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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sanitärarmatur gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Sanitärarmatur gemäß Anspruch 15.
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Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Sanitärarmaturen bekannt. Bei diesen kann zwischen handbetätigten und sensorbetätigten Sanitärarmarturen unterschieden werden.
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Sensorbetätigte Sanitärarmaturen weisen in der Regel ein elektrisch ansteuerbares Wasserauslassventil und eine Steuerungseinrichtung zum Ansteuern des Wasserauslassventils mit einem Sensor auf. Häufig wird ein Infrarotsensor oder ein kapazitiver Sensor verwendet. Dies ist beispielsweise aus der
EP 3 708 719 A1 bekannt. Als Infrarotsensoren werden in der Regel aktive Infrarotsensoren eingesetzt, welche neben einem Infrarotempfänger auch einen Infrarotlicht emittierenden Infrarotsender aufweisen. Diese Infrarotsensoren haben den Nachteil, dass ihre Sensitivität davon abhängig ist, wie die zu sensierende Oberfläche beschaffen ist. Schwarze Kleidung etwa reflektiert Infrarotstrahlung deutlich schlechter, als etwa eine Warnweste. Dies macht die Kalibrierung von Infrarotsensoren sehr schwierig, da sie aufgrund des unterschiedlichen Reflexionsverhaltens nicht zwischen einem sich dicht vor der Sanitärarmatur befindenden schwarzen Kleidungsstück und einer weit entfernt befindlichen Warnweste unterscheiden können, welche die Infrarotstrahlung deutlich besser reflektiert. Dies kann zu Fehlauslösungen führen.
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Darüber hinaus schlägt die
EP 2 208 831 A1 die Verwendung eines sogenannten Time-of-Flight-Sensors für eine Sanitärarmatur vor. Time-of-Flight-Sensoren sind ebenfalls als kleines Elektronikmodul realisierbar und haben gegenüber einfachen Infrarotsensoren den Vorteil, dass mit ihnen nicht nur die Anwesenheit einer Person im Erfassungsbereich erfassbar ist, sondern die Entfernung einer Person zum Sensor sowie ggf. eine Bewegungsrichtung der Person genau bestimmt werden kann. Da Time-of-Flight-Sensoren die genaue Entfernung messen, können mit diesen die zuvor beschriebenen Fehlauslösungen weitestgehend vermieden werden, allerdings haben Time-of-Flight-Sensoren einen deutlich höheren Energiebedarf.
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Es ist dabei eine Herausforderung, den bekannten Stand der Technik zu verbessern.
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Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, die bekannte Sanitärarmatur derart auszugestalten und weiterzubilden, dass hinsichtlich der genannten Herausforderung eine weitere Optimierung erreicht wird, insbesondere hinsichtlich der Erfassungssicherheit von Personen und hinsichtlich des benötigten Energiebedarfs.
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Das obige Problem wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.
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Wesentlich ist die grundsätzliche Überlegung, einen Sensor in verschiedenen Betriebsmodi mit verschiedenen Abtastraten und/oder Erfassungsbereichen möglichst sparsam zu betreiben. Hierfür wird der Betriebsmodus in Abhängigkeit vom Sensorsignal und ggf. dem aktuellen Schaltungszustand der Sanitärarmatur so gewählt, dass ein niedriger Energieverbrauch bei gleichzeitig sicherer Erfassung von Personen im Umfeld der Sanitärarmatur gewährleistet ist.
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Im Einzelnen wird vorgeschlagen, dass der Sensor in verschiedenen Betriebsmodi betreibbar ist, wobei der Sensor in einem ersten Betriebsmodus mit einer ersten Abtastrate und einem ersten Erfassungsbereich betrieben wird und in dem ersten Betriebsmodus dazu eingerichtet ist, die Anwesenheit einer Person im ersten Erfassungsbereich zu erfassen und wobei der Sensor in einem zweiten Betriebsmodus mit einer zweiten Abtastrate und einem zweiten Erfassungsbereich betrieben wird und in diesem zweiten Betriebsmodus dazu eingerichtet ist, die Anwesenheit einer Person im zweiten Erfassungsbereich zu erfassen, wobei einer der Erfassungsbereiche zumindest zum Teil im anderen Erfassungsbereich liegt und/oder die zweite Abtastrate sich von der ersten Abtastrate unterscheidet und die Steuerungseinrichtung dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von dem Sensorsignal des Sensors von einem Betriebsmodus in einen anderen Betriebsmodus zu schalten.
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Insbesondere hat die Erfindung erkannt, dass durch das Vorsehen der verschiedenen Betriebsmodi mit verschiedenen Abtastraten und/oder Erfassungsbereichen entsprechend dem aktuellen Armaturumfeld, welches durch das Sensorsignal erfasst wird, erhebliche Energieeinsparpotenziale gehoben werden können.
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Ferner wurde gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung festgestellt, dass dies besonders einfach mit einem Time-of-Flight-Sensor als Sensor umgesetzt werden kann. Dieser muss dabei nicht notwendigerweise als solcher betrieben werden, sondern kann vielmehr in erster Linie als IR-Sensor betrieben werden. Einige Time-of-Flight-Sensoren können in einem Energiesparmodus betrieben werden, aus welchem diese aufwachen und eine Time-of-Flight-Messung durchführen, wenn ein Objekt oder eine Person in einem vorbestimmten Erfassungsbereich anwesend ist oder sich in diesen hineinbewegt. Die Erfassung der Anwesenheit oder die Erfassung des Hineinbewegens erfolgt dabei im Energiesparmodus dadurch, dass der Sensor mittels eines Senders ein Signal, insbesondere ein Infrarot-Signal, aussendet und mit einem Empfänger erfasst, „wieviel Signal“, insbesondere wie viele an einem Objekt oder einer Person reflektierte Photonen des ausgesendeten Signals, innerhalb einer vorbestimmten Zeit wieder beim Empfänger ankommen. Diesen Energiesparmodus kann man in unterschiedlichen Konfigurationen, beispielsweise mit unterschiedlichen Erfassungsbereichen und/oder Abtastraten als ersten und/oder zweiten Betriebsmodus nutzen. Hierbei kann der Energiesparmodus des Time-of-Flight-Sensors zum Sensieren zweckentfremdet werden und ggf. auf eine Time-of-Flight-Messung vollständig verzichtet werden.
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Die bevorzugte Ausgestaltung gemäß Anspruch 2 entspricht einer Konfiguration des ersten und zweiten Betriebsmodus, welche einen besonders energiesparenden Betrieb der Sanitärarmatur ermöglicht.
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Der Anspruch 3 beschreibt ein besonders bevorzugtes Schalten des Sensors von dem ersten Betriebsmodus in den zweiten Betriebsmodus. Hierdurch kann ein zuverlässiger Wechsel zwischen den Betriebsmodi sichergestellt werden.
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Im Anspruch 4 ist ein besonders bevorzugtes Auslösen einer Prüfroutine bzw. einer Ansteuerung des Wasserauslassventils beschrieben. Hierdurch kann eine zuverlässige Ansteuerung des Wasserauslassventils sichergestellt werden und Fehlauslösungen können weitestgehend vermieden werden.
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Der Anspruch 5 beschreibt eine bevorzugte Ausgestaltung der Prüfroutine, mittels welcher eine zusätzliche Überprüfung der Umgebung der Sanitärarmatur vorgenommen werden kann, bevor das Wasserauslassventil angesteuert wird. Hierdurch kann die Zuverlässigkeit der Ansteuerung des Wasserauslassventils weiter gesteigert werden.
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Gemäß der Ausgestaltung von Anspruch 6 kann ein dritter Betriebsmodus vorgesehen sein, welcher bevorzugt gemäß mindestens einem Merkmal der Ansprüche 7 bis 10 ausgestaltet ist. Mittels des dritten Betriebsmodus kann ein besonders zuverlässiges Schließen des Wasserauslassventils sichergestellt werden.
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Wie zuvor bereits beschrieben, kann der Sensor gemäß einer Weiterbildung der Erfindung als Entfernungssensor, insbesondere als Time-of-Flight-Sensor, ausgebildet sein (Anspruch 11).
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In den Ansprüchen 12, 13 und 14 sind bevorzugte Weiterbildungen beschrieben, welche die körperliche Ausgestaltung der Sanitärarmatur betreffen und eine einfache Montage ermöglichen.
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Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 15, der eigenständige Bedeutung zukommt, wird ein Verfahren zum Betreiben einer Sanitärarmatur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in Abhängigkeit von dem Sensorsignal des Sensors von einem Betriebsmodus in einen anderen Betriebsmodus gewechselt wird, beansprucht.
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Es ergeben sich die gleichen Vorteile wie im Zusammenhang mit der Sanitärarmatur weiter oben beschrieben. Auf alle Ausführungen zu der vorschlagsgemä-ßen Sanitärarmatur darf verwiesen werden.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
- 1 in perspektivischer Ansicht ein erstes Ausführungsbeispiel einer vorschlagsgemäßen Sanitärarmatur , welche als Waschtischarmatur ausgestaltet ist.
- 2 a) ein weiteres Ausführungsbeispiel einer als Waschtischarmatur ausgebildeten Sanitärarmatur 1 in einer Seitenansicht, welche auf einen Waschtisch montiert ist, in der beispielhaft die verschiedenen Erfassungsbereiche der Betriebsmodi eingezeichnet sind und b) schematisch verschiedene Abtastraten und Erfassungsbereiche, welche sich über die Zeit bei der Sanitärarmatur einstellen können und
- 3 weitere Ausführungsbeispiele von vorschlagsgemäßen Sanitärarmaturen 1 in a) als WC-Armatur und in b) als Urinal und in c) als Dusch-Armatur.
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Die in den Figuren dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiele betreffen Sanitärarmaturen 1. Diese weisen ein elektrisch ansteuerbares Wasserauslassventil 3 und eine Steuerungseinrichtung 4 zum Ansteuern des Wasserauslassventils 3 auf.
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Bei den Sanitärarmaturen 1 kann es sich somit um jedwede Sanitärarmatur 1 handeln, die ein Wasserauslassventil 3 zum Auslassen von Trinkwasser aufweist. Dazu gehören beispielsweise Waschtischarmaturen 1a, Duscheinrichtungen, Toiletten, Urinale 1 c, o. dgl. Nicht dazu gehören entsprechend alle Arten von Absperrventilen, die keinen Wasserauslass 5 erlauben.
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Wie die Figuren zeigen, weist die Steuerungseinrichtung 4 eine Steuerung 6 und einen Sensor 7 auf. Hier und vorzugsweise sind die Steuerung 6 und der Sensor 7 auf unterschiedlichen Platinen angeordnet. Wie in der 1 gezeigt, können die Platinen für den Sensor 7 und die Steuerung 6 sich parallel zueinander erstrecken und/oder aufeinandergesteckt sein. Dies ermöglicht eine möglichst dichte Anordnung des Sensors 7 an einem Fenster 8 der Sanitärarmatur 1.
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Der Sensor 7 weist einen Sender 9 zum Senden eines Signals und einen Empfänger 10 zum Empfangen des vom Sender 9 ausgesandten Signals auf.
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Zum Erfassen einer Person 11 sendet der Sender 9 ein Signal, insbesondere Infrarotsignal, aus, welches von Objekten und/oder Personen 11 reflektiert wird. Die Reflexion des Signals wird dann vom Empfänger 10 empfangen und ggf. die Anwesenheit einer Person 11 erfasst.
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Wesentlich ist nun, dass der Sensor 7 in verschiedenen Betriebsmodi betreibbar ist, wobei der Sensor 7 in einem ersten Betriebsmodus 12 mit einer ersten Abtastrate 13 und einem ersten Erfassungsbereich 14 betrieben wird und in dem ersten Betriebsmodus 12 dazu eingerichtet ist, die Anwesenheit einer Person 11 im ersten Erfassungsbereich 14 zu erfassen und wobei der Sensor 7 in einem zweiten Betriebsmodus 15 mit einer zweiten Abtastrate 16 und einem zweiten Erfassungsbereich 17 betrieben wird und in diesem zweiten Betriebsmodus 15 dazu eingerichtet ist, die Anwesenheit einer Person 11 im zweiten Erfassungsbereich 17 zu erfassen. Dabei soll einer der Erfassungsbereiche zumindest zum Teil im anderen Erfassungsbereich liegen und/oder die zweite Abtastrate 16 sich von der ersten Abtastrate 13 unterscheiden. Ferner ist die Steuerungseinrichtung 4 dazu ausgebildet, in Abhängigkeit von dem Sensorsignal des Sensors 7 von einem Betriebsmodus in einen anderen Betriebsmodus zu schalten.
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Die Abtastrate beschreibt die Anzahl von Messungen des Sensors 7 pro Zeiteinheit. Im Ausführungsbeispiel ist diese für die verschiedenen Betriebsmodi von der Steuerungseinrichtung 4, insbesondere der Steuerung 6, einstellbar. Der Erfassungsbereich wird hier im Wesentlichen durch die Entfernung begrenzt, bis zu der eine Person 11 erfasst werden kann. In den Ausführungsbeispielen ist vorgesehen, dass nach dem Aussenden eines Signals durch den Sender 9 der Empfänger 10 nur für eine begrenzte Zeit reflektierte Signale für die Anwesenheitserfassung berücksichtigt. Dies bewirkt eine Beschränkung des Erfassungsbereichs auf eine Grenzentfernung, da solche Signale unberücksichtigt bleiben, welche von weiter entfernt stehenden Personen 11 reflektiert werden. Diese weisen schlicht eine längere Laufzeit auf. Der Erfassungsbereich des ersten Betriebsmodus 12 und/oder zweiten Betriebsmodus 15 wird hier und vorzugsweise auf eine vorbestimmte Entfernung vom Sensor 7 begrenzt. Dies gilt vorzugsweise auch für die Erfassungsbereiche der weiteren Betriebsmodi. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der Erfassungsbereich nur in einem der beiden Betriebsmodi, insbesondere im zweiten Betriebsmodus 15, auf eine vorbestimmte Entfernung begrenzt ist.
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Weiter ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass einer der Erfassungsbereiche, insbesondere der zweite Erfassungsbereich, weniger weit reicht als der andere Erfassungsbereich, insbesondere der erste Erfassungsbereich, und/oder dass die erste Abtastrate geringer als die zweite Abtastrate ist.
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Hierdurch wird ein besonders energiesparender Betrieb bei einer hohen Reaktionsgeschwindigkeit der Sanitärarmatur 1 ermöglicht. Es kann im ersten Betriebsmodus 12 mit einer niedrigen Abtastrate und einem weiter reichenden ersten Erfassungsbereich 14 das Eintreten bzw. die Anwesenheit einer Person 11 im Umfeld der Sanitärarmatur 1 erfasst werden und daraufhin in den zweiten Betriebsmodus 15 gewechselt werden, in welchem dann mit einer höheren zweiten Abtastrate 16 und ggf. gegenüber dem ersten Erfassungsbereich 14 reduzierten zweiten Erfassungsbereich 17 erfasst werden kann, ob die Person 11 sich auch in den zweiten Erfassungsbereich 17 hinein bewegt bzw. bewegt hat.
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So kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass die Steuerungseinrichtung 4 in Abhängigkeit von dem Sensorsignal des Sensors 7 den Sensor 7 von dem ersten Betriebsmodus 12 in den zweiten Betriebsmodus 15 schaltet.
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Bevorzugt erfolgt dies in der Art, dass der Sensor 7 im ersten Betriebsmodus 12 das Eindringen einer Person 11 in den ersten Erfassungsbereich 14 und/oder die Anwesenheit einer Person 11 in dem ersten Erfassungsbereich 14 detektiert und der Sensor 7, insbesondere mit jeder Abtastung, diese Detektion an die Steuerung 6 signalisiert, vorzugsweise, dass die Steuerung 6 auf die Detektion hin und/oder nach einer vorbestimmten Anzahl von Detektionen die Anwesenheit einer Person 11 im ersten Erfassungsbereich 14 als erfasst annimmt und den Sensor 7 in den zweiten Betriebsmodus 15 schaltet.
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Die erste Abtastrate 13 ist hier und vorzugsweise derart gewählt, dass alle 1 bis 5 Sekunden eine Messung (Abtastung) erfolgt. Die zweite Abtastrate 16 ist höher als die erste Abtastrate 13. Die zweite Abtastrate 16 ist vorzugsweise derart gewählt, dass alle 0,2 bis 2 Sekunden eine Messung (Abtastung) erfolgt. Vorzugsweise erfolgt eine Messung alle 0,2 bis 1 Sekunde. Dies gewährleistet eine höhere Reaktionszeit im zweiten Betriebsmodus 15.
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Im Ausführungsbeispiel ist der erste Erfassungsbereich 14 im ersten Betriebsmodus 12 auf weniger gleich 120 cm, vorzugsweise weniger gleich 100 cm, weiter vorzugsweise auf weniger gleich 80 cm eingestellt. Der zweite Erfassungsbereich 17 ist vorzugsweise gleich oder geringer als der erste Erfassungsbereich 14. Vorzugsweise ist der zweite Erfassungsbereich 17, insbesondere dann, wenn die Sanitärarmatur 1 eine Waschtischarmatur 1a ist, auf weniger gleich 50 cm, vorzugsweise weniger gleich 40 cm, weiter vorzugsweise weniger gleich 30 cm eingestellt. Vorzugsweise, insbesondere wenn die Sanitärarmatur 1 eine Waschtischarmatur 1a ist, ist der zweite Erfassungsbereich 17 größer eingestellt, als der Abstand vom Sensor 7 zum Wasserauslass 5, vorzugsweise größer als der Abstand vom Sensor 7 um Wasserauslass 5 plus 2 cm, weiter vorzugsweise plus 5 cm.
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Insbesondere in dem Fall, dass die Sanitärarmatur 1 eine WC-Armatur 1b oder ein Urinal 1c ist, kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der zweite Erfassungsbereich 17 im Wesentlichen dem ersten Erfassungsbereich 14 entspricht.
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Hier ist es vorzugsweise so, dass die pro Messung (Abtastung) im ersten Betriebsmodus 12 benötigte Energie maximal um 20%, weiter vorzugsweise um maximal 10%, von der benötigten Energie pro Messung (Abtastung) im zweiten Betriebsmodus 15 abweicht. Vorzugsweise ist es also so, dass sich der Energiebedarf im ersten und zweiten Betriebsmodus 15 im Wesentlichen durch die Anzahl der Messungen pro Zeiteinheit, also die Abtastrate unterscheidet.
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Vorzugsweise ist es so, dass wenn im zweiten Betriebsmodus 15 für eine vorbestimmte Zeit im zweiten Erfassungsbereich 17 nicht die Anwesenheit einer Person 11 erfasst wird, die Steuerungseinrichtung 4 den Sensor 7 wieder in den ersten Betriebsmodus 12 zurückschaltet. Vorzugsweise überwacht die Steuerung 6, ob der Sensor 7 für eine vorbestimmte Anzahl an Messungen oder für eine vorbestimmte Zeit die Anwesenheit einer Person 11 im zweiten Erfassungsbereich 17 nicht detektiert oder ob die Steuerung 6 nach einer vorbestimmten Anzahl an Messungen oder für eine vorbestimmte Zeit die Anwesenheit einer Person 11 im zweiten Erfassungsbereich 17 nicht als erfasst annimmt, und schaltet den Sensor 7 daraufhin in den ersten Betriebsmodus 12 zurück.
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Weiter ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass die Steuerungseinrichtung 4 in Abhängigkeit von dem Sensorsignal des Sensors 7, insbesondere im zweiten Betriebsmodus 15, das Wasserauslassventil 3 ansteuert, insbesondere öffnend ansteuert, und/oder eine Prüfroutine 18 durchführt.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Sensor 7 im zweiten Betriebsmodus 15 das Eindringen einer Person 11 in den zweiten Erfassungsbereich 17 und/oder die Anwesenheit einer Person 11 in dem zweiten Erfassungsbereich 17 detektiert und der Sensor 7, insbesondere mit jeder Abtastung, diese Detektion an die Steuerung 6 signalisiert, vorzugsweise, dass die Steuerung 6 auf die Detektion hin und/oder nach einer vorbestimmten Anzahl von Detektionen die Anwesenheit einer Person 11 im zweiten Erfassungsbereich 17 als erfasst annimmt und eine Prüfroutine 18 durchführt und/oder das Wasserauslassventil 3 ansteuert, insbesondere öffnend ansteuert.
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Eine besonders hohe Reaktionszeit bei niedrigem Stromverbrauch kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass basierend auf dem Sensorsignal im zweiten Betriebsmodus 15 das Wasserauslassventil 3 angesteuert wird. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, dass basierend auf dem Sensorsignal im zweiten Betriebsmodus 15 zunächst eine Prüfroutine 18 durchgeführt wird.
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Vorzugsweise wird in einer Prüfroutine 18 der Steuerungseinrichtung 4 die Entfernung der Person 11 zu dem Sensor 7 gemessen und/oder eine Bewegungsrichtung 19 der Person 11 bestimmt. Dann kann in Abhängigkeit von der Entfernung und/oder der Bewegungsrichtung 19 der Person 11 die Steuerungseinrichtung 4, insbesondere die Steuerung 6, das Wasserauslassventil 3 ansteuern. Während der Prüfroutine 18 wird der Sensor 7 von der Steuerung 6 zur Durchführung der Prüfmessung in einen Prüfbetriebsmodus geschaltet. In dem Prüfbetriebsmodus ist hier pro Messung die benötigte Energie mindestens doppelt oder gar mindestens dreifach so hoch wie die pro Messung benötigte Energie im ersten Betriebsmodus 12 und/oder zweiten Betriebsmodus 15.
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Mit einer solchen Prüfroutine 18 kann beispielsweise das Sensorsignal des zweiten Betriebsmodus 15 vor dem öffnenden oder schließenden Ansteuern des Wasserauslassventils 3 validiert werden.
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Weiter ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass, insbesondere während das Wasserauslassventil 3 geöffnet ist, der Sensor 7 in einem dritten Betriebsmodus 20 betreibbar ist und in diesem dritten Betriebsmodus 20 in Abhängigkeit von dem Sensorsignal des Sensors 7 das Wasserauslassventil 3 ansteuert, insbesondere schließend ansteuert, und/oder eine Prüfroutine 18 durchführt. Ein solcher dritter Betriebsmodus kann insbesondere bei einer Waschtischarmatur 1a vorgesehen sein.
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Vorzugsweise schaltet die Steuerungseinrichtung 4 den Sensor 7 in den dritten Betriebsmodus 20, wenn sie das Wasserauslassventils 3 öffnend ansteuert oder nachdem sie es öffnend angesteuert hat.
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Im dritten Betriebsmodus 20 wird der Sensor 7 hier und vorzugsweise mit einer dritten Abtastrate betrieben. Diese ist vorzugsweise höher als die erste Abtastrate 13. Die dritte Abtastrate 21 ist vorzugsweise derart gewählt, dass alle 0,2 bis 1 Sekunde eine Messung erfolgt. Dies gewährleistet eine höhere Reaktionszeit im dritten Betriebsmodus 20.
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Weiter ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass der Sensor 7 in dem dritten Betriebsmodus 20 dazu eingerichtet ist, die Anwesenheit einer Person 11 in einem dritten Erfassungsbereich 22 zu erfassen, und/oder, dass die Steuerungseinrichtung 4 mittels des Sensors 7 in dem dritten Betriebsmodus 20 die Entfernung der Person 11 zum Sensor 7 bestimmt, und/oder dass die Steuerungseinrichtung 4 mittels des Sensors 7 in dem dritten Betriebsmodus 20 eine Bewegungsrichtung 19 der Person 11 bestimmt.
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Mittels dieser Betriebsarten kann im dritten Betriebsmodus 20 zuverlässig erfasst werden, wenn kein Wasser mehr benötigt wird und eine schließende Ansteuerung des Wasserauslassventils 3 erfolgen.
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Im Ausführungsbeispiel wird der Sensor 7 im dritten Betriebsmodus 20 mit mindestens einem Erfassungsbereich betrieben. Der Erfassungsbereich 22 ist bzw. die Erfassungsbereiche 22, 23 sind hier im dritten Betriebsmodus 20 auf jeweils eine vorbestimmte Entfernung vom Sensor 7 begrenzt. Vorzugsweise wird der Sensor 7 im dritten Betriebsmodus 20 mit wechselnden Erfassungsbereichen betrieben. Hierdurch können beispielsweise Zusatzfunktionen umgesetzt werden und/oder die Abschaltung des Wassers verbessert werden.
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Weiter ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass ein Erfassungsbereich 22 im dritten Betriebsmodus 20 geringer als der zweite Erfassungsbereich 17 ist, und/oder, dass ein Erfassungsbereich als Kurzerfassungsbereich 23 ausgestaltet ist und dieser sich weniger als 5 cm von dem Sensor 7 wegerstreckt, weiter vorzugsweise sich weniger als 2 cm von dem Sensor 7 wegerstreckt.
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Vorzugsweise erstreckt sich ein Erfassungsbereich im dritten Betriebsmodus 20 bis kurz vor den Wasserauslass 5, so dass der Wasserstrahl nicht mit im Erfassungsbereich liegt. Dieser Erfassungsbereich ist hier und vorzugsweise zusätzlich zum Kurzerfassungsbereich 23 vorgesehen. Der Sensor 7 wird im dritten Betriebsmodus 20 wechselweise mit dem Erfassungsbereich und dem Kurzerfassungsbereich 23 betrieben. Beide Erfassungsbereiche sind in der 2 gezeigt. Vorzugsweise erstreckt sich ein Erfassungsbereich im dritten Betriebsmodus 20 bis auf ungefähr 0,2 mm, weiter vorzugsweise bis auf ungefähr 0,5 mm, weiter vorzugsweise bis auf ungefähr 1 cm an den Wasserauslass 5 heran. Hierdurch kann bei einer Sanitärarmatur 1 zuverlässig erkannt werden, ob das Wasser noch zum Händewaschen benötigt wird, ohne dass der Wasserstrahl die Erfassung stört. Beim Händewaschen wird regelmäßig Wasser und/oder werden regelmä-ßig die Hände in diesen Erfassungsbereich eindringen und erst dann, wenn dies für eine bestimmte Zeit und/oder eine Anzahl von Messungen nicht mehr der Fall war, wird das Wasser vorzugsweise durch eine schließende Ansteuerung des Wasserauslassventils 3 gestoppt.
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Vorzugsweise kann ferner vorgesehen sein, dass bei Erfassen der Anwesenheit einer Person 11 im Kurzerfassungsbereich 23 die Steuerungseinrichtung 4 eine Prüfroutine 18 durchführt und/oder das Wasserauslassventil 3 ansteuert, insbesondere schließend ansteuert.
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Dies ist besonders nützlich, wenn die Sanitärarmatur 1 gereinigt werden soll. Wird eine Hand in den Kurzerfassungsbereich 23 bewegt, also bis kurz vor den Sensor 7, wird das Wasser gestoppt, ggf. nach einer Prüfroutine 18. Diese kann, wie zuvor schon für den zweiten Betriebsmodus 15 beschrieben, ausgestaltet sein, mit dem Unterschied, dass nun das Wasserauslassventils 3 schließend angesteuert wird.
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Weiter kann - wie vorstehend bereits beschrieben - vorgesehen sein, dass die Steuerungseinrichtung 4 das Verlassen eines Erfassungsbereichs des dritten Betriebsmodus 20 erfasst und eine Prüfroutine 18 durchführt und/oder das Wasserauslassventil 3 ansteuert, insbesondere schließend ansteuert. Vorzugsweise erfolgt dies derart, dass der Sensor 7 laufend die Anwesenheit einer Person 11 im dritten Erfassungsbereich 22 erfasst und jede Erfassung der Steuerung 6 signalisiert. Die Steuerung 6 steuert dann das Wasserauslassventil 3 schließend an, wenn der Sensor 7 für eine vorbestimmte Zeit keine Erfassung der Steuerung 6 mehr signalisiert hat.
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Nach dem Schließen des Wasserauslassventils 3 schaltet die Steuerungseinrichtung 4, insbesondere die Steuerung 6 den Sensor 7, wieder in den zweiten oder ersten Betriebsmodus 12. Alternativ kann jedoch auch ein vierter Betriebsmodus vorgesehen sein, in welchem nach dem Schließen des Wasserauslassventils 3 3 geschaltet wird, wobei dann in Abhängigkeit vom Sensorsignal im vierten Betriebsmodus ggf. nach einer Prüfroutine 18, der Sensor 7 in den zweiten oder ersten Betriebsmodus 12 geschaltet wird.
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Insbesondere dann, wenn die Sanitärarmatur 1 als WC-Armatur 1b oder als Urinal 1c ausgebildet ist, kann vorgesehen sein, dass die Steuerungseinrichtung 4 das Verlassen des zweiten Erfassungsbereichs 17 erfasst und eine Prüfroutine 18 durchführt und/oder das Wasserauslassventil 3 ansteuert, insbesondere öffnend ansteuert und insbesondere danach für eine vorbestimmte Zeit offen hält, bevor die Steuerungseinrichtung 4 dieses wieder schließt. Diese öffnende Ansteuerung erfolgt vorzugsweise nur dann, wenn die Steuerungseinrichtung 4 zuvor die Anwesenheit einer Person 11 für eine vorbestimmte Mindestzeit erfasst hat. Die Öffnungszeit des Wasserauslassventils 3 ist vorzugsweise abhängig davon, wie lange zuvor eine Anwesenheit im zweiten Betriebsmodus 15 und/oder ersten Betriebsmodus 12 detektiert wurde.
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Zusätzlich oder alternativ kann auch vorgesehen sein, dass der Sensor 7 im zweiten Betriebsmodus 15 mit wechselnden Erfassungsbereichen betrieben wird. Dies ist insbesondere für Duscharmaturen 1d besonders vorteilhaft. Vorzugsweise wird er dann mit einem Kurzerfassungsbereich 23 und einem Normalerfassungsbereich betrieben. Hinsichtlich dieses Kurzerfassungsbereichs 23 wird auf die vorstehenden Ausführungen zum Kurzerfassungsbereich 23 im dritten Betriebsmodus 20 verwiesen. Eine Erfassung im Kurzerfassungsbereich 23 löst hier und vorzugsweise eine öffnende und/oder schließende Ansteuerung des Wasserauslassventils 3 aus. Vorzugsweise erfolgt eine öffnende Ansteuerung bei geschlossenem Wasserauslassventil 3 und eine schließende Ansteuerung bei geöffnetem Wasserauslassventil 3.
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Weiter ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass der Sensor 7 als Entfernungssensor, insbesondere als Time-of-Flight-Sensor 7 ausgebildet ist, welcher geeignet ist, die tatsächliche Entfernung vom Sensor 7 zu einer Person 11 zu messen. Vorzugsweise erfolgt im ersten und zweiten Betriebsmodus 15 keine Entfernungsmessung. Insbesondere kann in einer Ausgestaltung vollständig auf Entfernungsmessungen verzichtet werden. In einer anderen Ausgestaltung wird vorzugsweise zumindest zwischen der Detektion einer Anwesenheit im ersten Betriebsmodus 12 und der öffnenden Ansteuerung des Wasserauslasses 5 bzw. dem Start des Wasserflusses aus der Wasserauslassöffnung 5 auf eine Entfernungsmessung verzichtet.
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In den Ausführungsbeispielen wird ein Infrarot-Time-of-Flight-Sensor 7 als Sensor 7 eingesetzt. Dieser soll nachfolgend genauer beschrieben werden. Hier nutzt der Sensor 7 im ersten Betriebsmodus 12 und im zweiten Betriebsmodus 15 einen Energiesparmodus, in welchem keine Time-of-Flight-Messung erfolgt. Der Sensor 7 sendet mittels des Senders 9 ein Signal, insbesondere ein Infrarot-Signal, aus und erfasst mit dem Empfänger 10 das an der Person 11 reflektierte Signal. Im Ausführungsbeispiel registriert der Empfänger 10 reflektierte Photonen.
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Hier und vorzugsweise ist der Sender 9 als IR-Sender 9 ausgebildet. Er emittiert vorzugsweise Licht im Wellenlängenbereich zwischen 800 nm und 1000 nm. Besonders bevorzugt emittiert er Licht im Wellenlängenbereich um 850 nm und/oder 940 nm. Im Ausführungsbeispiel weist der Sender 9 zum Emittieren des Lichts einen VCSEL-Emitter (vertical-cavity surface-emitting laser) auf. Der Sender 9 wird hier in allen Betriebsmodi als Sender 9 genutzt.
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Der Empfänger 10 weist zum Detektieren ein photosensitives Element auf, welcher das vom Sender 9 emittierte und an einer Person 11 reflektierte Licht erfasst. Vorzugsweise weist der Empfänger 10 mehrere Empfängereinheiten 10 auf und/oder ist als SPAD-Array (Single-Photon Avalanche-Dioden) ausgebildet ist. Der Empfänger 10 wird hier in allen Betriebsmodi als Empfänger 10 genutzt.
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Ferner weist der Sensor 7 vorzugsweise einen eigenen Mikrocontroller zur Steuerung 6 der Sensorfunktionen auf. Darüber hinaus kann ein Schaltungsteil zur Entfernungsbestimmung 24 vorgesehen sein. Dieser wird im ersten und/oder zweiten Betriebsmodus 15 vorzugsweise nicht benutzt.
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Vorzugsweise ist es so, dass für die verschiedenen Betriebsmodi und/oder Erfassungsbereiche im Sensor 7 unterschiedliche Schwellwerte für das Erfassen der Anwesenheit einer Person 11 im zweiten Erfassungsbereich 17 einstellbar sind und der Sensor 7 erst beim Überschreiten des bzw. der jeweiligen Schwellwerte der Steuerung 6 eine Erfassung signalisiert. Hier sind diese Schwellwerte und/oder die Erfassungsbereiche der Betriebsmodi über die Steuerung 6 programmierbar, vorzugsweise im montierten Zustand über ein externes Programmiergerät 25.
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In den Ausführungsbeispielen weist die Sanitärarmatur 1 ein Gehäuse 26 auf. Hier ist der Sensor 7 in dem Gehäuse 26 angeordnet. Vorzugsweise weist das Gehäuse 26 den Wasserauslass 5 und einen Befestigungsabschnitt 27 zur Befestigung an einem Waschtisch 2 oder einer Wand 28 auf. Dabei ist im Ausführungsbeispiel der 1 und 2 der Sensor 7 dichter am Befestigungsabschnitt 27 als am Wasserauslass 5 vorgesehen. Vorzugsweise ist auch die Steuerung 6 im Gehäuse 26 angeordnet.
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Ferner weist die Sanitärarmatur 1 eine Versorgungsbatterie 29 zum Versorgen der Steuerungseinrichtung 4 und/oder des Wasserauslassventils 3 auf. Hier und vorzugsweise ist die Versorgungsbatterie 29 im Gehäuse 26 der Sanitärarmatur 1 angeordnet.
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Die Steuerungseinrichtung 4, also der Sensor 7 und die Steuerung 6, sind vorzugsweise als ein Montagemodul zur Montage in der Sanitärarmatur 1 zusammengefasst. Ferner kann die Versorgungsbatterie 29 und/oder das Wasserauslassventil 3 Teil des Montagemoduls zur Montage in der Sanitärarmatur 1 sein.
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Weiter ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass die Sanitärarmatur eine Waschtischarmatur 1a und/oder eine WC-Armatur 1b und/oder ein Urinal 1c und/oder Duscharmatur 1d ist.
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Die Steuerungseinrichtung 4 kann ferner ein Kommunikationsmodul 30, insbesondere zur drahtlosen Kommunikation, aufweisen, wobei mittels des Kommunikationsmoduls 30 Kommunikationsobjekte zwischen der Steuerungseinrichtung 4 und einem Peripheriegerät, hier und vorzugsweise einem Programmiergerät 25, übermittelbar sind.
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Beansprucht wird außerdem gemäß einer weiteren Lehre, der eigenständige Bedeutung zukommt, ein Verfahren zum Betreiben einer Sanitärarmatur 1 nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in Abhängigkeit von dem Sensorsignal des Sensors 7 von einem Betriebsmodus in einen anderen Betriebsmodus gewechselt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Sanitärarmatur
- 1a
- Waschtischarmatur
- 1 b
- WC-Armatur
- 1c
- Urinal
- 1d
- Duscharmatur
- 2
- Waschtisch
- 3
- Wasserauslassventil
- 4
- Steuerungseinrichtung
- 5
- Wasserauslass
- 6
- Steuerung
- 7
- Sensor
- 8
- Fenster
- 9
- Sender
- 10
- Empfänger
- 11
- Person
- 12
- ersten Betriebsmodus
- 13
- ersten Abtastrate
- 14
- ersten Erfassungsbereich
- 15
- zweiten Betriebsmodus
- 16
- zweiten Abtastrate
- 17
- zweiten Erfassungsbereich
- 18
- Prüfroutine
- 19
- Bewegungsrichtung
- 20
- dritten Betriebsmodus
- 21
- dritte Abtastrate
- 22
- dritten Erfassungsbereich
- 23
- Kurzerfassungsbereich
- 24
- Schaltungsteil zur Entfernungsbestimmung
- 25
- Programmiergerät
- 26
- Gehäuse
- 27
- Befestigungsabschnitt
- 28
- Wand
- 29
- Versorgungsbatterie
- 30
- Kommunikationsmodul
- 31
- Microcontroller
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 3708719 A1 [0003]
- EP 2208831 A1 [0004]