 und einem Schalter T2
dient dazu, die Betriebsspannung der Batterie zu überprü
fen. Ein Batterieanschluß dient zum Anschluß der nicht dar
gestellten Batterie.
Das Netzteil 2 versorgt die in der Figur dargestellte
Schaltung entweder mit Strom aus der Solarzelle 3 oder aus
der nicht dargestellten Batterie. Im Normalbetrieb wird die
Schaltung aus der Solarzelle 3 gespeist. Reicht die Strom
versorgung aus der Solarzelle z. B. bei Dunkelheit nicht
aus, wird zusätzlich Strom aus der Batterie entnommen. Die
Schaltung kann aber auch nur mit Solarstrom oder Batterie
strom betrieben werden.
An einem ausgangsseitigen Leiter 5 des Netzteils 2 er
scheint eine Versorgungsspannung Ucc, während ein anderer
Ausgangsleiter 6 des Netzteils 2 auf Erdpotential liegt.
Das Netzteil 2 ist ausgangsseitig mit einer Spannungsüber
wachung 2a verbunden, die einen im Leiter 5 liegenden Wi
derstand 7, einen Kondensator C1 und einen Freigabe-Signal
generator 8 aufweist. Der Eingang des Freigabe-Signalgene
rators 8 ist mit dem freien Ende des Widerstands 7 und über
den Kondensator C1 mit dem Leiter 6 verbunden, der seiner
seits mit einem anderen Eingang des Freigabe-Signalgenera
tors 8 verbunden ist. An einem ersten Ausgang des Freigabe-
Signalgenerators 8 erscheint eine weitere Versorgungsspan
nung Ucc′, während an einem zweiten Ausgang des Freigabe-
Signalgenerators 8 ein Freigabe-Signal FS erscheint. Dieses
Freigabe-Signal FS wird einem Eingang eines NOR-Gatters
IC10 zugeführt. Der Ausgang dieses Gatters IC10 ist mit ei
nem Steuereingang 9 eines Taktgenerators 10 verbunden.
Weiterhin sind der erste Ausgang des Freigabe-Signalgenera
tors 8 und der Leiter 6 mit jeweils einem Anschluß einer
Magnetventil-Ansteuerung 11 zur Ansteuerung eines Magnet
ventils 12 über eine Spuleneinrichtung 13 verbunden.
Über den Steuereingang 9 wird der Taktgenerator 10 abge
schaltet, wenn durch den Freigabe-Signalgenerator 8 festge
stellt wird, daß die im Kondensator C1 gespeicherte Energie
so klein ist, daß das Magnetventil 12 nicht mehr sicher
ein- und ausgeschaltet werden kann. In diesem Fall nimmt
das Freigabe-Signal FS den L-Pegel ein, so daß bei Vor
liegen eines weiteren Signals mit L-Pegel am anderen Ein
gang des NOR-Gatters IC10 ein Signal mit H-Pegel an dessen
Ausgang bzw. am Anschluß 9 des Taktgenerators 10 erscheint,
um diesen abzuschalten.
Der Taktgenerator 10 liefert an einem Ausgang 14 Taktimpul
se T mit konstanter Breite und Periode bzw. Frequenz. Je
weils ein Taktimpuls weist im Pulsbereich negativen Signal
pegel L auf. Beispielsweise wird alle 2 Sekunden ein derar
tiger Taktimpuls T ausgegeben. Über den Steuereingang 9
läßt sich nur die Erzeugung der Taktimpulse T mit dieser
Periode stoppen. Dies gilt nicht für etwaige Taktimpulse T
mit einer kleineren Periode von z. B. einer Sekunde. Der 1-
Sekunden-Taktgenerator darf nur dann abgeschaltet werden,
wenn das Magnetventil wieder geschlossen ist. Das ist immer
dann der Fall, wenn der Mikroprozessor über die Taktleitung
den nächsten Impuls nicht in einem Abstand von einer Sekun
de anfordert.
Ein Infrarotsender 15 besteht aus einer zwischen der weite
ren Versorgungsspannung Ucc′ und Nullpotential liegenden
Reihenschaltung aus einer Infrarot-Sendediode D1, einem Wi
derstand 16 und einem als Sendeverstärker arbeitenden Tran
sistor Ts1. Dieser Transistor Ts1 kann z. B. ein MOS-Tran
sistor sein und empfängt an seinem Steuereingang Taktsigna
le vom Taktgenerator 10, die synchron mit den Taktimpulsen
T sind. Durch diese Taktsignale werden der Transistor Ts1
bzw. die Infrarot-Sendediode D1 periodisch ein- und ausge
schaltet.
Ein Infrarotempfänger 17 enthält eine Empfängerschaltung 18
(Verstärker) mit jeweils einem Eingang für die Versorgungs
spannung Ucc und für das Nullpotential. Parallel zu diesen
beiden Eingängen liegt eine Reihenschaltung aus einem auf
Infrarotstrahlung ansprechenden Empfangstransistor T2 und
einem Widerstand 19. Mit ihm liegt der Emitter-Kollektor
kreis des Transistors T2 in Reihe. Sein Basisanschluß sowie
sein Emitteranschluß sind zusätzlich mit der Empfänger
schaltung 18 verbunden. Sie arbeitet so, daß von ihr ein
Reflexionssignal Refl ausgegeben wird, wenn sie einerseits
die Versorgungsspannung Ucc empfängt und andererseits die
von der Infrarot-Sendediode D1 abgestrahlte Infrarotstrah
lung auf den Empfangstransistor T2 auftrifft.
Der Infrarotempfänger 17 wird mit Hilfe der Taktimpulse T
vom Taktgenerator 10 periodisch mit der Versorgungsspannung
Ucc versorgt. Hierzu ist ein erster Schalttransistor Ts3
vorgesehen (erste Schalteinrichtung), der an seinem Steuer
eingang die Taktimpulse T empfängt. Der Leiter 5 ist über
den Transistor Ts3 zum Infrarotempfänger 17 geführt. Emp
fängt der Transistor Ts3 an seinem Steueranschluß einen
Taktimpuls T mit niedrigem Signalpegel L vom Taktgenerator
10, so werden der Empfangstransistor T2 und die Empfänger
schaltung 18 des Infrarotempfängers 17 mit der Versorgungs
spannung Ucc beaufschlagt, da in diesem Fall der Transistor
Ts3 durchgeschaltet wird. Ist dagegen kein Taktimpuls T
vorhanden (hoher Signalpegel H), so ist der Transistor Ts3
gesperrt. In diesem Fall verbraucht der Infrarotempfänger
17 keine Energie.
Das von der Empfängerschaltung 18 abgegebene Reflexionssi
gnal Refl gelangt zu einem Eingangsanschluß TO eines Mikro
prozessors 20. Dieser Mikroprozessor 20 wird ebenfalls mit
Hilfe der Taktimpulse T vom Taktgenerator 10 periodisch
ein- und ausgeschaltet. Hierzu werden die Taktimpulse T mit
niedrigem Signalpegel L einem Eingang eines UND-Gatters IC9
zugeführt, dessen Ausgang mit einem Steueranschluß eines
weiteren Transistors Ts6 (zweite Schalteinrichtung) verbun
den ist. Hierbei kann es sich ebenfalls um einen MOS-Tran
sistor handeln. Sein Hauptstromweg liegt zwischen dem Lei
ter 5 und einem Ucc-Anschluß des Mikroprozessors 20. Wird
der Transistor Ts6 durch ein Signal vom UND-Gatter IC9, das
niedrigen Signalpegel L aufweist, eingeschaltet, so wird
der Mikroprozessor 20, der ebenso wie der Taktgenerator 10
das Nullpotential vom Leiter 6 empfängt, mit der Versor
gungsspannung Ucc versorgt.
Verschiedene Ausgänge A, M1, M2, TAKT und HS des Mikropro
zessors 20 sind jeweils mit einem Eingang eines ODER-Gat
ters IC1, IC2, IC3, IC4 und IC5 verbunden. Die jeweils an
deren Eingänge der genannten ODER-Gatter sind gemeinsam mit
einem Ausgangsanschluß eines Inverters IC7 verbunden, der
aus einem NOR-Gatter besteht, dessen beide Eingänge zusam
mengeschaltet sind. Diese Eingänge sind mit einem Rücksetz-
bzw. Reset-Eingang R des Mikroprozessors 20 verbunden. Der
Ausgang des ODER-Gatters IC1 dient zur Ansteuerung einer
Anzeige D2, der Ausgang des ODER-Gatters IC2 zum Ansteuern
der Magnetventil-Ansteuerung 11 zwecks Öffnung des Magnet
ventils 12, der Ausgang des ODER-Gatters IC3 zur Ansteue
rung der Magnetventil-Ansteuerung 11 zwecks Schließung des
Magnetventils 12, der Ausgang des ODER-Gatters IC4 zur An
steuerung des D-Eingangs eines Flip-Flops 21 zwecks Erhö
hung der Frequenz der Taktimpulse T vom Taktgenerator 10
und der Ausgang des ODER-Gatters IC5 zur Ausgabe des Halte
signals HS. Dabei ist der Ausgang dieses ODER-Gatters IC5
mit dem anderen Eingang des UND-Gatters IC9 und mit einem
Eingang eines weiteren UND-Gatters IC8 verbunden. Der ande
re Eingang des weiteren UND-Gatters IC8 empfängt ein Rück
setz-Freigabesignal RüF von einem Anschluß 14a des Taktge
nerators 10. Dieses Rücksetz-Freigabesignal RüF wird mit
niedrigem Signalpegel unmittelbar nach Beginn eines jeden
Taktimpulses T vom Taktgenerator 10 erzeugt und liegt in
nerhalb eines jeden Taktimpulses T.
Der Ausgang des weiteren UND-Gatters IC8 ist mit dem Steu
eranschluß eines dritten Transistors Ts4 verbunden, über
dessen Hauptstromweg der Leiter 6 und der Rücksetz- bzw.
Reset-Eingang des Mikroprozessors 20 verbindbar sind. Dar
über hinaus ist dieser Rücksetz- bzw. Reset-Eingang R des
Mikroprozessors 20 über einen Widerstand 22 mit dem Ucc-An
schluß des Mikroprozessors 20 verbunden.
Im folgenden sei angenommen, daß die Wasserspüleinrichtung
nicht benutzt wird. Die Empfängerschaltung 18 gibt somit
kein Reflexionssignal Refl zum Mikroprozessor 20 aus. Bei
Abgabe eines Taktimpulses T mit niedrigem Pegel L vom Takt
generator 10 wird zunächst der Transistor Ts6 durchgeschal
tet, so daß die Versorgungsspannung Ucc zum Ucc-Anschluß
des Mikroprozessors 20 gelangt. Dazu empfängt der Steueran
schluß des Transistors Ts6 den auf L-Pegel liegenden Aus
gang des UND-Gatters IC9, das an seinem einen Eingang den
Taktimpuls mit L-Pegel und an seinem anderen Eingang das
Ausgangssignal mit H-Pegel vom Gatter IC5 empfängt. Kurz
nach Beginn des Taktimpulses T wird das Rücksetz-Freigabe
signal RüF mit L-Pegel über das UND-Gatter IC8 zum Steuer
anschluß des dritten Transistors Ts4 geliefert. Dieser
sperrt daraufhin, weil der Ausgang des UND-Gatters IC8 den
L-Pegel annimmt, so daß ein Signal mit H-Pegel zum Rück
setzeingang R des Mikroprozessors 20 über den Widerstand 22
übertragen wird und seinen Rücksetzzustand aufhebt. Gleich
zeitig wird über den Inverter IC7 ein Signal mit L-Pegel zu
den jeweiligen Eingängen der ODER-Gatter IC1 bis IC5 über
tragen. Das nach Einschaltung des Mikroprozessors 20 von
ihm erzeugte Haltesignal HS gelangt jetzt mit L-Pegel über
das ODER-Gatter IC5 zu den jeweils anderen Anschlüssen der
UND-Gatter IC9 und IC8. Dies bewirkt, daß der Transistor
Ts6 durchgeschaltet und der Transistor Ts4 gesperrt blei
ben, wenn das Taktsignal T und das Rücksetz-Freigabesignal
verschwinden. Hat der Mikroprozessor 20 in diesem Zustand
den Zählwert eines Zählers erhöht, also ein vorbestimmtes
Programm abgearbeitet, so verschwindet das Haltesignal HS.
Es nimmt wieder den H-Pegel ein. Die Ausgänge der UND-Gat
ter IC8 und IC9 nehmen wieder den H-Pegel ein, so daß der
Transistor Ts6 sperrt und der Transistor Ts4 leitend wird.
Dadurch erscheint am Rücksetzanschluß R des Mikroprozessors
20 ein Signal mit L-Pegel, so daß durch das Ausgangssignal
mit H-Pegel des Inverters IC7 die ODER-Gatter IC1 bis IC5
wieder gesperrt werden. Andererseits wird auch der Transi
stor Ts6 geöffnet, so daß der Mikroprozessor 20 jetzt von
der Versorgungsspannung Ucc getrennt ist. Bei den vom Mi
kroprozessor 20 ausgegebenen Signalen A, M1, M2, TAKT und
HS ist der aktive Pegel der L-Pegel.
Wird die Wasserspüleinrichtung dagegen benutzt, so liefert
die Empfängerschaltung 18 das Reflexionssignal zum Anschluß
TO des Mikroprozessors 20. Da er jetzt ein Spülprogramm ab
zuarbeiten hat, verschwindet das Haltesignal zu einem spä
teren Zeitpunkt als zuvor, so daß der Mikroprozessor 20
erst abgeschaltet wird, wenn das Programm abgearbeitet ist.
Sobald der Mikroprozessor 20 das Reflexionssignal Refl von
der Empfängerschaltung 18 empfängt, gibt er ein Signal TAKT
mit niedrigem Signalpegel L aus, welches über das ODER-Gat
ter IC4 zum D-Anschluß des Flip-Flops 21 übertragen wird.
Flip-Flop 21 liefert an seinem -Ausgang ein Signal mit H-
Pegel, wobei dieser -Ausgang des Flip-Flops 21 mit dem an
deren Eingang des NOR-Gatters IC10 sowie mit einem Steuer
eingang 9a des Taktgenerators 10 verbunden ist. Der Takt
generator 10 liefert jetzt Taktimpulse T mit einer kürzeren
Periode, z. B. mit einer Periode von 1 s. Der Benutzerzu
stand der Wasserspüleinrichtung läßt sich dann besser er
fassen. Flip-Flop 21 erhält an seinem Eingang C einen
Löschimpuls vom Taktgenerator 10. Nach jedem Sekundentakt
wird das Flip-Flop 21 über den Eingang C zurückgesetzt. Der
Mikroprozessor 20 schaltet es wieder ein, wenn der nächste
Impuls im Abstand von einer Sekunde folgen muß.
Flip-Flop 21 und Taktgenerator 10 sind permanent mit dem
Leiter 5 zum Empfang der Versorgungsspannung Ucc verbunden.
Während der Durchführung des Spülprogramms liefert der Mi
kroprozessor 20 die bereits erwähnten Signale M1 und M2 mit
niedrigem Signalpegel L zur Magnetventil-Ansteuerung 11, um
das Magnetventil 12 in Übereinstimmung mit dem vorgespei
cherten Programm zu betätigen. Vom Magnetventil bzw. von
der Magnetventil-Ansteuerung 11 werden Prüfsignale P1, P2
abgenommen und auf unterschiedliche Eingänge eines logi
schen Gatters IC6 geführt, das z. B. ein UND-Gatter sein
kann. Der Ausgang dieses Gatters IC6 ist mit dem Steuerein
gang eines vierten Transistors Ts5 verbunden, dessen Haupt
stromweg zwischen dem Leiter 6 und dem Rücksetzanschluß R
des Mikroprozessors 20 liegt. Werden beide Prüfsignale P1,
P2 im Fehlerfall gleichzeitig erzeugt, so erscheint am Aus
gang des UND-Gatters IC6 ein Signal mit H-Pegel, so daß der
Transistor Ts5 durchgeschaltet wird. Hierdurch erscheint am
Rücksetzeingang R des Mikroprozessors ein Signal mit L-Pe
gel, so daß der Mikroprozessor 20 zurückgesetzt wird.
Gleichzeitig werden durch das Ausgangssignal des Inverters
IC7 mit H-Pegel die Ausgangsgatter (IC1 bis IC5) gesperrt.
An ihren Ausgängen erscheinen nichtaktive Signale mit H-Pe
gel.
Zwischen dem Leiter 6 und dem Eingang INT des Mikroprozes
sors 20 liegt ein Schalter T1, durch den ein Anzeigepro
gramm eingeschaltet werden kann, wenn er geschlossen wird.
In diesem Fall leuchtet die Anzeige D2 bzw. Leuchtdiode
auf, wenn eine Reflexion vom Infrarot-Abtaster gemeldet
wird. Nach 60 Sekunden wird das Programm wieder automatisch
abgeschaltet. Die Anzeige D2 erlischt dann. Der Eingang INT
liegt ferner über einen Widerstand 23 am Ucc-Anschluß des
Mikroprozessors 20.
Mit dem Mikroprozessor 20 sind ferner ein Schwingquarz 24
zur Lieferung eines Programmtakts sowie Schalter S1, S2,
S3, S4, S5 und S6 verbunden. Durch diese Schalter läßt sich
das Arbeitsprogramm des Mikroprozessors 20 beeinflussen.
Über den dritten Schalter S3 können verschiedene Zählwerte
zur Einstellung unterschiedlicher Verweilzeiten eingestellt
werden, wobei nach Erreichen eines der Zählwerte eine Vor
spülung durch entsprechende Ansteuerung des Magnetventils
12 mittels der Signale M1, M2 erfolgt. Dagegen läßt sich
mit dem ersten Schalter S1 je nach Schalterstellung für die
Vorspülung eine unterschiedlich lange Zeit wählen.
Der vierte Schalter S4 dient dazu, je nach Schalterstellung
unterschiedliche Verzögerungszeiten einzustellen, nach de
nen eine Hauptspülung erfolgt, wenn durch den Mikroprozes
sor 20 festgestellt wurde, daß der Infrarotempfänger 17
keine Infrarotstrahlung mehr empfängt. Ferner dient der
zweite Schalter S2 dazu, für diese Hauptspülung unter
schiedlich lange Spülzeiten einzustellen. Mit Hilfe des
fünften Schalters S5 ist ein großer Zählwert im Mikropro
zessor 20 vorgebbar, bei dessen Erreichen der Mikroprozes
sor 20 eine Zwischenspülung ausführt, auch wenn keine In
frarotstrahlung vom Infrarotempfänger 17 empfangen worden
ist. Hierdurch kann z. B. sichergestellt werden, daß alle
24 Stunden eine Spülung erfolgt. Der Schalter S6 wird ge
schlossen, wenn eine derartige Zusatzspülung wieder unter
bunden werden soll.
Claims (22)
1. Wasserspüleinrichtung mit Infrarot-Abtastung, mit
- - einem Magnetventil (12, 13), das im stromlosen Zustand jeweils eine von zwei Ventilstellungen einnimmt, um eine Wasserspülung zu ermöglichen oder nicht, und das durch einen Stromimpuls umschaltbar ist,
- - einem Taktimpulse (T) empfangenden Infrarot-Abtaster mit einem Infrarotsender (15), der bei jedem Taktimpuls (T) Infrarotstrahlung aussendet, sowie einem Infrarotempfän ger (17), der bei Empfang dieser Infrarotstrahlung ein Reflexionssignal (Refl) ausgibt,
- - einem Mikroprozessor (20), der bei Empfang von Infrarot strahlung durch den Infrarotempfänger (17) ein vorgespei chertes Programm zur Ansteuerung des Magnetventils (12) ausführt, und
- - einer Spannungsversorgungseinrichtung (1) zur Versorgung des Magnetventils (12, 13), des Infrarotsenders (15), des Infrarotempfängers (17) und des Mikroprozessors (20) mit einer elektrischen Versorgungsspannung,
gekennzeichnet durch
- - einen dauernd mit der Versorgungsspannungseinrichtung (1) verbundenen und vom Mikroprozessor (20) getrennten Takt generator (10) zur Erzeugung der Taktimpulse (T),
- - eine erste Schalteinrichtung (Ts3), die die Taktimpulse (T) empfängt und bei jedem Taktimpuls (T) die Versor gungsspannung an den Infrarotempfänger (17) liefert, und
- - eine zweite Schalteinrichtung (Ts6), die wenigstens dann zur Lieferung der Versorgungsspannung an den Mikroprozes sor (20) eingeschaltet wird, wenn der Infrarotempfänger (17) das Reflexionssignal (Refl) aussendet.
2. Wasserspüleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die zweite Schalteinrichtung (Ts6) bei
jedem Taktimpuls (T) eingeschaltet wird.
3. Wasserspüleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da
durch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Schaltein
richtung (Ts3, Ts6) Transistoren sind, deren Steueran
schlüsse die Taktimpulse (T) vom Taktgenerator (10) empfan
gen.
4. Wasserspüleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß zur Bildung eines Haltekreises ein logi
sches Gatter (IC9) vorhanden ist, dessen einer Eingang die
Taktimpulse (T) empfängt, dessen Ausgang mit dem Steueran
schluß der zweiten Schalteinrichtung (Ts6) verbunden ist
und dessen anderer Eingang ein vom Mikroprozessor (20) kom
mendes Haltesignal (HS) empfängt, das vom Mikroprozessor
(20) erzeugt wird, nachdem er eingeschaltet worden ist.
5. Wasserspüleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Haltesignal (HS) vom Mikroprozessor
(20) nicht mehr erzeugt wird, nachdem dieser ein vorbe
stimmtes Programm abgearbeitet hat.
6. Wasserspüleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
5, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche vom Mikroprozessor
(20) ausgegebenen Signale (A, M1, M2, TAKT, HS) über je
weils ein logisches Gatter (IC1, ..., IC5) geführt sind,
die dann gesperrt sind, wenn sich der Mikroprozessor (20)
in einem rückgesetzten Zustand befindet.
7. Wasserspüleinrichtung nach Anspruch 4 und 6, dadurch
gekennzeichnet, daß das logische Gatter (IC9) im Haltekreis
ein UND-Gatter ist, das an dem einen Eingang Taktimpulse
(T) mit niedrigem Signalpegel (L) empfängt, und die logi
schen Gatter (IC1, ..., IC5) für die vom Mikroprozessor
(20) ausgegebenen Signale ODER-Gatter sind, bei denen je
weils ein Eingangsanschluß mit dem Ausgang eines gemeinsa
men Inverters (IC7) verbunden ist, dessen Eingang mit dem
Rücksetzeingang (R) des Mikroprozessors (20) verbunden ist,
der dann zurückgesetzt wird, wenn am Rücksetzeingang ein
Rücksetzsignal (Rs) mit niedrigem Signalpegel (L) anliegt,
und der in diesem Fall die Signale (A, M1, M2, TAKT, HS)
als inaktive Signale mit hohem Signalpegel (H) ausgibt, und
umgekehrt.
8. Wasserspüleinrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Ausgang des ODER-Gatters (IC5), über
das das Haltesignal (HS) geführt wird, mit dem anderen Ein
gang des UND-Gatters (IC9) sowie mit einem Eingang eines
weiteren UND-Gatters (IC8) verbunden ist, dessen anderer
Eingang ein Rücksetz-Freigabesignal (RüF) mit niedrigem Si
gnalpegel (L) empfängt, das vom Taktgenerator (10) unmit
telbar nach Beginn des Taktimpulses (T) mit niedrigem Si
gnalpegel (L) ausgegeben wird, und daß der Ausgang des wei
teren UND-Gatters (IC8) auf den Steueranschluß eines drit
ten Transistors (Ts4) geführt ist, über dessen Hauptstrom
weg der Rücksetzeingang (R) des Mikroprozessors (20) mit
Erdpotential verbunden ist.
9. Wasserspüleinrichtung nach Anspruch 7 oder 8, da
durch gekennzeichnet, daß vom Magnetventil (12, 13) Prüfsi
gnale (P1, P2) abgenommen und auf unterschiedliche Eingänge
eines logischen Gatters (Ic6) geführt sind, dessen Ausgang
auf den Steueranschluß eines vierten Transistors (Ts5) ge
führt ist, über dessen Hauptstromweg der Rücksetzeingang
(R) des Mikroprozessors (20) mit Erdpotential verbunden
ist.
10. Wasserspüleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
9, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroprozessor (20),
nachdem er das Reflexionssignal (Refl) empfangen hat, den
Taktgenerator (10) so ansteuert, daß er Taktimpulse (T) mit
einer höheren Frequenz ausgibt.
11. Wasserspüleinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis
10, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroprozessor (20) die
Taktimpulse und die eine höhere Frequenz aufweisenden Takt
impulse zählt.
12. Wasserspüleinrichtung nach Anspruch 11, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Mikroprozessor (20) mit einem dritten
Schalter (S3) verbunden ist, durch den zur Einstellung un
terschiedlicher Verweilzeiten verschiedene Zählwerte vor
gebbar sind, und daß nach Erreichen eines der Zählwerte ei
ne Vorspülung erfolgt.
13. Wasserspüleinrichtung nach Anspruch 12, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Mikroprozessor (20) mit einem ersten
Schalter (S1) verbunden ist, durch den je nach Schaltstel
lung für die Vorspülung eine unterschiedlich lange Zeit
einstellbar ist.
14. Wasserspüleinrichtung nach Anspruch 13, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Mikroprozessor (20) mit einem vierten
Schalter (S4) verbunden ist, durch den je nach Schaltstel
lung unterschiedliche Verzögerungszeiten einstellbar sind,
nach denen eine Hauptspülung erfolgt, wenn durch den Mikro
prozessor (20) festgestellt wurde, daß der Infrarotempfän
ger (17) keine Infrarotstrahlung mehr empfängt.
15. Wasserspüleinrichtung nach Anspruch 8, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Mikroprozessor (20) mit einem zweiten
Schalter (S2) verbunden ist, durch den je nach Schaltstel
lung für die Hauptspülung unterschiedlich lange Spülzeiten
einstellbar sind.
16. Wasserspüleinrichtung nach Anspruch 2 und 10, da
durch gekennzeichnet, daß der Mikroprozessor (20) mit einem
fünften Schalter (S5) verbunden ist, durch den ein großer
Zählwert vorgebbar ist, bei dessen Erreichen der Mikropro
zessor (20) eine Zwischenspülung ausführt, auch wenn keine
Infrarotstrahlung vom Infrarotempfänger (17) empfangen wor
den ist.
17. Wasserspüleinrichtung nach einem der Ansprüche 12
bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalter binärko
dierte Schalter sind.
18. Wasserspüleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
17, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsversorgungs
einrichtung (1) eine Batterie enthält.
19. Wasserspüleinrichtung nach Anspruch 18, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Batterie eine Lithium-Batterie ist.
20. Wasserspüleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
19, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsversorgungs
einrichtung (1) eine Solarzelle (3) enthält.
21. Wasserspüleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Taktgenerator (10) mit einem Schalter
zur Voreinstellung der Frequenz der Taktimpulse (T) ausge
stattet ist.
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