GR1010275B - Εξαρτημα αυτοματοποιησης βρυσων εξωτερικου χωρου - Google Patents

Abstract

Εξάρτημα αυτοματοποίησης βρυσών εξωτερικού χώρου που είναι ανθεκτικό στις συνθήκες εξωτερικών χώρων, λειτουργεί με αισθητήρες κίνησης και μετατρέπει βρύσες εξωτερικού χώρου σε αυτόματες και ανέπαφες, προσαρμόζοντας σε αυτές και επιτρέποντας την ροή του νερού μόνο όταν ο χρήστης τοποθετήσει τα χέρια του κάτω από την βρύση. Έτσι, καταναλώνεται η μικρότερη δυνατή ποσότητα νερού. Το εξάρτημα μπορεί να προστατεύεται περαιτέρω, με την χρήση προστατευτικού μεταλλικού καλύμματος, από τυχών δολιοφθορές ή την κλοπή του. Επιπλέον, στο εξάρτημα, υπάρχει η δυνατότητα εγκατάστασης ηλιακού πάνελ ή δυναμό που λειτουργεί με την ροή του νερού ώστε να επαναφορτίζεται η μπαταρία του. Επίσης, είναι δυνατή η προσαρμογή φίλτρου στο άκρο του εξαρτήματος, ώστε να καθαρίζεται το νερό. Τέλος το εξάρτημα μπορεί σε κάποια διάταξη του να αναφέρει, μέσω της σύνδεσης του με ηλεκτρονικές συσκευές, την κατάσταση που βρίσκετε το φίλτρο, η μπαταρία του καθώς και αν λειτουργεί φυσιολογικά.

Description

Περιγραφή

Εξάρτημα αυτοματοποίησης βρυσών εξωτερικού χώρου

Η εφεύρεση αφορά ένα εξάρτημα που τοποθετείται σε βρύσες εξωτερικού χώρου και της αυτοματοποιεί. Το εξάρτημα λειτουργεί υπό τις συνθήκες εξωτερικών χώρων και είναι ανθεκτικό σε αυτές. Με την χρήση του εξαρτήματος η βρύση πλέον λειτουργεί ανέπαφα και μόνον όσο ο χρήστης καταναλώνει νερό. Με αυτόν τον τρόπο μειώνεται η κατανάλωση νερού και η μετάδοση ασθενειών μέσω της επαφής.

Έχουν προηγουμένως παραχθεί, εξαρτήματα που προσαρμόζονται σε βρύσες εσωτερικών χώρων και τις αυτοματοποιούν με παρόμοιο τρόπο. Αυτές δεν προστατεύονται όμως από τις καιρικές συνθήκες που επικρατούν σε εξωτερικούς χώρους ούτε από τυχόν δολιοφθορές που μπορεί να υποστούν σε δημόσιες βρύσες, επιπλέον οι αισθητήρες κίνησης που διαθέτουν, συχνά δεν λειτουργούν υπό την επίδραση του ήλιου και πολλές φορές τα εξαρτήματα αυτά δεν μπορούν να προσαρμοστούν σε βρύσες εξωτερικών χώρων. Επίσης οι προηγούμενες υλοποιήσεις εξαρτημάτων αυτοματοποίησης βρυσών χρειάζονται συχνή επαναφόρτιση κάνοντας τες λιγότερο εφαρμόσιμες σε δημόσιους χώρους. Τέλος, οι προηγούμενες υλοποιήσεις, συνήθως, δεν διαθέτουν, φίλτρο καθαρισμού νερού και δεν διαθέτουν συστήματα αναφοράς της κατάστασης τους.

Η εφεύρεση λύνει τα παραπάνω προβλήματα με τους εξής τρόπους αντίστοιχα. Κατασκευάζεται από υλικά ανθεκτικά στις ακραίες καιρικές συνθήκες και τις ακτίνες του ηλίου με τις οποίες έρχεται αντιμέτωπο. Χρησιμοποιεί αισθητήρα απόστασης που λειτουργεί συνεπώς κάτω από το ηλιακό φως. Προαιρετικά, περιβάλλεται από μεταλλικό κάλυμμα που κλειδώνει με την βρύση έτσι ώστε να προστατεύετε από δολιοφθορές και κλοπές του. Επίσης προαιρετικός είναι ο εξοπλισμός του εξαρτήματος με ηλιακά πάνελ και/ή δυναμό που λειτουργεί με την ροή του νερού ώστε να επαναφορτίζουν το εξάρτημα και να του προσδίδουν μεγαλύτερη ενεργειακή αυτονομία. Επιπλέον, προαιρετικά, είναι δυνατή η εγκατάσταση φίλτρου νερού και ενός συστήματος αναφοράς του εξαρτήματος.

Μία υλοποίηση της εφεύρεσης αποτελείται από μία σωληνοειδή βάνα τύπου “latching” χαμηλής ενεργειακής κατανάλωσης, μία επαναφορτιζόμενη μπαταρία λιθίου, έναν μικροελεγκτή χαμηλής ενεργειακής κατανάλωσης, έναν αισθητήρα απόστασης, ένα σύστημα τροφοδοσίας της “latching” σωληνοειδούς βάνας, ένα εσωτερικό πλαστικό κάλυμμα και, προαιρετικά, εξωτερικό μεταλλικό κάλυμμα, ηλιακά πάνελ, και δυναμό που λειτουργεί με την ροή του νερού. Επιπλέον είναι δυνατή η εγκατάσταση φίλτρου νερού και η δυνατότητα σύνδεσης του εξαρτήματος με άλλες συσκευές ώστε να αναφέρει την κατάσταση του.

Η υλοποίηση του αισθητήρα κίνησης μπορεί να γίνει με έναν αντανακλαστικό αισθητήρα που χρησιμοποιεί υπέρυθρο φως. Αποτελείται από έναν αριθμό υπέρυθρων LEDs και έναν αισθητήρα υπέρυθρου φωτός ο οποίος μετράει το υπέρυθρο φως που επιστρέφει λόγω της αντανάκλασης του. Το πρόβλημα παρουσιάζεται στο γεγονός πώς το φως του ηλίου περιέχει και υπέρυθρο φως, έτσι οι μετρήσεις του αισθητήρα σε εξωτερικούς χώρους δεν μπορούν να είναι αξιόπιστες. Αυτό μπορεί να λυθεί μετρώντας το φως που δέχεται ο αισθητήρας με τα υπέρυθρα LEDs κλειστά και αφαιρώντας το από το φως που δέχεται με αυτά ανοιχτά, μπορεί ακόμα να επαναληφθεί αυτή η διαδικασία για να επιτευχθεί μεγαλύτερη ακρίβεια. Επίσης είναι δυνατή η χρήση αισθητήρα κίνησης που ανιχνεύει την θερμοκρασία του ανθρώπινου σώματος.

Αφού ο μικροελεγκτής κρίνει πως πρέπει να ανοίξει η βρύση με βάση τις μετρήσεις του αισθητήρα, σηματοδοτεί ώστε να ανοίξει η σωληνοειδής βάνα και αντίστοιχα να κλείσει όταν αυτό είναι επιθυμητό. Όταν πρόκειται για σωληνοειδή βάνα τύπου “latching”, που είναι απαραίτητη για να επιτευχθεί η χαμηλή ενεργειακή κατανάλωση, πρέπει να μπορεί να αντιστραφεί το ρεύμα που πάει σε αυτή και επειδή η ενεργειακή κατανάλωση του σωληνοειδούς ξεπερνά αυτή που μπορεί να του προσφέρει ο μικροελεγκτής σε μικρό χρονικό διάστημα είναι απαραίτητη και η ενίσχυση του σήματος του. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί με την υλοποίηση ενός τύπου h-bridge με την χρήση 2 p-type mosfets και 2 n-type mosfets έτσι δύο σήματα από των μικροελεγκτή μπορούν να καθορίσουν τις δύο εξόδους οι οποίες μπορούν να είναι είτε (-,-) ή (+,+) όταν δεν συμβαίνει τίποτα ή (-,+) όταν πρέπει να κλείσει η βάνα ή (+,-) όταν πρέπει να ανοίξει (ή το αντίστροφο, ανάλογα με το τι αντιστοιχεί σε κάθε έξοδο).

Η σωληνοειδής βάνα πρέπει να μπορεί να προσαρμοστεί σε κάθε βρύση εξωτερικού χώρου και άρα να μπορεί να βιδώσει σε αυτή, στις περισσότερες περιπτώσεις αυτό σημαίνει πως πρέπει να διαθέτει θηλυκές σπείρες μεγέθους 3/4 της ίντσας στην είσοδο του. Αυτό όμως μπορεί να είναι διαφορετικό για κάθε βρύση. Επίσης η σωληνοειδής βάνα πρέπει, κατά προτίμηση, να είναι μεταλλική ώστε να είναι ανθεκτική στις πολύ χαμηλές ή υψηλές θερμοκρασίες και να διατηρεί την ποσιμότητα του νερού σε αυτές.

Η επαναφορτιζόμενη μπαταρία που θα διαθέτει το εξάρτημα μπορεί να είναι μια μπαταρία λιθίου. Φαίνεται πως μία καλή επιλογή θα ήταν μία μπαταρία ιόντος λιθίου μεγέθους 18350 που συνδυάζει το χαμηλό κόστος, την μεγάλη χωρητικότητα, και το μικρό μέγεθος.

Το δυναμό που χρησιμοποιεί την ροή του νερού για να επαναφορτίσει την μπαταρία του εξαρτήματος μπορεί να είναι τοποθετημένο ακριβώς μετά την σωληνοειδή βάνα. Η ύπαρξη του όμως προϋποθέτει την χρήση μίας ενσωματωμένης μονάδας φόρτισης της μπαταρίας που θα μπορεί να χρησιμοποιήσει με ασφάλεια το ρεύμα που θα παράγετε από την ροή του νερού. Αντίστοιχα το προαιρετικό ηλιακό πάνελ μπορεί να εγκατασταθεί στο πάνω μέρος του εξαρτήματος και επίσης προϋποθέτει την ύπαρξη μίας ενσωματωμένης μονάδας φόρτισης της μπαταρίας.

Στην περίπτωση που καταναλωθεί όλη η ενέργεια της μπαταρίας πρέπει να υπάρχει κάποιος τρόπος επαναφόρτισης της. Μία λύση είναι η αφαίρεση του εξαρτήματος από την βρύση και η επαναφόρτιση του μέσω ενός καλωδίου φόρτισης, αυτό επίσης προϋποθέτει την ύπαρξη μίας ενσωματωμένης μονάδας φόρτισης. Μία εναλλακτική σε αυτό, που διευκολύνει την αδιάλειπτη χρήση του σε δημόσιους χώρους, είναι η αντικατάσταση της μπαταρίας με μία δεύτερη και η επαναφόρτιση της πρώτης εξωτερικά.

Όλος ο μηχανισμός πρέπει να προστατεύετε από τις επιβλαβείς ακτίνες του ήλιου και από την επαφή του με νερό. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί με την χρήση ενός πρωτεύον καλύμματος που προστατεύει από το νερό που προκαλείται από τη βροχόπτωση ή την ίδια την βρύση, επίσης πρέπει να είναι κατασκευασμένο από υλικό ανθεκτικό στις ακτίνες του ηλίου που πιθανώς να εμποδίζουν την ορθή λειτουργία του ή να το καταστρέψουν μετά από μεγάλα χρονικά διαστήματα έκθεσης του. Γ ια λόγους κόστους και ευκολίας παραγωγής ένα από τα αποδοτικότερα υποψήφια υλικά για το πρωτεύον κάλυμμα είναι το πλαστικό τύπου ABS, που είναι ένα από τα ανθεκτικότερα πλαστικά στην υπεριώδη ακτινοβολία του ήλιου και είναι επίσης πολύ ανθεκτικό σε μεγάλο εύρος θερμοκρασιών.

Στην περίπτωση που το εξάρτημα προορίζεται για δημόσιους χώρους πρέπει να μπορεί να αποτρέπει σε μεγάλο βαθμό την κλοπή του και να είναι πιο δύσκολη η δολιοφθορά του. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί με την χρήση ενός μεταλλικού καλύμματος που προσαρμόζεται στην βρύση και κλειδώνει πάνω της. Μια υλοποίηση αυτού μπορεί να γίνει με την κατεργασία φύλλων ανοξείδωτου σιδήρου με επαρκές πάχος, μία οικονομική και ευέλικτη διαδικασία παραγωγής. Το κάλυμμα μπορεί να είναι σχεδιασμένο ώστε να προσαρμόζεται στον σκελετό της βρύσης και να κλειδώνει με μία απλή κλειδαριά. Γ ια να επιτευχθεί αυτό το σχέδιο θα πρέπει το κάλυμμα να αποτελείται από τουλάχιστον δύο κομμάτια.

Επιπλέον είναι δυνατή η χρήση φίλτρου νερού για τον καθαρισμό του νερού. Αυτό μπορεί να τοποθετηθεί επίσης μετά ακριβώς από την βάνα ή στην περίπτωση που έχει εγκατασταθεί δυναμό που λειτουργεί με την ροή του νερού είναι δυνατή η εγκατάσταση του φίλτρου μετά από αυτό. Η ύπαρξη του φίλτρου προϋποθέτει την ύπαρξη ενός μηχανισμού αλλαγής του φίλτρου.

Τέλος, υπάρχει η προοπτική για την σύνδεση του εξαρτήματος με το διαδίκτυο ή με άλλη συσκευή ώστε να αναφέρετε η κατάσταση του φίλτρου που μπορεί να έχει εγκατασταθεί, η κατάσταση της μπαταρίας, πιθανές βλάβες, ο χρόνος κατανάλωσης νερού, και η συνολική κατανάλωση νερού. Το τελευταίο προϋποθέτει μετρητή ροής νερού.

Claims (7)

Αξιώσεις

1. Εξάρτημα αυτοματοποίησης βρυσών εξωτερικών χώρου, χαρακτηριζόμενο εκ του ότι αποτελείται από σωληνοειδής βάνα, αισθητήρα κίνησης, λειτουργικό υπό το φως του ηλίου, που επιτρέπει την ροή του νερού όταν ο χρήστης τοποθετήσει τα χέρια του κάτω από το εξάρτημα, το εξάρτημα λειτουργεί με την χρήση μικροελενκτή που ελέγχει τον αισθητήρα και επιτρέπει την ροή του νερού κατάλληλα, εγκαθιστάτε σε κάθε βρύση εξωτερικού χώρου βιδώνοντας στα προϋπάρχοντα σπειρώματα της, διακόπτοντας επιλεκτικά την ροή του νερού.

2. Εξάρτημα σύμφωνα με την αξίωση 1, χαρακτηριζόμενου εκ του ότι, περιβάλλεται από μεταλλικό προστατευτικό κάλυμμα που κλειδώνει με κλειδαριά στην βρύση.

3. Εξάρτημα σύμφωνα με την αξίωση 1 ή 2, χαρακτηριζόμενο εκ του ότι, διαθέτει ηλιακό πάνελ που εγκαθιστάτε στο πάνω μέρος του ώστε να επαναφορτίζει την μπαταρία του με την χρήση ηλιακής ενέργειας.

4. Εξάρτημα σύμφωνα με την αξίωση 1 ή 2 ή 3, χαρακτηριζόμενο εκ του ότι, διαθέτει δυναμό που τροφοδοτείτε με την ροή του νερού και εγκαθιστάτε στο άκρο του εξαρτήματος, ώστε να επαναφορτίζει την μπαταρία του.

5. Εξάρτημα σύμφωνα με τουλάχιστον μία από τις παραπάνω αξιώσεις, χαρακτηριζόμενο εκ του ότι, διαθέτει αποσπώμενο φίλτρο νερού για τον καθαρισμό του.

6. Εξάρτημα σύμφωνα με τουλάχιστον μία από τις παραπάνω αξιώσεις χαρακτηριζόμενο εκ του ότι, διαθέτει σύστημα το οποίο αναφέρει στον ιδιοκτήτη του, μέσω επικοινωνίας με ηλεκτρονικές συσκευές- που επιτυγχάνετε με χρήση του μικροελενκτή που διαθέτει, την κατάσταση του, που περιλαμβάνει την ακεραιότητα του, την ενεργειακή στάθμη τις μπαταρίας του και την κατάσταση του φίλτρου νερού.

7. Εξάρτημα σύμφωνα με τουλάχιστον μία από τις παραπάνω αξιώσεις, χαρακτηριζόμενο εκ του ότι, το εξάρτημα είναι αδιάβροχο προστατεύοντας όλα τα ηλεκτρονικά και μηχανικά μέρη του.