RU2390926C2 - Automatic batcher with sensor assembly - Google Patents
Automatic batcher with sensor assembly Download PDFInfo
- Publication number
- RU2390926C2 RU2390926C2 RU2008105309/09A RU2008105309A RU2390926C2 RU 2390926 C2 RU2390926 C2 RU 2390926C2 RU 2008105309/09 A RU2008105309/09 A RU 2008105309/09A RU 2008105309 A RU2008105309 A RU 2008105309A RU 2390926 C2 RU2390926 C2 RU 2390926C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- dispenser
- infrared radiation
- received
- radiation
- infrared
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Настоящее изобретение в целом относится к дозатору, содержащему активную инфракрасную (ИК) систему, в частности, для дозаторов типа, включающего в себя систему дозирования с приводом от электродвигателя, комбинированную со схемой управления для опознавания присутствия возможного пользователя посредством упомянутой сенсорной ИК-системы и управления работой упомянутого электродвигателя для осуществления дозирования материала.The present invention generally relates to a dispenser comprising an active infrared (IR) system, in particular for dispensers of the type including a dosing system driven by an electric motor, combined with a control circuit for recognizing the presence of a potential user through said infrared sensor system and control the operation of the aforementioned electric motor to dispense the material.
Более того, изобретение, в частности, относится к автоматическому дозатору полотенец (предпочтительно, с бумажными полотенцами, хранимыми внутри корпуса дозатора) типа с электрическим приводом, предпочтительно, действующим от аккумулятора (но который также мог бы питаться переменным током (AC) или питаться комбинацией источников питания переменного тока и постоянного тока (DC)), в котором сенсорная ИК-система используется для управления дозированием изделий, таких как бумажные листы (например, бумажные полотенца для рук), когда присутствие возможного/потенциального пользователя обнаружено находящимся в пределах заданной зоны, без физического контактирования пользователя с дозатором (или чувствительными элементами), требуемого для инициирования последовательности дозирования.Moreover, the invention relates in particular to an automatic towel dispenser (preferably with paper towels stored inside the dispenser body) of the type with an electric drive, preferably powered by a battery (but which could also be powered by alternating current (AC) or a combination of AC and DC power supplies, in which the IR sensor system is used to control the dosing of products, such as paper sheets (e.g., paper towels for hands), when present a potential / potential user is found to be within a given zone, without physically contacting the user with a dispenser (or sensing elements) required to initiate a dosing sequence.
Уровень техники для изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION
Дозаторы вышеупомянутого типа известны, например, из US-B1-6695246.Dispensers of the aforementioned type are known, for example, from US-B1-6695246.
Например, в дозаторе согласно US-B1-6695246, чувствительная схема управления использует активное ИК-излучение (то есть, как испускание ИК-излучения, так и детектирование ИК-излучения) для управления опознаванием присутствия возможного пользователя. ИК-излучение испускается импульсами. В режиме активного ИК-излучения присутствие объекта (то есть, возможного пользователя) может обнаруживаться в пределах зоны обнаружения приблизительно от 12 до 24 см у дозатора и по упомянутому обнаружению управляет электродвигателем для дозированной выдачи полотенца для рук пользователю. Один ИК-приемник и один ИК-излучатель расположены за передней крышкой дозатора, и каждый установлен в соответственной трубке, трубки размещаются прилегающими одна к другой. Посредством этой компоновки расстояние обнаружения поддерживается небольшими (между приблизительно от 12 до 24 см), так что объекты, которые находятся вне зоны обнаружения, не приводят к нежелательному и непреднамеренному дозированию. Подобным образом, объект должен быть в правильном положении и под правильным углом, в ином случае трубки будут предохранять ИК-излучение от отражения обратно и сбора приемником. Таким образом, наряду с тем, что снижена вероятность нежелательных отражений от других поверхностей или тому подобного, сенсорная система требует точного позиционирования рук для осуществления работы. Когда объект обнаружен, микропроцессор приводит в действие электродвигатель для дозирования полотенца, если два цикла сканирования с достаточным отраженным ИК-излучением приняты ИК-системой управления. Для того чтобы приводить в действие электродвигатель, система использует контрольную схему уровня фонового освещения, которая выдает опорное напряжение VB, имеющее отношение к уровню фонового освещения, и с которым сравнивается напряжение VA с ИК-датчика (чувствительного элемента). Когда напряжение VA является большим, чем напряжение VB, электродвигатель может действовать для дозирования полотенца для рук. Это предусматривает автоматическую компенсацию уровня фонового освещения, так что сигнал, улавливаемый ИК-приемником, должен возрастать до более высокого уровня для того, чтобы обнаруживался пользователь.For example, in a dispenser according to US-B1-6695246, the sensitive control circuit uses active infrared radiation (i.e., both emitting infrared radiation and detecting infrared radiation) to control recognition of the presence of a potential user. Infrared radiation is emitted by pulses. In the active IR mode, the presence of an object (that is, a possible user) can be detected within the detection zone from about 12 to 24 cm at the dispenser and, by the said detection, controls the electric motor for dosed dispensing of a hand towel to the user. One IR receiver and one IR emitter are located behind the front cover of the dispenser, and each is installed in the corresponding tube, the tubes are placed adjacent to each other. Through this arrangement, the detection distance is kept small (between about 12 to 24 cm), so that objects that are outside the detection zone do not lead to undesirable and unintended dosing. Similarly, the object must be in the correct position and at the right angle, otherwise the tubes will protect the infrared radiation from being reflected back and collected by the receiver. Thus, while reducing the likelihood of unwanted reflections from other surfaces or the like, the sensor system requires accurate positioning of the hands to carry out the work. When an object is detected, the microprocessor drives the electric motor to dispense the towel if two scan cycles with sufficient reflected infrared radiation are received by the IR control system. In order to drive the electric motor, the system uses a control circuit for the level of background lighting, which provides a reference voltage V B related to the level of background lighting, and with which the voltage V A is compared with an IR sensor (sensing element). When the voltage V A is greater than the voltage V B , the electric motor can act to dispense a hand towel. This provides for automatic compensation of the level of background lighting, so that the signal picked up by the infrared receiver must increase to a higher level in order for the user to be detected.
В вышеупомянутом дозаторе, хотя определенная степень компенсации производится в отношении уровней фонового освещения, которые могут учитывать некоторые условия, в таком устройстве возникают проблемы, обусловленные временными воздействиями интенсивных изменений ИК-излучения вследствие атмосферных условий, в частности, когда фоновое ИК-излучение является очень низким, поскольку всего лишь очень небольшие изменения в отраженном ИК-излучении могут вызвать дозирование, даже когда не требуется.In the aforementioned dispenser, although a certain degree of compensation is made with respect to background lighting levels that may take into account certain conditions, such a device causes problems due to temporary effects of intense changes in infrared radiation due to atmospheric conditions, in particular when the background infrared radiation is very low because only very small changes in reflected infrared radiation can cause dosing, even when not required.
Подобным образом, также могла бы встретиться проблема, что по мере того, как уровни фонового ИК-излучения в целом возрастают до высокого уровня, рука пользователя становится более трудной для различения по сравнению с фоновым ИК-излучением, так как возросший уровень ИК-излучения вследствие отражения ИК-излучения от руки пользователя, когда рука находится перед дозатором, может быть приблизительно на таком же уровне, как фоновое ИК-излучение, или, вследствие временного блокирования высокоуровневого фонового ИК-излучения, присутствие руки может даже снижать уровень ниже такового у фонового ИК-излучения, принимаемого в ИК-датчике (чувствительном элементе), так что рука во многих случаях надежно не обнаруживается.Similarly, there might also be a problem that as the levels of background IR radiation generally increase to a high level, the user's hand becomes more difficult to distinguish from background IR radiation, since the increased level of IR radiation due to the reflection of infrared radiation from the user's hand, when the hand is in front of the dispenser, can be approximately at the same level as the background infrared radiation, or, due to the temporary blocking of high-level background infrared radiation, the presence of the hand may even lower the level of that of background infrared radiation received in the infrared sensor (sensing element), so that in many cases the hand is not reliably detected.
К тому же, рука пользователя, которая не обнаруживается, или не правильно расположена относительно небольшой области обнаружения чувствительных элементов на дозаторе, то есть, в небольшом диапазоне обнаруживаемой области, и, таким образом, которая не приводит в действие дозирование полотенца для рук немедленно, зачастую будет соблазнена прикоснуться к дозатору, чтобы попытаться вызвать дозирование, в убеждении, что требуется касание кожуха, близко расположенного к чувствительным элементам, вопреки любым письменным уведомлениям, которые может содержать дозатор в этом отношении. Это, в частности, имеет место, так как рука пользователя уже на высоте дозатора, как в вышеупомянутом документе. Это может иметь результатом недостаток гигиены, когда несколько пользователей последовательно касаются дозатора.In addition, the user's hand, which is not detected, or is not correctly located, in a relatively small detection area of the sensitive elements on the dispenser, that is, in a small range of the detected area, and thus, which does not trigger the dispensing of the hand towel immediately, often will be tempted to touch the dispenser to try to force dispensing, in the belief that touching the casing close to the sensing elements is required, contrary to any written notices that e may contain a dispenser in this regard. This, in particular, takes place, since the user's hand is already at the height of the dispenser, as in the aforementioned document. This may result in a lack of hygiene when several users touch the dispenser in sequence.
Кроме того, в то время как испускаемая интенсивность ИК-излучения из излучателя, по-видимому, постоянна в вышеизложенном документе (не говоря уже о возможных вариантах относительно низкого напряжения аккумулятора), такая конструкция, при надежде на аккумуляторное питание от аккумуляторов (предпочтительнее, чем солнечных элементов), часто влечет использование излишне большой мощности.In addition, while the emitted intensity of infrared radiation from the emitter is apparently constant in the above document (not to mention the possible options for a relatively low battery voltage), such a design, with the hope of battery power from the batteries (preferable than solar cells), often involves the use of excessively high power.
Настоящее изобретение должно, в качестве одной из своих целей, предложить усовершенствование в отношении активного обнаружения ИК-излучения для учета изменений фонового ИК-излучения.The present invention should, as one of its objectives, propose an improvement in the active detection of infrared radiation to account for changes in the background infrared radiation.
Дополнительная цель состоит в том, чтобы улучшить возможность лучшей гигиены.An additional goal is to improve the possibility of better hygiene.
Дополнительная цель состоит в том, чтобы минимизировать энергопотребление устройства в определенные моменты времени посредством учета уровня фонового ИК-излучения.An additional goal is to minimize the power consumption of the device at certain points in time by taking into account the level of background infrared radiation.
Дополнительные цели изобретения будут очевидны по прочтению этого описания изобретения.Additional objectives of the invention will be apparent from reading this description of the invention.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Основная цель изобретения достигается дозатором, обладающим признаками, определенными в пункте 1 формулы изобретения. Некоторые предпочтительные признаки изобретения определены в зависимых пунктах формулы изобретения.The main objective of the invention is achieved by a dispenser having the features defined in paragraph 1 of the claims. Some preferred features of the invention are defined in the dependent claims.
Дополнительные признаки изобретения будут очевидны читателю этого описания изобретения.Additional features of the invention will be apparent to the reader of this description of the invention.
Изобретение предлагает средство усовершенствования надежности обнаружения посредством компенсации уровней фонового ИК-излучения нарастающей или убывающей интенсивности посредством изменения тока, подаваемого в ИК-излучатель(и), тем самым, изменения величины испускаемого ИК-излучения, используемого чувствительной системой. Один из способов осуществления этого, когда общие уровни фонового ИК-излучения в целом высоки, состоит в том, что энергия, передаваемая ИК-излучателями, делается более высокой посредством повышения тока, пропускаемого через ИК-излучатель. Таким образом, пользователь, подходящий к дозатору, в условиях яркого освещения будет обнаруживаться легче, поскольку количество отраженного ИК-излучения, по сравнению с фоновым ИК-излучением, будет больше, чем если бы не было произведено никакого изменения тока. Поэтому разница между принятым ИК-излучением от отражения с руки пользователя по сравнению с фоновым ИК-излучением будет большим и, соответственно, рука пользователя будет без труда обнаруживаться, каковое, в частности, полезно, когда рука пользователя является менее белой, вследствие более низкого полученного отражения ИК-излучения.The invention provides a means of improving detection reliability by compensating for background levels of infrared radiation of increasing or decreasing intensity by changing the current supplied to the infrared emitter (s), thereby changing the amount of emitted infrared radiation used by the sensitive system. One way of doing this, when the overall levels of background IR radiation are generally high, is that the energy transmitted by the IR emitters is made higher by increasing the current passed through the IR emitter. Thus, a user who approaches the dispenser will be easier to detect in bright conditions, since the amount of reflected infrared radiation, compared with the background infrared radiation, will be greater than if no change in current were made. Therefore, the difference between the received infrared radiation from the reflection from the user's hand compared to the background infrared radiation will be large and, accordingly, the user's hand will be easily detected, which, in particular, is useful when the user's hand is less white, due to the lower received reflection of infrared radiation.
Подобным образом, в условиях низкого фонового ИК-излучения зачастую нет необходимости в сильном токе в излучателе, поскольку рука пользователя уже будет давать высокопроцентное повышение отраженного ИК-излучения по сравнению с фоновым ИК-излучением для обнаружения. Таким образом, ток, подаваемый в излучатель(и), может делаться более низким, каковое также сберегает энергию. Подобным образом, когда происходят внезапные изменения в фоновом ИК-излучении вследствие солнечного света, проникшего в помещение, или включаемого света, более низкий ток в чувствительном элементе означает, что относительное влияние этих изменений на отраженное ИК-излучение (то есть, испускаемое излучателем и отраженное обратно в приемник) по сравнению с фоновым ИК-излучением будет фактически необнаруженным. Однако, когда пользователь подходит к дозатору в условиях низкого фонового ИК-излучения, повышение отраженного ИК-излучения, принятого ИК-приемником, будет высоким по сравнению с фоновым ИК-излучением, даже при низких уровнях тока.Similarly, in conditions of low background infrared radiation, there is often no need for a strong current in the emitter, since the user's hand will already give a high percentage increase in reflected infrared radiation compared to background infrared radiation for detection. Thus, the current supplied to the emitter (s) can be made lower, which also saves energy. Similarly, when sudden changes in the background IR radiation occur due to sunlight entering the room, or the light being turned on, a lower current in the sensing element means that the relative effect of these changes on the reflected IR radiation (i.e., emitted by the emitter and reflected back to the receiver) compared to the background infrared radiation will be virtually undetected. However, when the user approaches the dispenser in conditions of low background infrared radiation, the increase in reflected infrared radiation received by the infrared receiver will be high compared to background infrared radiation, even at low current levels.
Альтернативный, возможно, более простой способ, который может использоваться для изменения тока ИК-излучателя(ей), предпочтительнее, чем посредством сравнения (как выше) значений уровней отражения с фоновым, состоит в том, чтобы устанавливать так называемое «стандартное значение» (пороговое значение) в схеме управления, которое является значением ожидаемой интенсивности детектируемого сигнала, который должен приниматься в нормальных рабочих условиях. Подаваемым током могли бы быть, например, 5 мА при этом стандартном значении. Если это стандартное значение, установленное в системе, названо A1, то во время работы схема управления (ее MCU (главное устройство управления)) может быть выполнена с возможностью рассчитывать уровень ИК-излучения, A2, по предварительно определенному количеству самых последних по времени принятых значений ИК-излучения (то есть, скользящему среднему самых последних значений). Если A2>A1 (то есть, уровень A2 сигнала скользящего среднего детектированного отражения выше хранимого уровня A1 стандартного сигнала), например, как рассчитано в MCU, ток, подаваемый в излучатель, может уменьшаться, предпочтительно по шагам приращения. Наоборот, в случае, если A2<A1, то ток, подаваемый в излучатели, может повышаться, предпочтительно с определенным шагом приращения.An alternative, possibly simpler method that can be used to change the current of the infrared emitter (s), rather than by comparing (as above) the values of the reflection levels with the background, is to set the so-called "standard value" (threshold value) in the control circuit, which is the value of the expected intensity of the detected signal, which should be received under normal operating conditions. The supplied current could be, for example, 5 mA at this standard value. If this standard value installed in the system is called A1, then during operation the control circuit (its MCU (main control device)) can be configured to calculate the level of infrared radiation, A2, according to a predefined number of the most recently received values IR radiation (that is, a moving average of the most recent values). If A2> A1 (that is, the level A2 of the moving average detected reflection signal is higher than the stored level A1 of the standard signal), for example, as calculated by the MCU, the current supplied to the emitter can decrease, preferably in incremental steps. On the contrary, in the case where A2 <A1, then the current supplied to the emitters can increase, preferably with a certain increment.
Чувствительные элементы в обладающем признаками изобретения дозаторе предпочтительно расположены так, что ИК-излучатели создают широкую и практичную зону детектирования ИК-излучения, а ИК-детекторы (то есть, ИК-приемники) выполнены с возможностью предотвращать ИК-излучение из излучателей, непосредственно проникающее в приемники, а также снижать отражения ИК-излучения с других направлений.The sensing elements in the inventive dispenser are preferably arranged so that the IR emitters create a wide and practical area for detecting infrared radiation, and the infrared detectors (i.e., infrared detectors) are configured to prevent infrared radiation from emitters that directly penetrates into receivers, as well as reduce the reflection of infrared radiation from other directions.
Любые местоположения по поводу дозатора или чувствительных элементов, и т. п., определены относительно дозатора в его нормальном положении использования и не устанавливаются вверх дном или подобным образом. Таким образом, нижняя часть дозатора предназначена для нахождения у основания. Подобным образом, боковое направление дозатора находится, в целом, в горизонтальном направлении.Any locations about the dispenser or sensors, etc., are relative to the dispenser in its normal position of use and are not installed upside down or the like. Thus, the lower part of the dispenser is designed to be at the base. Similarly, the lateral direction of the dispenser is generally in the horizontal direction.
В тех случаях, когда упоминается вертикальное направление или плоскость, это обычно предназначено для указания ссылкой на в целом вертикальное направление. Когда дозатор установлен на точно вертикальной стене (как будет описано позже, например, со ссылкой на фиг. 2), вертикальное направление, соответственно, является точно вертикальным направлением. Однако, если стена слегка наклонена на несколько градусов, вертикальное направление, упоминаемое относительно дозатора, также будет наклонено на такую же величину и в таком же направлении, как наклон стены.In cases where a vertical direction or plane is mentioned, this is usually intended to indicate a reference to the generally vertical direction. When the dispenser is mounted on a precisely vertical wall (as will be described later, for example, with reference to Fig. 2), the vertical direction, respectively, is exactly the vertical direction. However, if the wall is slightly tilted a few degrees, the vertical direction referred to with the dispenser will also be tilted by the same amount and in the same direction as the wall tilt.
Отчасти из-за хорошей рабочей зоны сенсорной системы, которая может обнаруживать потенциальных (возможных) пользователей на достаточном расстоянии с большого диапазона нормальных положений подхода к дозатору, и благодаря компенсирующему току, который прикладывается для предоставления возможности лучшего обнаружения, это предоставляет системе возможность рано реагировать на присутствие пользователя и, таким образом, обеспечивает дозатору возможность быть сконструированным для потребления низкой мощности. Это пониженное энергопотребление возможно, поскольку в периоды, когда возможный пользователь (то есть, объект, предполагаемый пользователем, требующим дозирования изделия, такого как отрезок полотенца для рук или туалетная бумага), не расположен возле дозатора, частота сканирования, в дополнение к низкому току, подаваемому в излучатели, может быть также понижена, без какого бы то ни было заметного риска, что частота сканирования будет слишком низкой для достаточно быстрого реагирования, когда изделие должно дозироваться обнаруживаемым пользователем. Когда обнаружен пользователь, частота сканирования, соответственно, изменяется до более частой частоты.Partly due to the good working area of the sensor system, which can detect potential (possible) users at a sufficient distance from a wide range of normal positions of approach to the dispenser, and thanks to the compensating current that is applied to enable better detection, this allows the system to respond early to the presence of the user and thus allows the dispenser to be designed for low power consumption. This reduced power consumption is possible because, at times when a potential user (that is, an object intended by a user requiring a product to be dosed, such as a piece of hand towel or toilet paper), is not located near the dispenser, the scanning frequency, in addition to low current, supplied to the emitters can also be reduced, without any noticeable risk that the scanning frequency will be too low for a sufficiently quick response when the product must be dosed with detectable by user. When a user is detected, the scanning frequency accordingly changes to a more frequent frequency.
Низкое энергопотребление особенно важно в дозаторах, которые полностью питаются от аккумулятора, аккумулятором или аккумуляторами, которые, в целом, предназначены для работы в течение продолжительного времени (например, достаточного времени, чтобы дозировать 60 или более рулонов бумаги, не требуя замены аккумуляторов), а усовершенствованная компоновка чувствительных элементов и сенсорная система управления предоставляют возможность использоваться меньшей энергии, когда не присутствуют никакие пользователи, требующие, чтобы дозировалось изделие.Low power consumption is especially important in dispensers that are fully powered by a battery, rechargeable battery or rechargeable batteries, which are generally designed to work for a long time (for example, enough time to dispense 60 or more rolls of paper without requiring battery replacement), and An improved arrangement of sensors and a touch control system provide the opportunity to use less energy when there are no users requiring a dosage product axis.
Частота сканирования, то есть, количество циклов сканирования, выполняемых за секунду, сделана изменяющейся по расположению пользователя относительно дозатора, из условия чтобы дозатор работал при первой частоте сканирования (то есть, выполнял последовательность сканирования приведением в действие схем ИК-приемника и излучателя, а затем испусканием импульсов сканирования при первом количестве одиночных циклов сканирования, то есть, импульсов, в секунду), когда не обнаружено никакого возможного/потенциального пользователя. Система затем повышает частоту сканирования, когда пользователь считается близко расположенным к дозатору (то есть, проник в «первую» зону обнаружения). Эта переменная частота сканирования предоставляет возможность использоваться очень низкой мощности, когда никакие пользователи не являются в достаточной мере близко расположенными к дозатору, поскольку каждый цикл сканирования требует определенного количества энергии, а количество циклов сканирования в секунду может быть снижено, и использовать более высокий уровень мощности (большее количество циклов сканирования в секунду), только когда требуется, так что пользователем испытывается быстрое время реакции для дозирования изделия.The scanning frequency, that is, the number of scanning cycles performed per second, is made to vary according to the location of the user relative to the dispenser, so that the dispenser operates at the first scan frequency (that is, it performs a scan sequence by activating the IR receiver and emitter circuits, and then by emitting scanning pulses in the first number of single scanning cycles, that is, pulses per second) when no possible / potential user is detected. The system then increases the scanning frequency when the user is considered close to the dispenser (that is, penetrated the “first” detection zone). This variable scanning frequency makes it possible to use very low power when no users are close enough to the dispenser, since each scan cycle requires a certain amount of energy, and the number of scan cycles per second can be reduced, and use a higher power level ( more scanning cycles per second), only when required, so that the user experiences a fast reaction time for dispensing the product.
Чувствительная система дозатора может быть дополнительно усовершенствована для снижения энергопотребления предоставлением дополнительного вынесенного чувствительного элемента, связанного либо проводным соединением с дозатором, либо беспроводной линией связи (например, ИК или радио) с дозатором. Этот дополнительный чувствительный элемент может использоваться, например, для обнаружения пользователя, входящего в туалетную комнату, в которой размещен дозатор, в другом месте относительно входа, и, таким образом, может вызывать изменение первой частоты сканирования на вторую частоту сканирования. Такой «вынесенный» чувствительный элемент мог бы, если требуется, в качестве альтернативы, устанавливаться на передней облицовочной части дозатора и мог бы быть выполненным с возможностью работать при очень низкой частоте сканирования, обусловленной расстоянием входа в туалетную комнату от местоположения дозатора, из условия чтобы к тому времени, когда возможный пользователь желает использовать дозатор и, соответственно, переместился ближе к дозатору, дозатор уже был работающим при более высокой второй частоте сканирования, предоставляющей возможность быстрого обнаружения активной ИК-системой дозатора, определенной в формуле изобретения.The sensing system of the dispenser can be further improved to reduce energy consumption by providing an additional remote sensing element connected either by a wired connection to the dispenser or by a wireless communication line (for example, IR or radio) with the dispenser. This additional sensing element can be used, for example, to detect a user entering the toilet room in which the dispenser is located, at a different location relative to the entrance, and thus can cause the first scanning frequency to change to the second scanning frequency. Such a “remote” sensing element could, if required, alternatively be mounted on the front facing part of the dispenser and could be configured to operate at a very low scanning frequency, due to the distance of the entrance to the toilet room from the location of the dispenser, so that that time, when a potential user wants to use the dispenser and, accordingly, moved closer to the dispenser, the dispenser was already working at a higher second scanning frequency, provided -governing ability to quickly detect active infrared system of the dispenser defined in the claims.
В качестве альтернативы, такой же набор активных ИК-чувствительных элементов, как определенный в формуле изобретения, которые используются для побуждения дозатора дозировать изделие при обнаружении возможного пользователя, также может использоваться для обнаружения пользователя, проникающего в первую зону обнаружения. Этим способом пользователь, подходящий к дозатору (например, на от 40 до 50 см или может быть еще дальше от дозатора), будет приводить сенсорную систему в действие для изменения частоты сканирования до более высокой частоты сканирования и по мере того как пользователь продолжает перемещать его/ее руки и/или тело ближе к выпускному отверстию дозатора, пользователь будет обнаруживаться в качестве находящегося в «зоне дозирования» и, соответственно, заставлять дозатор дозировать изделие (например, бумажное полотенце для рук или бумажную туалетную принадлежность).Alternatively, the same set of active IR-sensitive elements as defined in the claims, which are used to induce the dispenser to dispense the product when a potential user is detected, can also be used to detect the user entering the first detection zone. In this way, a user who is suitable for the dispenser (for example, 40 to 50 cm or maybe even further from the dispenser) will activate the sensor system to change the scanning frequency to a higher scanning frequency and as the user continues to move it / her hands and / or body are closer to the dispenser outlet, the user will be detected as being in the "dispensing zone" and, accordingly, forcing the dispenser to dispense the product (for example, a paper towel for hands or a paper toilet affiliation).
Если требуется, может использоваться более чем две частоты сканирования. Например, может использоваться первая медленная частота сканирования (такая как 1 или 2 раза в секунду), сопровождаемая более высокой второй частотой сканирования (например, при с 3 до 6 разах в секунду), которые сопровождаются дополнительной более высокой частотой (например, с 7 до 12 раз в секунду), в силу чего, частота сканирования заменяется с одной частоты на следующую, по мере того как пользователь обнаруживается перемещающимся ближе к дозатору. Это может выполняться, например, последовательностью разных чувствительных элементов, каждый из которых обнаруживает на разных расстояниях, с конечной сенсорной системой, являющейся такой, как определенная в прилагаемой формуле изобретения, или, например, компоновкой такого же набора чувствительных элементов для обнаружения повышенного отражения ИК-сигнала от пользователя по мере того, как пользователь становится ближе к дозатору.If required, more than two scan frequencies can be used. For example, you can use the first slow scan frequency (such as 1 or 2 times per second), followed by a higher second scan frequency (for example, from 3 to 6 times per second), which are accompanied by an additional higher frequency (for example, from 7 to 12 times per second), due to which, the scanning frequency is changed from one frequency to the next, as the user is detected moving closer to the dispenser. This can be accomplished, for example, by a sequence of different sensitive elements, each of which detects at different distances, with a finite sensor system, such as defined in the attached claims, or, for example, by arranging the same set of sensitive elements to detect increased reflection of IR signal from the user as the user gets closer to the dispenser.
Когда пользователь перемещается в сторону от дозатора, частота сканирования, в таком случае, может вновь снижаться до более низкой частоты, тем самым, потребляя меньше энергии на работу сенсоров.When the user moves away from the dispenser, the scanning frequency, in this case, can again be reduced to a lower frequency, thereby consuming less energy for the sensors.
Как будет очевидно, даже при относительно коротких расстояниях для первой зоны обнаружения (например, вплоть до приблизительно 50 см от дозатора, например, с углом от приблизительно 10° до приблизительно 45°, или от приблизительно 30° до приблизительно 60°, к вертикальной плоскости, отклоненной в переднем направлении от задней стороны дозатора и по направлению вниз), система обладает преимуществами значительного энергосбережения, по-прежнему, наряду с предоставлением возможности хорошего времени реакции для дозирования полотенца.As will be apparent, even at relatively short distances for the first detection zone (for example, up to about 50 cm from the dispenser, for example, from about 10 ° to about 45 °, or from about 30 ° to about 60 °, to the vertical plane , deflected in the front direction from the back of the dispenser and down), the system has the advantages of significant energy savings, while still allowing a good reaction time for dispensing the towel.
Это происходит потому, что пользователь предполагает, что следует перемещать его/ее руки относительно близко к устройству для того, чтобы происходило дозирование, а это занимает порядка между четвертью и половиной секунды при нормальных скоростях перемещения рук (между 0,2 м/с и 0,5 м/с), к тому времени дозатор уже может быть сделан сканирующим при второй, более высокой, частоте (или даже еще более высокой частоте), и таким образом, способным осуществлять дозирование очень близко к моменту времени, когда руки находятся в «предполагаемом» положении для дозирования (то есть, положении, в котором пользователь мог бы ожидать, чтобы дозировалось полотенце, типично, каких-нибудь от 15 до 25 см от выпускного отверстия дозатора).This is because the user suggests that his / her hands should be moved relatively close to the device in order to dispense, and this takes about a quarter and a half seconds at normal hand movement speeds (between 0.2 m / s and 0 , 5 m / s), by that time the dispenser can already be made scanning at the second, higher frequency (or even even higher frequency), and thus capable of dispensing very close to the point in time when the hands are in alleged Research Institute for the dosing (ie, a position where a user might be expected to dispense a towel, typically, public anything from 15 to 25 cm from the outlet of the dispenser).
Подобным образом, целесообразно, чтобы при использовании сенсорной ИК-системы, сенсорная система предпочтительно должна была способна справляться с исключительными аномалиями краткосрочных отражений высокого ИК-излучения, как иногда возникают, которые не могли бы вполне компенсироваться уровнем тока, в текущий момент прикладываемым к излучателю, не осуществляя дозирование полотенца, так что она является подходящей для восприятия двух или более следующих друг за другом циклов сканирования или, например, предварительно определенного количества циклов сканирования за некоторое количество следующих друг за другом циклов сканирования (например, двух из трех следующих друг за другом циклов сканирования), каждый из которых происходит при предварительно определенном уровне ИК-излучения выше уровня фонового ИК-излучения, до дозирования изделия.Similarly, it is advisable that when using the IR sensor system, the sensor system should preferably be able to cope with the exceptional anomalies of short-term reflections of high IR radiation, as they sometimes arise, which could not be fully compensated by the current level currently applied to the emitter, without dosing the towel, so that it is suitable for the perception of two or more consecutive scanning cycles or, for example, a predefined The number of scanning cycles for a number of consecutive scans (e.g. two out of three consecutive scans), each of which occurs at a predetermined level of IR above background level of IR radiation prior to dispensing the product.
Преимущественное использование может состоять из изменяющейся частоты сканирования посредством установления первой частоты сканирования, например, между 0,15 и 0,25 секунд между циклами сканирования (то есть, частоты сканирования, когда возможный пользователь находится вне первой зоны обнаружения), или даже продолжительнее (такой как между 0,25 секундами и 0,5 секундами), и второй частоты сканирования, порядка приблизительно от 0,08 до 0,12 секунд, между циклами сканирования, и требования только двух следующих друг за другом циклов сканирования (или, например, двух из трех следующих друг за другом циклов сканирования), предусматривающих уровень отраженного ИК-излучения выше уровня фонового ИК-излучения, для приведения в действие дозирования. Такое дозирование будет восприниматься в качестве почти незамедлительного, тем не менее, значительное количество энергии, используемой сенсорной системой, может сберегаться благодаря низкой начальной частоте сканирования, которая расходует меньшую энергию.Preferential use may consist of a changing scan frequency by setting the first scan frequency, for example, between 0.15 and 0.25 seconds between scan cycles (i.e., the scan frequency when the potential user is outside the first detection zone), or even longer (such between 0.25 seconds and 0.5 seconds), and a second scan frequency, of the order of about 0.08 to 0.12 seconds, between scan cycles, and the requirement of only two consecutive scan cycles (and for example, two of three consecutive scanning cycles), providing a level of reflected infrared radiation above the level of background infrared radiation, to actuate the dosing. Such dosing will be perceived as almost immediate, however, a significant amount of energy used by the sensor system can be saved due to the low initial scanning frequency, which consumes less energy.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Изобретение далее будет пояснено более подробно со ссылкой на некоторые неограничивающие варианты его осуществления и с помощью прилагаемых чертежей, на которых:The invention will be further explained in more detail with reference to some non-limiting options for its implementation and using the accompanying drawings, in which:
фиг. 1 показывает схематический вид спереди дозатора бумажных полотенец, изображающий схематический вид первой зоны обнаружения,FIG. 1 shows a schematic front view of a paper towel dispenser, showing a schematic view of a first detection zone,
фиг. 2 показывает вид сбоку компоновки по фиг. 1, в соответствии с которым боковая панель дозатора была снята, чтобы показать схематичные детали рулона бумаги и механизма транспортировки бумаги,FIG. 2 shows a side view of the arrangement of FIG. 1, according to which the side panel of the dispenser has been removed to show schematic details of a paper roll and a paper transport mechanism,
фиг. 3A - увеличенный вид в разрезе, показывающий более подробную и взятую от начала до конца нижнюю часть кожуха, показанного на фиг. 1, также спереди и в местоположении ИК-чувствительных элементов,FIG. 3A is an enlarged cross-sectional view showing the lower part of the casing shown in FIG. 1, also in front and at the location of the infrared sensors,
фиг. 3B - схематическое представление вида спереди компоновки, показанной на фиг. 3A, показывающее приближенный вид спереди первой зоны обнаружения, достигаемой компоновкой активных ИК-чувствительных элементов,FIG. 3B is a schematic front view of the arrangement shown in FIG. 3A, showing an approximate front view of the first detection zone achieved by the arrangement of active infrared sensors,
фиг. 4 показывает примерный график амплитуды излучательной способности импульсов сканирования в зависимости от времени,FIG. 4 shows an exemplary plot of the amplitude of the emissivity of the scanning pulses versus time,
фиг. 5 показывает график уровня принятого сигнала в зависимости от времени для последовательности принятых отражений ИК-излучения, происходящих вследствие испускаемых импульсов ИК-излучения по фиг. 4,FIG. 5 shows a graph of the received signal level versus time for a sequence of received IR reflections resulting from the emitted IR pulses of FIG. four,
фиг. 6 показывает схематическое представление основных элементов системы по варианту осуществления дозатора согласно изобретению,FIG. 6 shows a schematic representation of the main elements of a system according to an embodiment of a dispenser according to the invention,
фиг. 7 показывает RC-цепь, используемую для осуществления перевода в активное состояние микропроцессора в MCU, с тем чтобы выполнять цикл сканирования, иFIG. 7 shows an RC circuit used to make a microprocessor active in the MCU in order to perform a scan cycle, and
фиг. 8 показывает альтернативный вариант RC-цепи, изображенной на фиг. 7,FIG. 8 shows an alternative embodiment of the RC circuit depicted in FIG. 7,
Фиг. 9 показывает вариант осуществления, использующий дополнительный чувствительный элемент, дополнительный по отношению к основной активной чувствительной ИК-системе, способный обнаруживать на дальнем расстоянии от дозатора.FIG. 9 shows an embodiment using an additional sensor element, complementary to the main active sensitive IR system, capable of detecting at a far distance from the dispenser.
Подробное описание предпочтительных вариантов осуществленияDetailed Description of Preferred Embodiments
Фиг. 1 и фиг. 2 показывают дозатор 1 на видах спереди и сбоку соответственно, в соответствии с чем фиг. 2 показывает дозатор 1, прикрепленный на его задней стороне к стене W (средство крепления не показано, но может быть любого подходящего типа, такого как винты, клей или другие средства крепления), в силу чего задняя поверхность дозатора лежит на упомянутой стене W, которая обычно вертикальна.FIG. 1 and FIG. 2 show dispenser 1 in front and side views, respectively, in accordance with which FIG. 2 shows a dispenser 1 mounted on its rear side to a wall W (fastening means not shown, but may be of any suitable type, such as screws, glue or other fastening means), whereby the back surface of the dispenser lies on said wall W, which usually vertical.
Дозатор 1 содержит корпус 2, в пределах которого расположен запас изделия, в этом случае запас бумаги в рулоне 3. Рулон 3 соответственно является рулоном непрерывной неперфорированной бумаги, но также может содержать перфорированную бумагу. Также расположенным в корпусе 2 является механизм 4 транспортировки бумаги, предпочтительно, в виде модульной приводной кассеты со своим собственным кожухом 15, которая предпочтительно может выниматься в виде единого узла из корпуса 2, когда корпус открыт.The dispenser 1 contains a
Фиг. 1 показывает рулон 3 бумаги и механизм 4 транспортировки, который подает бумагу из рулона по направлению к выпускному отверстию (дополнительное описание смотрите ниже), в качестве простых блоков ради упрощения. Подобным образом, фиг. 2 показывает рулон 3 бумаги и механизм 4 транспортировки в очень упрощенной форме, в силу чего механизм транспортировки включает в себя приводной валик 5, сцепленный с опорным валиком 6, в силу чего участок бумажного листа 7 показан расположенным между упомянутыми валиками 5, 6, с ведущей кромкой упомянутого бумажного листа 7, готовой для дозирования, в выпускном отверстии 8, сформированном в корпусе 2 на его нижней стороне.FIG. 1 shows a
Приводной валик 5 схематично показан присоединенным к приводному электродвигателю M, питаемому аккумуляторами B. Зубчатая передача, типично, в редукторе, может быть включена между приводным валом электродвигателя и приводным валиком 5. Подходящие аккумуляторы могут подавать напряжение 6В, когда новые, и типично четыре аккумулятора в 1,5 В являются подходящими для этой цели. Примерными из подходящих типов являются аккумуляторы MN1300 Duracell, в силу чего каждый аккумулятор имеет емкость в 13А·ч, и который может работать от целиком наполненного до полностью разряженного в диапазоне от 1,5 до 0,8В. Работа электродвигателя M заставляет приводной валик 5 вращаться и, в силу этого, протягивать бумажный лист 7 из рулона 3 бумаги посредством защемления бумаги в зоне контакта валиков 5 и 6. При приведении в действие электродвигатель вращается, тем самым, извлекая бумажный лист из рулона 3, который также вращается, с тем чтобы предоставить бумаге возможность перемещаться по направлению к выпускному отверстию 8. Другие разновидности приводных механизмов для извлечения бумаги из рулона также могут использоваться. Детали механизма транспортировки бумаги или другого механизма транспортировки изделий, однако, не важны для понимания изобретения. Такие устройства также хорошо известны в данной области техники сами по себе.The
Также будет априори понятно, что приводной валик 5 и опорный валик 6 могут иметь свои функции взаимно переставленными, из условия чтобы опорный валик 6 был бы приводным валиком, который работоспособным образом присоединен к приводному электродвигателю (и, таким образом, приводной валик 5, изображенный на фиг. 2, действует только в качестве опорного валика в соприкосновении с валиком 6, обычно, с бумагой или полотенцем в зоне контакта между ними).It will also be a priori clear that the
Хотя принцип работы пояснен с использованием бумаги в виде непрерывно бумажного листа в рулоне, должно быть понятно, что дозатор может использоваться для дозирования других изделий из запаса изделий, например, такого как непрерывный кусок бумаги в виде гармошки. Альтернативные изделия могут дозироваться устройством при надлежащем его переконструировании. Также возможно, что другие устройства дозирования могут соединяться с дозатором. Например, дозатор дополнительно может включать в себя освежитель воздуха, который приводится в действие, например, каждые 5 или 10 минут (или другое подходящее время) или один раз после определенного количества дозированных полотенец. Этот снабженный дополнительными элементами дозатор может управляться схемой управления элементами (будет описана ниже) или отдельной схемой управления (не описанной в материалах настоящей заявки).Although the principle of operation is explained using paper in the form of a continuous paper sheet in a roll, it should be clear that the dispenser can be used to dispense other products from the stock of products, for example, such as a continuous piece of paper in the form of an accordion. Alternative products can be dispensed by the device when properly redesigned. It is also possible that other dispensing devices may be connected to the dispenser. For example, the dispenser may further include an air freshener that is activated, for example, every 5 or 10 minutes (or another suitable time) or once after a certain number of dispensed towels. This dispenser equipped with additional elements can be controlled by an element control circuit (to be described later) or a separate control circuit (not described in the materials of this application).
Электродвигатель M находится в состоянии покоя и без энергии, поданной на него, когда бумага совсем не должна дозироваться. Электродвигатель M вращается, когда бумага должна дозироваться через выпускное отверстие 8. Работа электродвигателя M управляется главным устройством управления (не показано на фиг. 1 и 2, но описано позже), присоединенным к чувствительной системе, содержащей чувствительные элементы 9-13, из которых чувствительные элементы 10 и 12 являются излучателями, предпочтительно ИК-излучателями, а чувствительные 9, 11 и 13 являются ИК-приемниками. Такие ИК-излучатели и приемники хорошо известны в данной области техники и типично содержат диодные структуры. Подходящие ИК-излучатели и приемники, например, изготовлены компанией Lite-ON Electronics Inc., под типовым номером LTE-3279K для ИК-излучателей и под типовым номером LTR-323DB для приемников. Другие типы ИК-излучателей и приемников, конечно, также могут использоваться. В показанном варианте осуществления ИК-излучатели 10, 12 и ИК-приемники 9, 11, 13 показаны распределенными приблизительно с равномерным интервалом непрерывно в поперечном направлении X-X корпуса (в целом параллельном рулону 3 запаса изделий). Интервал, надлежащим образом, может быть интервалом около 5 см между следующими друг за другом излучателем и приемником, из условия чтобы расстояния между чувствительными элементами 9 и 10, 10 и 11, 11 и 12, 12 и 13 все были приблизительно равными.The electric motor M is at rest and without energy supplied to it, when the paper should not be dosed at all. The electric motor M rotates when the paper is to be dosed through the
Излучатели и приемники показаны (смотрите фиг. 2) размещенными на самой задней стороне выпускного отверстия 8. Другие компоновки чувствительных элементов также возможны, такие как все сенсоры, размещенные на передней облицовочной стороне выпуска, предпочтительно, в прямом ряду вдоль выпускного отверстия. В качестве альтернативы, сенсоры могли бы размещаться на каждой стороне выпускного отверстия (например, излучатели на одной стороне, а приемники на другой стороне) и, подобным образом, тянуться вдоль выпускного отверстия. Выпускное отверстие, однако, в качестве альтернативы, могло бы располагаться где-то в другом месте. Компоновка чувствительных элементов, показанная последовательно в порядке приемник/излучатель/приемник.../излучатель/приемник с надлежащим интервалом, предоставляет возможность преимущественной формы зоны 14 обнаружения, которая до некоторой степени подобна языку по форме (смотрите фиг. 1, 2 и 3B). Лежащая в основе формы языка может слегка изменяться в зависимости от мощности, подаваемой на излучатели, и также их степени выступания из поверхности их корпуса, и, к тому же, степени углубления ИК-приемников, и также согласно их интервалу.Emitters and receivers are shown (see FIG. 2) located on the very rear side of the
При понимании из этого описания, что имеющая форму языка зона обнаружения создается вследствие интервала между чувствительными элементами, до небольшой степени, согласно подаваемой мощности, и вследствие взаимных расположений углублений/выступаний ИК-излучателей и приемников, специалист будет способен легко изменять форму языка для удовлетворения уточненных потребностей дозатора при любой особой ситуации или размере дозатора, просто посредством обычного экспериментирования.If it is understood from this description that a tongue-shaped detection zone is created due to the interval between the sensing elements, to a small extent, according to the supplied power, and due to the relative positions of the recesses / protrusions of the IR emitters and receivers, the specialist will be able to easily change the shape of the language to meet the specified dispenser needs for any special situation or dispenser size, simply through routine experimentation.
Дозатор 1, при обнаружении возможного пользователя (последовательность операций обнаружения дополнительно описывается ниже), без какого бы то ни было соприкосновения пользователя с дозатором или чувствительными элементами, в течение достаточного времени в первой зоне обнаружения, таким образом, заставляет дозатор определять, что пользователь присутствует в зоне дозирования и, соответственно, осуществлять дозирование изделия. Дозирование, в этом случае, выполняется в отношении переднего участка бумаги 7, являющейся автоматически выпускаемой через выпускное отверстие 8 (то есть, тянущийся в боковом направлении проем, в нижней части корпуса, и предпочтительно выдающий по направлению вниз). Это предоставляет пользователю возможность захватывать бумагу 7 и тянуть ее к режущей кромке, такой как режущая кромка 16, показанная на фиг. 2, приближенная к выпускному отверстию 8, с тем чтобы удалить оборванный/отрезанный кусок бумаги. Местоположение режущей кромки 16, конечно, может изменяться, например, чтобы быть на уровне или вплоть до 1 см ниже, и напротив валика 5.Dispenser 1, upon detection of a possible user (the sequence of detection operations is described further below), without any contact of the user with the dispenser or sensitive elements, for a sufficient time in the first detection zone, thus, forces the dispenser to determine that the user is present in dosing zone and, accordingly, to dose the product. Dosing, in this case, is carried out in relation to the front section of the
Первая зона 14 обнаружения, как показано на фиг. 1, 2 и 3B, показана в качестве языкоподобной и наклонена по направлению вниз и вперед от выпускного отверстия под углом x°, предпочтительно, между от 20° до 30° относительно вертикальной оси Y. Это достигается установкой ИК-излучателей и приемников под между 20° и 30° к вертикальной плоскости, которая проходит в сторону поперек дозатора. Угол, под которым наклонен каждый из излучателей и приемников, может изменяться вплоть до нескольких градусов, но обычно является равным для всех излучателей и приемников, с тем чтобы создавать лучшую зону обнаружения. Сенсорная система, таким образом, способна обнаруживать для подавляющего большинства полной ее протяженности, типично, между 10 и 60 см, в направлении Z при угле в какие-нибудь от 10° до 45° к вертикальной плоскости (то есть, обнаружение в зоне, до некоторой степени соответствующей зоне 14, показанной на фиг. 2).The
Подробности одной из предпочтительных компоновок излучателей и приемников по отношению к кожуху далее будут пояснены по фиг. 3A. Излучатели и приемники в этом случае надлежащим образом могут быть излучателями и приемниками Lite-ON, описанными выше.Details of one of the preferred arrangements of emitters and receivers with respect to the casing will now be explained with reference to FIG. 3A. The emitters and receivers in this case can appropriately be the Lite-ON emitters and receivers described above.
Нижняя часть дозатора содержит первую крышку 50, к которой прикреплена главная PCB (печатная плата) для чувствительных элементов 9-13, которые являются излучателями и приемниками, как описано выше. К этой PCB прикреплен ряд держателей 52a и 52b, удерживающих каждый из чувствительных элементов. Держатели 52a приемников короче, чем держатели 52b излучателей, для того чтобы предусмотреть средство углубления приемников 9, 11, 13, большего, чем излучателей, относительно ровной плоской наружной крышки 53, которая в показанном случае снабжена углублениями переменной длины. Наружная крышка 53 может прикрепляться к излучателям и приемникам, например, фрикционной посадкой, в случае, если решено присоединять таковые в виде единого узла, хотя наружная крышка 53 также может крепиться к PCB или первой крышке 50 там, где требуется.The lower portion of the dispenser comprises a
Как можно видеть на фиг. 3A, каждое из углублений, в которых размещены излучатели и приемники, по существу, являются округлыми. Если предусмотрены, например, имеющие коническую форму углубления, степень выступания активной части излучателей и степень выступания активной части приемников (то есть, для случая, в котором приемники действительно выступают дальше нижней поверхности 54, как происходит в случае, показанном на фиг. 3A, предпочтительнее, чем будучи полностью углубленными) могут требовать небольших адаптаций, чтобы добиться требуемой формы поля обнаружения. Относительное выступание излучателей и приемников может быть наблюдаться посредством сравнения положения короткой боковой штрихпунктирной линии на каждом чувствительном элементе, каковая линия находится либо под, либо над (нижней) внешней поверхностью 54 наружной крышки 53. В случае излучателей 20, 12, которые выполнены с возможностью иметь активную излучающую часть выступающей наружу из внешней поверхности 54 на больший размер, чем приемники 9, 11 и 13, линия показана ниже внешней поверхности 54 (то есть, снаружи внешней поверхности 54), тогда как в случае активной принимающей части приемников 9, 11, 13 линии находятся выше внешней поверхности 54, так как активная принимающая часть по меньшей мере частично углублена за внешнюю поверхность 54 (она также может быть полностью углублена, из условия чтобы она совсем не имела ее части, выступающей наружу за поверхность 54).As can be seen in FIG. 3A, each of the recesses in which the emitters and receivers are located is substantially circular. If, for example, conical recesses are provided, the degree of protrusion of the active part of the emitters and the degree of protrusion of the active part of the receivers (that is, for the case in which the receivers actually extend beyond the
В показанном случае расстояние «A» верхушки излучателей 10, 12 от поверхности 54 составляет приблизительно 3 мм, а расстояние «B» верхушек каждого из приемников 9, 11, 13 от поверхности 54 составляет приблизительно 1 мм. Расстояния между соответственными чувствительными элементами 9-13 таковы, что x1 приблизительно равно каждому из расстояний x2, x3 и x4. С углубленными и выступающими размерами в 1 мм и 3 мм соответственно, расстояние приблизительно в 50 мм для каждого расстояния x1, x2, x3 и x4 было найдено как раз подходящим.In the case shown, the distance “A” of the tops of the
Величина углубления и выступания, как только поняты принципы этого изобретения, могут определяться обычным экспериментом. Однако может использоваться углубление, из условия чтобы ИК-приемники выступали на расстояние B между -2 мм (то есть, полностью углублялись на 2 мм) и +1,5 мм, хотя небольшое положительное расстояние B между 0,2 мм и 1,5 мм является наиболее подходящим. Подобным образом, для ИК-излучателей может использоваться выступание расстояния A на от 2 до 4 мм.The magnitude of the recesses and protrusions, as soon as the principles of this invention are understood, can be determined by ordinary experiment. However, a recess may be used so that the IR receivers protrude a distance B between -2 mm (i.e., fully recessed 2 mm) and +1.5 mm, although a small positive distance B between 0.2 mm and 1.5 mm is the most suitable. Similarly, for IR emitters, a protrusion of distance A by 2 to 4 mm can be used.
Априорная конфигурация выступания приблизительно на 3 мм и 1 мм за поверхность 54 соответственно для излучателей и приемников создает очень благоприятную форму языка зоны обнаружения. Общая форма языка созданной зоны 14 обнаружения показана на фиг. 3B (которая соответствует конфигурации по фиг. 3A) штрихпунктирной линией 55 периметра, указывающей внешнюю границу зоны 14. Будет небольшое отклонение формы, а также суммарной протяженности имеющей форму языка зоны 14 от выпускного отверстия 8 в направлении Z (смотрите направление Z на фиг. 2), из условия чтобы она изменялась между приблизительно 25 см и приблизительно 50 см, на основании применения изменяющейся мощности к излучателям, между 0,001 мА·с и 0,1 мА·с в установившемся режиме. Глубина показанной зоны 14 обнаружения согласно размеру C по фиг. 2, однако, будет мало изменяться, даже в то время как протяженность зоны 14 изменяется в направлении Z, когда изменяется мощность. Она остается относительно постоянной для компоновки чувствительных элементов в показанном примере, приблизительно на 8 см.The a priori protrusion of approximately 3 mm and 1 mm beyond the
Когда ток меняется для изменения вышеприведенной дальности опознавания, предполагается, что конкретная дальность опознавания требуется в условиях установившегося режима, поскольку изменения тока, определенные в материалах настоящей заявки относящимися к среднему принимаемому ИК-излучению, несмотря на это затрагиваются не в такой большой степени при изменении формы зоны 14 обнаружения, но при компенсации фонового ИК-излучения наряду с поддержанием приблизительно одинакового размера зоны обнаружения.When the current changes to change the above identification range, it is assumed that a specific identification range is required under steady-state conditions, since the current changes defined in the materials of this application related to the average received infrared radiation, despite this, are not affected to such a large extent by changing the
На фиг. 3B эллипсы 56, 57, 58, показанные под каждым из приемников 9, 11, 13, являются меньшими, чем эллипсы 59, 60, показанные под каждым из излучателей 10, 12. Эта разница в размере обусловлена, соответственно, углубленной и выступающей сущностью этих сенсоров. Эллипсы, однако, являются всего лишь способом схематичного представления принципа основного поля обнаружения и приема, поскольку практическое испытание точной формы зоны обнаружения показывает, что она фактически соответствует области 14, ограниченной линией 55 периметра. Часть пользователя, проникающая в любую часть зоны 14, ограниченной периметром 55, таким образом, может обнаруживаться системой.In FIG. 3B, the
Фиг. 3B также показывает, что образуется слепой промежуток обнаружения, который тянется на расстояние приблизительно в 5 см (с некоторым разбросом, приблизительно в 0,5 см, соответственно, изменяясь между расстоянием 4,5 см и 5,5 см), под нижней поверхностью 54, каковая поверхность 54 может быть по существу на таком же вертикальном уровне, как выпускное отверстие 8. Поверхность 54, однако, может быть скомпонована, из условия чтобы она находилась от 1 до 4 см выше выпускного отверстия, при этом, однако, по-прежнему предусматривая наружную поверхность дозатора, из условия чтобы ожидаемое поле обнаружения не блокировалось каким-нибудь способом частями корпуса дозатора.FIG. 3B also shows that a blind detection gap is formed that extends about 5 cm (with some variation, about 0.5 cm, respectively, varying between 4.5 cm and 5.5 cm), under the
Слепой промежуток, однако, может быть сделан имеющим расстояние предпочтительно между 4 и 6 см от нижней поверхности 54 в зависимости от относительного выступания излучателей и приемников и их поперечного интервала.The blind gap, however, can be made to have a distance of preferably between 4 and 6 cm from the
Относительно большой размер слепого промежутка вызван в значительной степени углублением почти всей активной части приемников за поверхность 54 (то есть, вертикально выше поверхности 54 в положении использования).The relatively large size of the blind gap is caused to a large extent by the deepening of almost the entire active part of the receivers beyond the surface 54 (i.e., vertically above the
Слепой промежуток также показан на фиг. 1 и 2.The blind gap is also shown in FIG. 1 and 2.
Углубление приемников 9, 11, 13 (то есть, их меньшее выступание наружу за поверхность 54 по сравнению с излучателями, или их полное углубление, полностью выше поверхности 54) имеет конкретное преимущество, поскольку оно по существу предотвращает испускаемые ИК-сигналы от освещения непосредственно на все части приемников, которые, в противном случае, могут ухудшать чувствительность приема системы. Более того, оно снижает помехи отражения ИК-излучения с иных направлений, нежели зона 14 обнаружения.Recessing the
Это, конечно, способствует обеспечению более надежного опознавания, которое при комбинировании с лежащей в основе и обладающей признаками изобретения конструкцией, описанной в материалах настоящей заявки, ввиду изменения тока на основании среднего фонового ИК-излучения, дает еще лучший результат.This, of course, helps to ensure a more reliable identification, which, when combined with the underlying design and features of the invention described in the materials of this application, due to the change in current based on the average background infrared radiation, gives an even better result.
Как будет более подробно пояснено ниже, когда часть тела возможного пользователя проникает в эту первую зону 14 обнаружения, сенсорная система обнаруживает присутствие пользователя и побуждает сенсорную систему осуществлять изменение с первой частоты сканирования на вторую частоту сканирования, которая выше, чем первая частота сканирования. Сенсорная система также заставляет электродвигатель M вращаться при расценивании пользователя (благодаря принимаемым сигналам) в качестве являющегося присутствующим в зоне дозирования.As will be explained in more detail below, when a potential user’s body part enters this
Эта компоновка предоставляет возможность обеспечения поля надежного и точного приема ИК-излучения с формой, которая хорошо применима к ожидаемому позиционированию руки пользователя, когда руки пользователя приближаются к дозатору.This arrangement provides the ability to provide a reliable and accurate field for receiving infrared radiation with a shape that is well applicable to the expected positioning of the user's hand when the user's hands are approaching the dispenser.
Несмотря на то что предпочтительная форма компоновки излучателей/приемников, как показано на фигурах, обладает определенными преимуществами, применение только одного излучателя и двух приемников или более чем двух излучателей и трех приемников также могло бы использоваться. Однако, предпочтительно, чтобы формировать требуемую зону обнаружения, должен быть еще один приемник, нежели излучатель, когда они скомпонованы последовательно, в виде приемник/излучатель/приемник и т. д. Два приемника (один на каждой боковой кромке) предпочтительно должны размещаться приближенными к наружным боковым кромкам сенсорной компоновки (и, таким образом, также, дозатора), чтобы предусмотреть прием ИК-излучения по ширине самой широкой части сенсорной компоновки в дозаторе и, таким образом, делают дозатор более дружественным пользователю посредством создания требуемой зоны обнаружения.Although the preferred arrangement of the emitters / receivers, as shown in the figures, has certain advantages, the use of only one emitter and two receivers or more than two emitters and three receivers could also be used. However, preferably, in order to form the desired detection zone, there should be one more receiver than the emitter when they are arranged in series, in the form of a receiver / emitter / receiver, etc. Two receivers (one on each side edge) should preferably be placed close to the outer lateral edges of the sensor arrangement (and thus also the dispenser) in order to provide for the reception of infrared radiation across the width of the widest part of the sensor arrangement in the dispenser, and thus make the dispenser more user friendly ovatelyu by establishing a desired detection zone.
В альтернативном варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 9, дополнительный чувствительный элемент 19, вынесенный из корпуса 2 дозатора и при работе присоединенный беспроводным или проводным соединением 20 к чувствительной системе (схематично показанной под 22) и ее системе управления в корпусе дозатора, может использоваться для формирования первой зоны 18 обнаружения, которая дальше от дозатора, чем зона 17 обнаружения (зона 17 обнаружения в этом случае подобна по форме первой зоне 14 обнаружения на фиг. 1 и 2). В качестве альтернативы или дополнительно, дополнительный чувствительный элемент может быть размещен на передней части, например передней поверхности, корпуса дозатора и быть обращенным по ходу движения от любой стены или тому подобного, на которой смонтирован дозатор, чтобы предоставить возможность большей дальности обнаружения спереди дозатора, такой как чувствительный элемент 21, показанный схематично, который также присоединен к чувствительной системе 22. Чувствительный элемент 19 и/или 21, например, может быть выполнен с возможностью обнаруживать присутствие возможных пользователей вплоть до расстояния, большего, чем первая зона обнаружения, например, расстояния в более чем 50 см, предпочтительно, более чем 100 см, более предпочтительно, более чем 200 см, а еще более предпочтительно, более чем 300 см, или даже дальше от корпуса 2 дозатора.In an alternative embodiment of the invention shown in FIG. 9, an
Излучатели 10, 12 сенсорной системы скомпонованы с помощью подходящей схемы управления, которая может управлять схемой, как по сути известно в данной области техники, чтобы испускать импульсное ИК-излучение в узкой полосе частот, например, приблизительно 15 кГц ±0,5%. Однако могла бы быть выбрана другая частота ИК-излучения. Приемники 9, 11, 13 выполнены с возможностью обнаружения испускаемого ИК-излучения, которое отражается от объектов (неподвижных или движущихся) обратно на приемники. Для того чтобы детектировать ИК-излучение, которое берет начало главным образом и почти полностью от испускаемого ИК-излучения (даже вплоть до условий очень яркого освещения в 10000 люкс или более), предпочтительнее чем от всех источников и частот ИК-излучения, обусловленных фоновыми воздействиями, ИК-приемникам необходимо настраиваться на частоту излучателей. Таким образом, ИК-приемники снабжены схемой детектирования, которая подавляет ИК-излучение вне ожидаемого частотного диапазона отраженных волн и усиливает ИК-излучение на уровне диапазона 15 кГц. В этом отношении, несмотря на то, что диапазон детектирования частот как выше, так и ниже диапазона полосы испускаемых частот между с 2 до 10 кГц может действовать в большинстве ситуаций, может быть найдено более подходящим использовать частотный диапазон (полосу частот), который лежит около 3 кГц или выше, а также ниже центральной частоты испускаемого ИК-излучения. Таким образом, приемники настраиваются (или, другими словами, «синхронизируются») по испускаемому ИК-излучению на центральной частоте в 15 кГц, предоставляя возможность детектироваться ИК-излучению в диапазоне от 12 до 18 кГц (например, посредством использования проходного полосового фильтра, настроенного на с 12 до 18 кГц). Частоты вне такой полосы, таким образом, подавляются в большой степени, тогда как частоты в пределах полосы от 12 до 18 кГц усиливаются, с максимальным усилением, находящимся на центральной частоте приблизительно в 15 кГц, например, вплоть до приблизительно 53 дБ.The
Посредством работы с модулированной частотой в излучателях и приемниках, воздействия, например, яркого солнечного света, которые в противном случае могут вызывать насыщенность принятого ИК-сигнала в сравнении с любым отраженным сигналом, по существу устраняются с предоставлением возможности устройству работать в условиях освещения фоновой подсветки вплоть до приблизительно 10000 люкс. Эта способность отличает возможных пользователей от других фоновых источников ИК-излучения, также дополнительно улучшается возможностью подачи изменяющегося тока в ИК-излучатели, как раскрыто в материалах настоящей заявки.By operating with a modulated frequency in the emitters and receivers, exposure to, for example, bright sunlight, which otherwise could cause the saturation of the received infrared signal in comparison with any reflected signal, are essentially eliminated by allowing the device to operate under ambient lighting conditions up to up to approximately 10,000 lux. This ability distinguishes potential users from other background sources of infrared radiation, is also further improved by the ability to supply a varying current to infrared emitters, as disclosed in the materials of this application.
Фиг. 4 показывает последовательность отдельных циклов сканирования (то есть, испускание импульсного ИК-излучения) на первой частоте сканирования, имеющей время между отдельными циклами сканирования t1, второй частоте сканирования, имеющей время между отдельными циклами сканирования t2, которое короче, чем t1 (то есть большей частоте сканирования, чем t1), и третьей частоте сканирования, имеющей время между отдельными циклами сканирования t3, где t3 больше, чем t1 и t2. Время между отдельными циклами сканирования измеряется в качестве времени между началом одного одиночного цикла сканирования до момента времени запуска следующего отдельного цикла сканирования. Каждый из отдельных циклов сканирования здесь показан в качестве имеющего одну и ту же интенсивность импульса (то есть, никакая регулировка не производится между отдельными циклами сканирования для учета предыдущих принятых отраженных сканирований, которая может иметь результатом разную излучательную мощность, подаваемую на ИК-излучатели). Показано дополнительное время t4, которое является предварительно определенным временным интервалом или предварительно определенным количеством импульсов, отделенных временем t1 (первая частота сканирования), которому необходимо истекать до того, как система изменит частоту сканирования до третьей, самой медленной частоты сканирования с временным интервалом t3. Длительность импульса каждого отдельного импульса обычно постоянна.FIG. 4 shows a sequence of individual scan cycles (i.e., emitting infrared pulsed radiation) at a first scan frequency having a time between individual scan cycles t1, a second scan frequency having a time between individual scan cycles t2 that is shorter than t1 (i.e., greater scan frequency than t1), and a third scan frequency having a time between individual scan cycles t3, where t3 is greater than t1 and t2. The time between individual scan cycles is measured as the time between the start of one single scan cycle until the start time of the next separate scan cycle. Each of the individual scan cycles is shown here as having the same pulse intensity (that is, no adjustment is made between the individual scan cycles to account for the previously received reflected scans, which may result in different emissive power supplied to the IR emitters). The additional time t4 is shown, which is a predefined time interval or a predetermined number of pulses separated by time t1 (first scan frequency), which must expire before the system changes the scan frequency to the third, slowest scan frequency with time interval t3. The pulse duration of each individual pulse is usually constant.
Время t1 установлено на постоянном уровне, чтобы находиться между от 0,15 до 1,0 секунд, предпочтительно, от 0,15 до 0,4 секунд, то есть из условия, чтобы отдельный импульс сканирования отделялся равным временем t1. Время t1, однако, может изменяться, а точно подходящая частота для оптимизации устройства ради сбережения мощности аккумулятора и время реакции до дозирования были найдены находящимися около t1=0,17 секунд. Вторая частота сканирования является всегда более частой, чем первая частота сканирования, а t2 установлено, чтобы предпочтительно находиться между от 0,05 до 0,2 секунд, предпочтительно, между от 0,08 и 0,12 секунд, между циклами сканирования. Время t2, однако, может изменяться, чтобы быть другим подходящим значением, но предпочтительно находится между от 30% до 70% t1. Время t3 может быть установлено, примерно, между 0,3 и 0,6 секундами, хотя также возможно более длительное время t3, такое как 1 секунда или даже продолжительнее. Однако для запуска времени работы излучательной схемы (в частности, посредством использования запускающей RC-цепи, использующей постоянную времени RC, чтобы вызывать разряд тока, по отношению к микропроцессору для инициирования операции синхронизации) является наиболее подходящим, если t3 установлено, чтобы удваивать продолжительность t1. Таким образом, t3 может быть установлено в 0,34 секунды в случае, когда t1 составляет 0,17 секунд. Начальный момент t1 может быть сделан изменяемым, например, посредством переменного резистора, управляемого снаружи устройства, хотя, типично, это может быть заводской настройкой, с тем чтобы избежать непреднамеренного изменения времени t1, каковое является неподобающим в определенных ситуациях.The time t1 is set at a constant level to be between 0.15 to 1.0 seconds, preferably 0.15 to 0.4 seconds, that is, from the condition that a separate scanning pulse is separated by an equal time t1. Time t1, however, can vary, and exactly the right frequency to optimize the device for the sake of saving battery power and the reaction time before dosing were found to be around t1 = 0.17 seconds. The second scan frequency is always more frequent than the first scan frequency, and t2 is set to preferably be between 0.05 to 0.2 seconds, preferably between 0.08 and 0.12 seconds, between scan cycles. Time t2, however, may vary to be another suitable value, but is preferably between 30% to 70% t1. The time t3 can be set between approximately 0.3 and 0.6 seconds, although a longer time t3, such as 1 second or even longer, is also possible. However, to start the operating time of the radiating circuit (in particular, by using the starting RC circuit using the RC time constant to cause a current discharge with respect to the microprocessor to initiate the synchronization operation), it is most suitable if t3 is set to double the duration of t1. Thus, t3 can be set to 0.34 seconds in the case where t1 is 0.17 seconds. The initial moment t1 can be made variable, for example, by means of a variable resistor controlled from the outside of the device, although, typically, this can be a factory setting in order to avoid inadvertently changing the time t1, which is inappropriate in certain situations.
Время t4 типично может выбираться, чтобы быть порядка между от 30 секунд до 10 минут, а также может настраиваться переменным образом в устройстве в зависимости от типа использования и окружающей среды, которая обычно встречается там, где должно располагаться устройство. Однако подходящее значение для оптимизированной работы было найдено являющимся приблизительно 300 секундами, хотя также может большим, там где требуется сберегать дополнительную энергию.The time t4 may typically be selected to be in the order of between 30 seconds to 10 minutes, and may also be adjusted in a variable manner in the device depending on the type of use and the environment that typically occurs where the device should be located. However, a suitable value for optimized operation was found to be approximately 300 seconds, although it can also be large where additional energy is required to be saved.
Хотя не показано, будет очевидно, что дополнительные временные периоды также могут устанавливаться в устройстве с промежуточными временными периодами (то есть, промежуточными между значениями T1 и значениями T2, или промежуточными между t2 и t3 и т. д.) или даже большими временными периодами, в зависимости от рабочих условий, хотя было показано использование трех разных частот сканирования, чтобы учесть большинство ситуаций с хорошими эксплуатационными показателями исходя из времени реакции и сбережения энергии. Например, дополнительный временной период, более продолжительный, чем t4, например, 30 минут, происходящий во время действия циклов сканирования с интервалом t3, мог бы использоваться, с тем чтобы изменять временной период между циклами сканирования, чтобы был более длительным, чем t3 (например, 10 секунд между отдельными циклами сканирования). Такая ситуация может быть полезной, когда дозатор не может использоваться жестко в течение периодов ночного времени. Причина для этого станет яснее при изучении последующего описания работы.Although not shown, it will be obvious that additional time periods can also be set in the device with intermediate time periods (i.e., intermediate between T1 values and T2 values, or intermediate between t2 and t3, etc.) or even longer time periods, depending on the operating conditions, although the use of three different scanning frequencies has been shown to take into account most situations with good performance based on reaction time and energy conservation. For example, an additional time period longer than t4, for example, 30 minutes, occurring during the duration of the scan cycles with an interval of t3, could be used to change the time period between the scan cycles to be longer than t3 (e.g. , 10 seconds between individual scan cycles). This situation may be useful when the dispenser cannot be used hard during night time periods. The reason for this will become clearer when studying the following job description.
Как видно из фиг. 4, после четырех циклов S1-S4 сканирования с временным интервалом t1 частота сканирования изменяется до второй более частой частоты сканирования с интервалом t2 и остается на второй частоте сканирования в течение двух дальнейших циклов сканирования S5 и S6. Причина для этого изменения будет пояснена ниже со ссылкой на фиг. 5.As can be seen from FIG. 4, after four scanning cycles S1-S4 with a time interval t1, the scanning frequency changes to a second more frequent scanning frequency with an interval t2 and remains at the second scanning frequency for two further scanning cycles S5 and S6. The reason for this change will be explained below with reference to FIG. 5.
Фиг. 5 показывает пример возможного уровня принятых сигналов R1-R7, вызванных в ответ на испускание импульсов S1-S7 сканирования.FIG. 5 shows an example of a possible level of received signals R1-R7 caused in response to the emission of scanning pulses S1-S7.
Приближенный уровень фонового ИК-излучения указан в качестве принимаемого уровня сигнала Q0. Этот уровень Q0, конечно, может изменяться, и, как дополнительно показано ниже, это, однако, может учитываться несколькими способами. Тем не менее, для простоты пояснения, в последующем примере, чтобы пояснить основную работу сенсорной системы для перестройки детектирования и сканирования, допущено, что Q0 остается по существу постоянным.The approximate level of background infrared radiation is indicated as the received signal level Q0. This level of Q0, of course, can vary, and, as further shown below, this, however, can be taken into account in several ways. However, for simplicity of explanation, in the following example, in order to explain the basic operation of the sensor system for tuning detection and scanning, it is assumed that Q0 remains substantially constant.
Когда испускается S1, и нет объекта, который не учтен в последнем фоновом значении принятого сигнала, фоновый уровень, принятый в R1, будет приблизительно на уровне Q0. Подобным образом, в следующем цикле S2 сканирования уровень принимаемого ИК-излучения также близок к Q0 и в силу этого не вызывает изменения первой частоты сканирования. В цикле S3 сканирования уровень R3 принятого сигнала, однако, находится выше фонового уровня, но всего лишь в самой минимальной степени (например, менее чем на предопределенное значение, например, менее чем на 10%, выше уровня фонового ИК-излучения) и в силу этого сохраняется первая частота сканирования. Такие небольшие изменения (ниже предопределенного уровня) выше или ниже Q0 могут происходить вследствие временных изменений уровней влажности или лиц, перемещающихся на большем расстоянии от дозатора, либо паразитного ИК-излучения, обусловленного изменениями условий солнечного света или температурных условий вокруг дозатора.When S1 is emitted and there is no object that is not taken into account in the last background value of the received signal, the background level received at R1 will be approximately at the level of Q0. Similarly, in the next scanning cycle S2, the level of the received infrared radiation is also close to Q0 and therefore does not cause a change in the first scanning frequency. In the scanning cycle S3, the level R3 of the received signal, however, is above the background level, but only to the very minimum degree (for example, less than a predetermined value, for example, less than 10%, higher than the background IR radiation level) and due to This saves the first scan frequency. Such small changes (below a predetermined level) above or below Q0 can occur due to temporary changes in humidity levels or persons moving a greater distance from the dispenser, or spurious IR radiation due to changes in sunlight or temperature conditions around the dispenser.
В цикле S4 сканирования уровень принятого сигнала достиг или превысил предварительно определенное значение, например, на 10% выше фонового ИК-излучения, и сенсорная система и ее устройство управления, таким образом, предполагают, что вероятный пользователь (например, руки или все тело пользователя) перемещается ближе к дозатору, для того чтобы извлечь изделие, такое как бумажное полотенце. Для того, чтобы быть способным быстрее реагировать, когда предполагается, что пользователь желает, чтобы дозировалось полотенце (то есть, когда уровень принятого сигнала достиг или превзошел предопределенное значение, например, на 10% выше фонового ИК-излучения), частота сканирования соответственно возрастает до второй частоты сканирования и, таким образом, выдает следующий импульс сканирования с более коротким временем t2 после предыдущего импульса.In the scanning cycle S4, the level of the received signal has reached or exceeded a predetermined value, for example, 10% higher than the background IR radiation, and the sensor system and its control device thus assume that the likely user (for example, hands or the whole body of the user) moves closer to the dispenser in order to remove the product, such as a paper towel. In order to be able to respond faster when it is assumed that the user wants the towel to be dosed (that is, when the level of the received signal has reached or exceeded a predetermined value, for example, 10% higher than the background IR radiation), the scanning frequency accordingly increases to second scanning frequency and, thus, produces the next scan pulse with a shorter time t2 after the previous pulse.
Если уровень R5 сигнала, принятый в следующем цикле S5 сканирования, также удовлетворяет критериям существования при или более чем предопределенном уровне выше фонового ИК-излучения (например, при или более чем 10% выше фонового ИК-излучения, в соответствии с критериями, используемыми для предыдущих циклов сканирования) сенсорная система регистрирует посредством счетчика (например, в памяти или другом виде регистра) одиночное детектирование выше предопределенного уровня, а затем выдает дополнительный цикл S6 сканирования с интервалом t2, чтобы проверить, находится ли принятое ИК-излучение по-прежнему на или выше уровня, на 10% большего, чем Q0 фонового ИК-излучения. Как показано на фиг. 5, это имеет место для цикла S6 сканирования, и устройство управления сенсорной системы (содержащее как программное обеспечение, так и микропроцессор, в предпочтительной форме) затем немедленно выдает выходной сигнал на электродвигатель M, чтобы начать вращение электродвигателя, для того чтобы осуществить дозирование изделия (например, порции бумаги 7 из рулона 3). В этом случае, то есть, когда два следующих друг за другом цикла сканирования находятся выше предопределенного уровня, система соответственно определила, что возможный пользователь находится в зоне, требуя, чтобы дозировался продукт, и, таким образом, определяет, что пользователь находится в зоне «дозирования».If the signal level R5 received in the next scanning cycle S5 also satisfies the existence criteria at or more than a predetermined level above the background IR radiation (for example, at or more than 10% above the background IR radiation, in accordance with the criteria used for the previous scanning cycles) the sensor system registers through a counter (for example, in memory or another form of register) a single detection above a predetermined level, and then issues an additional scanning cycle S6 with an interval of t2, which to check whether the received IR is still at or above the level of 10% greater than background IR Q0 radiation. As shown in FIG. 5, this is the case for the scanning cycle S6, and the control system of the sensor system (containing both software and a microprocessor, in a preferred form) then immediately outputs an output signal to the motor M to start the rotation of the electric motor in order to dispense the product ( for example, a portion of
В случае, где только один набор чувствительных элементов используется для обнаружения присутствия пользователя в первой зоне обнаружения (например, вариант осуществления по фиг. 1 и 2), зона обнаружения и зона дозирования будут одной и той же физической зоной, но он является всего лишь сенсорной системой управления, которая логически определяет, что пользователь проник в зону дозирования.In the case where only one set of sensing elements is used to detect the presence of the user in the first detection zone (for example, the embodiment of FIGS. 1 and 2), the detection zone and the dosing zone will be the same physical zone, but it is just a touch a control system that logically determines that the user has entered the dosing zone.
Однако в варианте осуществления изобретения по фиг. 9, где используется дополнительный сенсор 9 и/или 21, уровень R4 сигнала будет опознаваться в зоне 18 и, таким образом, будет заставлять первую частоту сканирования изменяться до второй частоты сканирования уже до того, как пользователь проник в зону 17, которая, в случае по фиг. 9, была бы зоной дозирования, которая отлична от первой зоны 18 обнаружения. Зоны 17 и 18, конечно, могли бы перекрываться в меньшей или большей степени, но зона 18 в таком случае всегда имеет по меньшей мере ее часть, которая скомпонована, чтобы тянуться дальше от дозатора, чем зона 17. В таком случае, однако, для второй частоты сканирования уместно поддерживаться в течение времени, подходящего, чтобы пользователь физически проник в зону 17 (например, времени для перемещения к раковине, мытья рук, а затем использования полотенца). Такое подходящее время, например, может устанавливаться между 1 и 10 минутами, в течение какового времени поддерживается вторая частота сканирования, в ожидании приема отраженных ИК-сигналов R, которые удовлетворяют критериям, по которым должно дозироваться изделие.However, in the embodiment of FIG. 9, where an
В дополнительной ситуации (не показана), где уровень при R5 ниже предварительно определенного уровня (например, на 10% выше фонового ИК-излучения), система может быть запрограммирована выдавать дополнительный цикл сканирования и снова проверять, находится ли уровень принятого сигнала выше предварительно определенного уровня, с тем чтобы указывать, что пользователь присутствует и желает получить полотенце. Таким образом, предпочтительнее, чем неизменное требование двух следующих друг за другом циклов сканирования для выработки двух принятых сигналов, имеющих интенсивность принятого сигнала выше предопределенного уровня, было найдено предпочтительным предоставлять любым двум или трем следующим друг за другом циклам сканирования возможность быть выше предопределенного уровня. Конечно, также существуют дополнительные возможности, в силу которых количеством циклов сканирования для предоставления возможности дозирования полотенца были бы любые два из четырех следующих друг за другом циклов сканирования, или любые три из четырех следующих друг за другом циклов сканирования, или дополнительные комбинации. Однако при t1, установленном в 0,17 секунды, а t2 - в 0,1 секунды, было найдено подходящим предоставлять любым двум из трех следующих друг за другом циклов сканирования возможность запускать дозирование изделия.In an additional situation (not shown), where the level at R5 is lower than a predetermined level (for example, 10% higher than the background IR radiation), the system can be programmed to issue an additional scan cycle and again check whether the level of the received signal is higher than a predetermined level in order to indicate that the user is present and wishes to receive a towel. Thus, it is preferable that the two consecutive scan cycles to require two received signals having a received signal strength above a predetermined level to be generated continuously, it has been found preferable to allow any two or three consecutive scan cycles to be above a predetermined level. Of course, there are also additional possibilities, due to which the number of scan cycles to enable dispensing of the towel would be any two of four consecutive scan cycles, or any three of four consecutive scan cycles, or additional combinations. However, with t1 set to 0.17 seconds and t2 set to 0.1 seconds, it was found appropriate to provide any two of the three consecutive scanning cycles with the ability to start dispensing the product.
В случае, показанном на фиг. 4, после того, как полотенце или другое изделие было дозировано (высвобождено), система изменяет частоту сканирования обратно до первой частоты сканирования, с тем чтобы сберегать энергию, и, таким образом, цикл S7 сканирования испускается при времени t1 после цикла S6 сканирования. Понятно, что это сберегает энергию как можно своевременно. Однако вторая частота сканирования, тем не менее, может сохраняться дольше, если требуется (ситуация не изображена на фиг. 4), так что, когда пользователь снова желает получить второе или дополнительное изделие (например, дополнительное полотенце), снова перемещая свои руки к выпускному отверстию дозатора, снова быстро происходит дозирование.In the case shown in FIG. 4, after the towel or other article has been dispensed (released), the system changes the scanning frequency back to the first scanning frequency in order to save energy, and thus, the scanning cycle S7 is emitted at time t1 after the scanning cycle S6. It is clear that this saves energy as timely as possible. However, the second scanning frequency, however, can last longer if required (the situation is not shown in Fig. 4), so that when the user again wants to receive a second or additional product (for example, an additional towel), again moving his hands to the outlet the dispenser opening, again dispensing quickly.
В случае, показанном на фиг. 5, однако, показан случай, соответствующий фиг. 4, где пользователь, например, оторвал кусок бумаги, который был дозирован из дозатора, и, таким образом, уровень ИК-излучения, принятый на R7, ниже предопределенного уровня (например, уровня на 10% или в большей степени выше Q0).In the case shown in FIG. 5, however, the case corresponding to FIG. 4, where the user, for example, tore off a piece of paper that has been dispensed from the dispenser, and thus the IR radiation level received at R7 is below a predetermined level (for example, a level of 10% or more higher than Q0).
Предварительно определенный уровень выше фонового уровня, при котором устройство управления сенсорной системы заставляет происходить высвобождение изделия, был описан выше в качестве существующего на 10% выше фонового для двух из трех следующих друг за другом циклов сканирования. Однако практические испытания показали, что более подходящий уровень находится при или свыше 12% большем, чем фоновое ИК-излучение, и даже более предпочтительно, при или свыше 15% большем, чем фоновое ИК-излучение. Это, предназначено, например, для учета изменяющихся условий освещения, которые могут возникать, когда пользователь находится вплотную к дозатору, но фактически не желает его использовать.A predetermined level above the background level at which the control system of the sensor system causes the release of the product has been described above as existing 10% above the background for two of three consecutive scanning cycles. However, practical tests have shown that a more suitable level is at or above 12% greater than the background infrared radiation, and even more preferably, at or above 15% greater than the background infrared radiation. This is intended, for example, to take into account the changing lighting conditions that may occur when the user is close to the dispenser, but actually does not want to use it.
Однако при испытании также было обнаружено, что повышение отраженного ИК-излучения, которое принимается, предоставляет возможность использоваться совершенно разным пороговым значениям в тех случаях, когда требуется. Таким образом, чувствительные схемы, например, могут настраиваться, из условия чтобы предварительно определенный уровень выше фонового уровня составлял вплоть до 90% или более, даже вплоть до 95% или более, выше фонового ИК-излучения, перед тем, как происходит дозирование. Это, например, предоставляет возможность гораздо лучшего различения отражения от рук пользователя по сравнению с любым нежелательным принимаемым ИК-излучением при ширине полосы частотного спектра импульса от 12 до 18 кГц (например, в случае условий очень яркого освещения). В то же время близость, при которой возникает такой высокий уровень, обычно является меньшей, чем когда используется предварительно определенный уровень, до тех пор, пока слегка не повышен ток в излучателях.However, during the test it was also found that the increase in reflected infrared radiation, which is received, makes it possible to use completely different threshold values in those cases when required. Thus, sensitive circuits, for example, can be adjusted so that a predetermined level above the background level is up to 90% or more, even up to 95% or more, above the background IR radiation, before dosing occurs. This, for example, provides the possibility of a much better discrimination between the reflection from the user's hands compared to any unwanted received infrared radiation with a bandwidth of the frequency spectrum of the pulse from 12 to 18 kHz (for example, in the case of very bright lighting). At the same time, the proximity at which such a high level occurs is usually less than when a predetermined level is used, until the current in the emitters is slightly increased.
В некоторых редких случаях пользователи могут перемещать свои руки очень быстро к дозатору и могут раздражаться вынуждением ожидать в течение некоторого времени, большего, чем точно необходимо, чтобы первая частота сканирования заменялась на вторую частоту сканирования, и ожидать дополнительные 0,2 секунды (при использовании t2=0,1), даже если это незначительное время. Дополнительный блок управления ручной коррекцией, таким образом, может быть включен в состав, в котором любой одиночный принятый сигнал сканирования при или выше на 30% (или более высокую величину, такую как выше 95%, в случае, описанном в предыдущем параграфе) по сравнению с фоновым уровнем может использоваться для вызова немедленного дозирования изделия, без требования следующих друг за другом циклов сканирования при или выше предварительно определенного уровня, даже когда в режиме первой частоты сканирования. Это также может применяться, будучи выполненным для применения в режиме второй частоты сканирования.In some rare cases, users can move their hands very quickly toward the dispenser and may be annoyed by the need to wait for some time longer than they need the first scan frequency to be replaced by the second scan frequency and wait an additional 0.2 seconds (when using t2 = 0.1), even if it is a short time. An additional manual correction control unit, therefore, can be included in which any single received scan signal at or higher by 30% (or a higher value, such as higher than 95%, in the case described in the previous paragraph) in comparison with a background level can be used to call up immediate dispensing of the product, without requiring successive scanning cycles at or above a predetermined level, even when in the first scan frequency mode. This can also be applied, being made for use in the second scan frequency mode.
После периода бездействия в течение удлиненного временного периода t4, во время которого сенсорная система была сканирующей на первой частоте, системе может быть предоставлена возможность допускать, что нет возможных пользователей поблизости дозатора. В таком случае, даже время t1 может считаться слишком коротким, чтобы предоставлять возможность оптимального сбережения энергии, и таким образом, система может изменять частоту сканирования до третьей частоты сканирования (более низкой, чем первая частота сканирования), во время которой импульс сканирования выдается только однажды после истечения времени t3. Однако в таком случае, когда принимается ИК-сигнал, который находится на или выше предварительно определенного уровня (например, на 15% или больше выше фонового уровня), тогда система должна изменять частоту сканирования прямо до второй более высокой частоты сканирования, предпочтительнее чем сначала перенимая исходную первую частоту сканирования. Однако в таком случае, уместно требовать по меньшей мере двух циклов сканирования, но предпочтительно, большего количество циклов сканирования, для вызова дозирования изделия. Например, когда туалетная комната, где размещен дозатор, погружается в темноту, а затем, позже, в некоторый момент времени включаются лампы, принимаемые уровни ИК-излучения могут приниматься во внимание, чтобы определять, что присутствует пользователь. Чтобы избежать дозирования изделия в таком случае, может быть уместным позволять системе иметь в распоряжении время для учета уровней фонового ИК-излучения до предоставления возможности осуществлять дозирование.After a period of inactivity for an extended time period t4, during which the sensor system was scanning at the first frequency, the system may be allowed to assume that there are no possible users nearby the dispenser. In this case, even the time t1 can be considered too short to allow optimal energy conservation, and thus, the system can change the scanning frequency to a third scanning frequency (lower than the first scanning frequency), during which the scan pulse is issued only once after time t3. However, in this case, when an infrared signal is received that is at or above a predetermined level (for example, 15% or more above the background level), then the system must change the scan frequency directly to a second higher scan frequency, more preferably than first initial first scan frequency. However, in such a case, it is appropriate to require at least two scan cycles, but preferably a larger number of scan cycles, to trigger dispensing of the article. For example, when the toilet room where the dispenser is placed is plunged into darkness, and then, at some point in time, the lamps turn on, the received infrared levels can be taken into account to determine that the user is present. In order to avoid dosing the product in such a case, it may be appropriate to allow the system to have time to account for the levels of background infrared radiation before being able to dose.
В показателях фонового уровня ИК-излучения, как упомянуто выше, таковой будет изменяться со временем. Подобным образом, присутствию неподвижных объектов (например, мыльниц, других контейнеров или других неподвижных объектов) в пределах области дозатора необходимо учитываться в качестве фонового ИК-излучения. Для того, чтобы сделать это, было найдено подходящим получать скользящее среднее самых последних по времени зарегистрированных принятых ИК-сигналов R, с тем чтобы изменять уровень Q0 на непрерывной основе.In terms of the background level of infrared radiation, as mentioned above, such will vary with time. Similarly, the presence of immovable objects (such as soap dishes, other containers or other immovable objects) within the dispenser area must be taken into account as background IR radiation. In order to do this, it was found appropriate to obtain a moving average of the most recently recorded received IR signals R, in order to continuously change the level of Q0.
Например, четыре (либо больше или меньше, чем четыре) самых последних по времени принятых значений ИК-сигнала могут использоваться для формирования среднего значения уровня фонового сигнала, например, посредством деления, например, суммы четырех самых последних принятых уровней сигнала на четыре. По мере того, как принимается каждое новое значение ИК-излучения, самое старое значение из четырех значений вымещается из расчета (например, удалением его из регистра или накопителя самых последних значений в схеме управления) и расчетом нового среднего значения на основании самых последних значений. Расчет скользящего среднего и средство, требуемое для этого, в обоих аппаратных средствах и/или программном обеспечении, для самого последнего по времени зарегистрированного набора значений, очень хорошо известны в данной области техники электроники и, таким образом, здесь считаются не требующими дальнейшего пояснения.For example, four (or more or less than four) of the most recently received infrared signal values can be used to generate the average level of the background signal, for example, by dividing, for example, the sum of the four most recent received signal levels by four. As each new value of infrared radiation is received, the oldest of the four values is removed from the calculation (for example, by removing it from the register or drive of the latest values in the control circuit) and calculating the new average value based on the latest values. The calculation of the moving average and the means required for this, in both hardware and / or software, for the most recently recorded set of values, are very well known in the art of electronics and, therefore, are deemed not to require further explanation.
Предварительно определенное количество предыдущих одиночных циклов сканирования, которые используются для формирования (скользящего) среднего, типично находится между двумя и десятью циклами сканирования, предпочтительно, между тремя и шестью циклами сканирования, а наиболее предпочтительно, является четырьмя или пятью циклами сканирования. Если три или менее циклов сканирования используются для формирования среднего значения принимаемого ИК-излучения, и это используется при установлении второго тока, который должен подаваться в излучатель(и), может возникать затруднение, что последние значения включают в себя значения высокого ИК-излучения вследствие руки, временно присутствующей, а затем, удаленной, которая вызывает искусственно высокое среднее значение принимаемого ИК-излучения. Это явление, конечно, может использоваться, если требуется, чтобы давать преимущество в установлении уровня тока для излучателя посредством сравнения набора (например, трех последних следующих друг за другом циклов сканирования) принятых значений ИК-излучения, которые заставляли возникать дозирование, с самым последним набором принятых значений ИК-излучения, которые не заставляли происходить дозирование. Когда используются четыре или более циклов сканирования, это дает более стабильные результаты для фонового ИК-излучения, хотя использование слишком большого количества значений может заставлять дозатор не реагировать достаточно быстро на фоновые изменения, каковое, таким образом, в некоторых случаях может заставлять дозатор реагировать более медленно на присутствие пользователя.The predetermined number of previous single scan cycles that are used to form the (moving) average is typically between two and ten scan cycles, preferably between three and six scan cycles, and most preferably, four or five scan cycles. If three or fewer scanning cycles are used to form an average value of the received infrared radiation, and this is used to establish the second current to be supplied to the emitter (s), it may be difficult that the latter values include high infrared values due to the arm temporarily present, and then removed, which causes an artificially high average value of the received infrared radiation. This phenomenon, of course, can be used, if necessary, to give an advantage in setting the current level for the emitter by comparing the set (for example, the last three consecutive scanning cycles) of the accepted values of the infrared radiation, which caused dosing to occur, with the most recent set accepted values of infrared radiation, which did not cause dosing. When four or more scan cycles are used, this gives more stable results for background IR radiation, although using too many values may cause the dispenser to not respond quickly enough to background changes, which, in some cases, may cause the dispenser to respond more slowly to the presence of the user.
Посредством использования скользящего среднего уровня фонового ИК-излучения получено дополнительное преимущество, при котором, когда пользователь, который только что извлек полотенце или другое изделие, удерживает его/ее руки у выпускного отверстия дозирования, уровень принимаемого ИК-излучения будет оставаться высоким. Однако для не допущения пользователя, вызывающего таким образом высвобождение большого количества изделия, например материала бумажных полотенец, руки пользователя будут рассматриваться в качестве являющихся фоновым ИК-излучением, когда они относительно неподвижны, и, таким образом, дозирование не будет происходить. Для дозирования дополнительного изделия (например, бумаги), пользователь, поэтому, должен удалять его/ее руки от сенсоров дозатора, чтобы предоставить возможность считывания «истинного» фонового ИК-излучения (то есть, фонового ИК-излучения без рук пользователя, присутствующих слишком близко к устройству). Только при возобновленном движении рук пользователя по направлению к чувствительным элементам дозатора может вызываться дозирование изделия для возникновения вновь.By using the moving average level of background infrared radiation, an additional advantage is obtained in which when the user who has just removed a towel or other product holds his / her hands at the dispensing outlet, the level of received infrared radiation will remain high. However, in order to prevent the user from causing the release of a large amount of the product, such as paper towel material, the user's hands will be considered as being background IR radiation when they are relatively stationary, and thus, dosing will not occur. To dispense an additional product (such as paper), the user, therefore, must remove his / her hands from the dispenser sensors in order to allow reading of the “true” background IR radiation (that is, background IR radiation without the user's hands being too close to the device). Only with the renewed movement of the user's hands in the direction of the sensing elements of the dispenser can dosing of the product be called up to occur again.
Кроме того, еще дополнительное средство, посредством которого может предотвращаться неправильное использование дозатора при излишнем повторном извлечении полотенец, состоит в организации, в дополнение к или даже в качестве альтернативы вышеприведенному скользящему среднему, регулируемого минимального времени истечения между дозированием полотенец (например, времени между 2 и 10 секундами). Однако этот признак обычно не требуется, поскольку в большинстве случаев присущее время истечения для системы на определение пользователя в качестве присутствующего в зоне дозирования и на поворот электродвигателя для дозирования полотенца будет достаточным для предотвращения такого неправильного использования.In addition, another additional means by which misuse of the dispenser can be prevented when the towels are re-removed excessively is to arrange, in addition to or even as an alternative to the above moving average, an adjustable minimum elapsed time between dispensing towels (e.g., time between 2 and 10 seconds). However, this feature is usually not required, since in most cases the inherent expiration time for the system to determine the user as being present in the dispensing zone and to turn the motor to dispense the towel will be sufficient to prevent such misuse.
Также будет приниматься во внимание, что по мере того, как аккумуляторы дозатора разряжаются со временем, мощность, подаваемая на чувствительные элементы, также может подвергаться влиянию, каковое может служить причиной менее эффективной работы. Чтобы предотвратить возникновение этого и, таким образом, гарантировать, что постоянное напряжение имеется в распоряжении для подачи на чувствительные элементы (до времени, близкого к полному разряду аккумуляторов), может применяться постоянная нагрузка по току. Такие постоянные нагрузки по току для обеспечения стабильности напряжения хорошо известны сами по себе в данной области электроники и, таким образом, здесь считаются не требующими дополнительного описания, хотя, может быть понятно, что их использование в сенсорной схеме для такого дозатора, как описанный в материалах настоящей заявки, является особенно полезным. Количество добавочной энергии, требуемой для управления постоянной нагрузки по току, является незначительным, и, соответственно, использование такого устройства едва заметно в пригодном для эксплуатации времени действия аккумулятора.It will also be appreciated that as the metering batteries discharge over time, the power supplied to the sensing elements may also be affected, which may cause less efficient operation. To prevent this from occurring and, thus, to ensure that a constant voltage is available for supplying the sensing elements (up to a time close to the full discharge of the batteries), a constant current load can be applied. Such constant current loads to ensure voltage stability are well known per se in this field of electronics and, therefore, are considered not to require additional description, although it may be understood that their use in a sensor circuit for such a dispenser as described in the materials of the present application is particularly useful. The amount of additional energy required to control the constant current load is negligible, and, accordingly, the use of such a device is barely noticeable in a usable battery life.
Мощность, подаваемая на излучатели, дополнительно может быть выполнена с возможностью изменяться посредством автоматического управления, соответственно, между величиной с 0,001 до 0,1 мА·с (с использованием аккумуляторной сборки в 6В), для того чтобы учитывать принимаемую интенсивность отраженного сигнала из предыдущих циклов сканирования, в частности таковых, имеющих результатом возникновение дозирования, по сравнению с теми, которые не вызывали дозирование (то есть, более позднее представление неизменного фонового ИК-излучения), и чтобы регулировать уровень испускаемого ИК-излучения до более подходящего уровня.The power supplied to the emitters can additionally be configured to vary by automatic control, respectively, between a value of 0.001 to 0.1 mA · s (using a 6V battery assembly) in order to take into account the received intensity of the reflected signal from previous cycles scans, in particular those that result in dosing, as compared to those that did not cause dosing (i.e., a later presentation of unchanged background IR radiation), and that adjust the level of emitted infrared radiation to a more appropriate level.
Это может достигаться изменением тока в излучателях, например, между 1 и 100 мА (то есть, возможностью 100-кратного изменения). Это может делаться посредством использования модуля 106 (который будет описан позже) ШИМ (широтно-импульсного модулятора, PWM), в силу чего прямоугольный ШИМ-сигнал преобразуется в напряжение постоянного тока (DC), имеющее выходную мощность, пропорциональную коэффициенту заполнения ШИМ, и в силу чего MCU изменяет коэффициент заполнения ШИМ, чтобы регулировать напряжение постоянного тока в схемах излучателей и, соответственно, мощность испускаемого ИК-сигнала на основании входных данных об интенсивности сигнала, принятых сенсорами и отправленных в MCU. Например, если интенсивность отраженного сигнала очень низка в последних нескольких циклах сканирования (например, пяти циклах сканирования), когда происходило дозирование, это может быть, так как типичная яркость рук пользователя низка, а уровни фонового освещения относительно высоки. Это может заставлять уровни принятого сигнала быть только едва выше предварительно определенного уровня по сравнению с фоновым ИК-излучением, пока руки пользователя не расположены очень близко к чувствительным элементам, каковое может приводить к затруднению при детектировании в некоторых условиях. В таком случае может быть надлежащим увеличивать мощность, подаваемую на ИК-излучатели, с тем чтобы принимать более легко воспринимаемое изменение сигнала, то есть, первый ток повышается до второго более высокого тока, и этот второй ток применяется в течение следующего импульса (или импульсов) сканирования, который будет отправляться (пока не обнаружено дополнительное изменение фонового ИК-излучения, которое может приводить к дополнительному изменению тока, отправляемого в излучатель(и)).This can be achieved by changing the current in the emitters, for example, between 1 and 100 mA (that is, the possibility of a 100-fold change). This can be done by using a PWM (Pulse Width Modulator, PWM) module 106 (which will be described later), whereby a rectangular PWM signal is converted to a direct current (DC) voltage having an output power proportional to the PWM duty cycle, and in why the MCU changes the PWM duty cycle to regulate the DC voltage in the emitter circuits and, accordingly, the power of the emitted IR signal based on the input signal intensity received by the sensors and sent ny in the MCU. For example, if the intensity of the reflected signal is very low in the last few scanning cycles (for example, five scanning cycles) when dosing occurred, this may be because the typical brightness of the user's hands is low and the background lighting levels are relatively high. This can cause the levels of the received signal to be only slightly higher than the predetermined level compared to the background infrared radiation, until the user's hands are located very close to the sensitive elements, which can lead to difficulty in detection in some conditions. In this case, it may be appropriate to increase the power supplied to the IR emitters in order to receive a more easily perceptible change in the signal, that is, the first current rises to the second higher current, and this second current is applied during the next pulse (or pulses) scanning that will be sent (until an additional change in the background IR radiation is detected, which can lead to an additional change in the current sent to the emitter (s)).
Подобным образом, если типичная яркость рук пользователя высока, а уровни фонового ИК-излучения низки, может быть надлежащим понижать мощность, подаваемую на ИК-излучатели, в то время как принимается легко воспринимаемое изменение уровня сигнала (то есть, уровень отраженного ИК-излучения во время дозирования по сравнению с уровнем фонового ИК-излучения). Этим способом, мощность, подаваемая на излучатели, кроме того, еще дополнительно оптимизируется, чтобы учитывать такие условия наряду с обеспечением надежного и быстрого опознавания и дозирования. Таким образом, кроме условий очень высокого освещения, только очень низкая мощность может использоваться в отношении чувствительных элементов. Таким образом, также будет понятно, что дозатор может быть оптимизирован, из условия чтобы первая зона обнаружения, в которой присутствие возможного пользователя вызывает изменение с первой до второй частоты сканирования, выбиралась находящейся между приблизительно 20 и 60 см, предпочтительно, между 25 см и 50 см от выпускного отверстия. Будет очевидно, что дополнительные повышения мощности в отношении излучателей будут повышать дальность обнаружения, но энергопотребление будет возрастать в гораздо большей степени, и ложные обнаружения также могут происходить чаще. Дальность вплоть до 50 см от дозатора для предоставления возможности обнаружения пользователя является предпочтительным максимумом для большинства сборок.Similarly, if the typical brightness of the user's hands is high and the background IR levels are low, it may be appropriate to lower the power supplied to the IR emitters, while an easily perceived change in signal level is received (i.e., the level of reflected IR radiation during dosing time compared to the level of background infrared radiation). In this way, the power supplied to the emitters, in addition, is further optimized to take such conditions into account while ensuring reliable and fast recognition and dosing. Thus, in addition to very high light conditions, only very low power can be used with respect to sensitive elements. Thus, it will also be understood that the dispenser can be optimized so that the first detection zone, in which the presence of a possible user causes a change from the first to the second scanning frequency, is selected between approximately 20 and 60 cm, preferably between 25 cm and 50 cm from the outlet. It will be obvious that additional power increases with respect to the emitters will increase the detection range, but power consumption will increase to a much greater extent, and false detection can also occur more often. A range of up to 50 cm from the dispenser to enable user detection is the preferred maximum for most assemblies.
При изменении уровня тока с первого до второго тока, однако, может быть подходящим проектировать схему управления, из условия чтобы первый и второй уровень тока удерживался постоянным, например, в течение по меньшей мере одной секунды (или даже дольше) до предоставления возможности изменяться до другого уровня тока.When changing the current level from the first to the second current, however, it may be appropriate to design a control circuit so that the first and second current levels are kept constant, for example, for at least one second (or even longer) before being allowed to change to another current level.
Изменением подаваемого тока в излучатели вышеупомянутым способом мощность, подаваемая на излучатели, оптимизируется, чтобы учитывать фоновые условия, с тем чтобы обеспечивать надежное и быстрое опознавание и дозирование без использования излишней энергии аккумуляторов.By varying the supply current to the emitters in the aforementioned manner, the power supplied to the emitters is optimized to take into account background conditions in order to ensure reliable and fast recognition and metering without using excessive battery energy.
Альтернативный, возможно, более простой способ, который может использоваться для изменения тока ИК-излучателя, предпочтительнее, чем посредством сравнения (как выше) значений уровней отраженного ИК-излучения с общим фоновым, состоит в том, чтобы устанавливать так называемое «стандартное значение» или «пороговое значение» в схеме управления, которое является значением ожидаемой интенсивности детектируемого сигнала, принимаемой в нормальных рабочих условиях. Подаваемый ток может составлять, например, 5 мА. Если это стандартное значение названо A1, то во время работы схема управления (ее MCU) может делать рассчитывающим уровень ИК-излучения, A2, по предварительно определенному количеству самых последних по времени принятых значений ИК-излучения (то есть, скользящему среднему самых последних значений). Если A2>A1 (то есть, уровень A2 сигнала скользящего среднего детектированного отражения выше сохраненного уровня A1 стандартного сигнала), ток, подаваемый на излучатель, может снижаться, предпочтительно по шагам приращения. Наоборот, в случае, если A2<A1, то ток, подаваемый в излучатели, может повышаться, предпочтительно с определенным шагом приращения.An alternative, possibly simpler method that can be used to change the current of the infrared emitter, rather than by comparing (as above) the values of the reflected infrared radiation with a common background, is to set the so-called "standard value" or “Threshold value” in the control circuit, which is the value of the expected intensity of the detected signal received under normal operating conditions. The supplied current can be, for example, 5 mA. If this standard value is called A1, then during operation, the control circuit (its MCU) can calculate the level of infrared radiation, A2, according to a predetermined number of the most recent received values of infrared radiation (that is, a moving average of the latest values) . If A2> A1 (that is, the level A2 of the moving average detected reflection signal is higher than the stored standard signal level A1), the current supplied to the emitter can decrease, preferably in incremental steps. On the contrary, in the case where A2 <A1, then the current supplied to the emitters can increase, preferably with a certain increment.
Для каждого одиночного цикла сканирования ток, подаваемый в излучатель, нормально должен удерживаться по существу постоянным. Таким образом, как для первого уровня тока, так и для второго уровня тока, ток удерживается по существу постоянным на таком соответственном уровне тока. К тому же, как будет ясно, есть не только два возможных уровня тока, поскольку как только упомянутый второй уровень тока отправляется в одном одиночном цикле сканирования, такой второй уровень тока становится первым уровнем тока для следующего сканирования, и второй уровень тока будет следующим уровнем тока, который должен быть установлен (с повышением или понижением, либо неизменным в каждом цикле сканирования), все в зависимости от результатов самого последнего по времени скользящего среднего принимаемого ИК-излучения.For each single scan cycle, the current supplied to the emitter should normally be kept substantially constant. Thus, for both the first current level and the second current level, the current is kept substantially constant at such a corresponding current level. In addition, as it will be clear, there are not only two possible current levels, since as soon as the second current level is sent in one single scan cycle, such a second current level becomes the first current level for the next scan, and the second current level will be the next current level which must be set (with increase or decrease, or unchanged in each scan cycle), all depending on the results of the most recent moving average received infrared radiation.
Среднее значение принимаемого ИК-излучения рассчитывается по предварительно определенному количеству предыдущих одиночных циклов сканирования. Предпочтительно, предварительно определенное количество предыдущих одиночных циклов сканирования указывает ссылкой на циклы сканирования, которые непосредственно предшествуют самому последнему циклу сканирования. Подходящее предварительно определенное количество циклов сканирования может быть между 2 и 10 циклами сканирования, предпочтительно, между тремя и шестью циклами сканирования, а наиболее предпочтительно, четырьмя или пятью циклами сканирования. Для расчета среднего принимаемого ИК-излучения, используются последние (например четыре) одиночные циклы сканирования, и среднее значение всех входных сигналов ИК-приемника используется для каждого цикла сканирования. В следующем среднем ИК-излучении, которое рассчитывается, непосредственно последние по времени четыре одиночных цикла сканирования, затем используются снова (самый старый цикл сканирования из предыдущих циклов сканирования теперь подвергнут удалению из расчета).The average value of the received infrared radiation is calculated from a predefined number of previous single scan cycles. Preferably, a predetermined number of previous single scan cycles refers to scan cycles that immediately precede the most recent scan cycle. A suitable predetermined number of scan cycles may be between 2 and 10 scan cycles, preferably between three and six scan cycles, and most preferably four or five scan cycles. To calculate the average received IR radiation, the last (for example, four) single scan cycles are used, and the average value of all input signals of the IR receiver is used for each scan cycle. In the next average infrared radiation that is calculated, the last four single scan cycles are immediately last used, then they are used again (the oldest scan cycle from previous scan cycles has now been removed from the calculation).
Дополнительный способ выполнения измерения фонового ИК-излучения, предпочтительнее, чем взятие среднего значения предварительно принятых значений ИК-излучения, которые включают в себя принятые значения отражения ИК-излучения от испущенного ИК-излучения, состоит в том, чтобы выполнять цикл сканирования приема (то есть, приводить в действие схемы приема на небольшое количество времени при выключенных излучателях) и измерять уровень поступающего ИК-излучения. Это может выполняться, например посредством MCU. Среднее значение предварительно определенного количества предшествующих одиночных циклов сканирования приема, которые, в таком случае, используются для формирования среднего значения принимаемого ИК-излучения (с выведенным из работы излучателем) уже описанным способом.An additional method of measuring the background infrared radiation is preferable to taking the average of the previously received infrared values, which include the received infrared reflection values from the emitted infrared radiation, in order to perform a reception scanning cycle (i.e. , actuate the receiving circuit for a small amount of time with the emitters turned off) and measure the level of incoming infrared radiation. This may be accomplished, for example, by means of an MCU. The average value of a predetermined number of previous single reception scan cycles, which, in this case, are used to form the average value of the received infrared radiation (with the emitter out of operation) as already described.
В случае использования отключенных излучателей для установления фонового ИК-излучения также может быть подходящим фиксировать уровень принимаемого ИК-излучения (в особенности, в случаях, где остаточная энергия аккумуляторов очень низка, так что уровни тока, подаваемые в излучатели, не должны или дальше не могут увеличиваться), который находится, например, на приблизительно 90% принимаемого значения ИК-излучения ИК-приемником, когда ИК-излучатель выключен. Могли бы выбираться другие значения, например, 85% и выше. Отклонения ИК-излучения при этом абсолютном уровне принимаемого ИК-излучения часто слишком малы для существования безошибочной способности различать изменение в принимаемом ИК-излучении, которое вызывается вследствие присутствия пользователя, по сравнению с внешними воздействиями, а это может приводить к ненадлежащему дозированию. Такая ситуация наиболее вероятна для возникновения в дозаторах, где не используется импульсное ИК-излучение с ограниченной частотой (то есть, в противоположность вышеизложенной системе излучения с априорно ограниченной частотой 15 кГц и детектированием 12-18 кГц, описанной выше), вследствие в значительной степени более низких абсолютных уровней фонового ИК-излучения, которые требуются для насыщения сенсорной системы приема.In the case of using disconnected emitters to establish the background infrared radiation, it may also be appropriate to fix the level of received infrared radiation (especially in cases where the residual energy of the batteries is very low, so that the current levels supplied to the emitters should not or cannot continue increase), which is, for example, approximately 90% of the received value of the infrared radiation by the infrared receiver when the infrared emitter is turned off. Other values could be selected, for example, 85% and higher. Deviations of infrared radiation at this absolute level of received infrared radiation are often too small for the unmistakable ability to distinguish between changes in the received infrared radiation caused by the presence of the user compared to external influences, and this can lead to inappropriate dosing. This situation is most likely to occur in dispensers where pulsed infrared radiation with a limited frequency is not used (that is, in contrast to the aforementioned radiation system with an a priori limited frequency of 15 kHz and the detection of 12-18 kHz described above), due to a significant degree more low absolute levels of background infrared radiation, which are required to saturate the sensor reception system.
Также будет понятно, что дозатор может быть оптимизирован, из условия чтобы самый внешний край первой зоны обнаружения, в которой присутствие возможного пользователя вызывает переключение с первой на вторую частоту сканирования, выбирался находящимся между приблизительно 20 и 60 см, предпочтительно между 25 см и 50 см от выпускного отверстия. Дополнительное повышение мощности в излучателях для достижения большей дальности будет повышать дальность обнаружения, но энергопотребление будет возрастать в гораздо большей степени, и ложные обнаружения также могут легче возникать несмотря на дополнительное измерение уровня электропитания излучателя.It will also be understood that the dispenser can be optimized so that the outermost edge of the first detection zone, in which the presence of a possible user causes switching from the first to the second scanning frequency, is selected between approximately 20 and 60 cm, preferably between 25 cm and 50 cm from the outlet. An additional increase in power in the emitters to achieve a greater range will increase the detection range, but power consumption will increase to a much greater extent, and false detections can also occur more easily despite the additional measurement of the emitter's power level.
В дополнительном предпочтительном варианте осуществления дозатор может быть выполнен с возможностью иметь в распоряжении два режима работы, один, являющийся режимом опознавания (или режимом «опознавания пользователя»), описанным ранее, в силу которого является действующим активное восприятие ИК-излучения, другой режим, являющийся режимом «вывешивания» полотенца, например, в силу которого, каждый раз, когда бумажное полотенце дозируется и, к тому же, снимается (например, обрывается), новое бумажное полотенце высвобождается из дозатора. Для этой цели, например, режущая кромка 16, как показано на фиг. 2, могла бы устанавливаться из условия, чтобы применение нажима на режущую кромку (часто указываемую, как режущий механизм) заставляет приводиться в действие переключатель для запуска электродвигателя M, чтобы выдавать новый кусок полотенца, готового быть оторванным. Устройство также может включать в себя ручной переключатель, так что этот режим «вывешивания» полотенца может вручную устанавливаться пользователем или автоматически устанавливаться таймером, например, с известными временными периодами, когда дозатор нормально будет в постоянном использовании, а использование активной сенсорной ИК-системы является временно излишним.In a further preferred embodiment, the dispenser may be configured to have two modes of operation, one that is an identification mode (or a “user identification” mode) described previously, by virtue of which active perception of infrared radiation is effective, the other mode being the mode of “hanging” towels, for example, by virtue of which, every time a paper towel is dosed and, moreover, removed (for example, torn off), a new paper towel is released from the dispenser. For this purpose, for example, a
Режим «вывешивания» полотенца, например, также может быть пригодным в условиях чрезмерно высокого фонового ИК-излучения (например, выше 5000, а предпочтительно выше 10000 люкс), когда сенсорная ИК-система полностью насыщена и, таким образом, не может детектировать отличие в повышенном уровне ИК-излучения от пользователя по сравнению с фоновыми уровнями, несмотря на любые переключения с первого тока на второй ток, подаваемые в излучатели. Дозатор, таким образом, выполнен с возможностью детектировать уровень ИК-излучения по отношению к пороговому значению (то есть, максимальному пороговому значению), и, когда упомянутое пороговое значение достигается, сенсорная система управления (то есть, система управления для сенсорной системы) переключает режим дозирования дозатора с режима опознавания пользователя (то есть, сравнения принимаемого ИК-излучения с фоновым ИК-излучением для приведения в действие дозирования, как описано ранее) на режим «вывешивания» полотенца, в котором кусок бумажного листового полотенца выдается из выпускного отверстия и остается висящим там до тех пор, пока оно не снято, после которого дополнительное бумажное полотенце выдается из выпускного отверстия 8 и снова остается висящим там.The “hanging” mode of a towel, for example, can also be suitable in conditions of excessively high background infrared radiation (for example, above 5000, and preferably above 10000 lux), when the sensor infrared system is completely saturated and, therefore, cannot detect the difference in increased level of infrared radiation from the user compared to background levels, despite any switching from the first current to the second current supplied to the emitters. The dispenser is thus configured to detect the level of infrared radiation with respect to the threshold value (i.e., the maximum threshold value), and when said threshold value is reached, the touch control system (i.e., the control system for the touch system) switches the mode dispensing the dispenser from the user identification mode (that is, comparing the received infrared radiation with the background infrared radiation to actuate the dispensing, as described previously) to the toweling mode, in which a piece of paper sheet towel is pulled out of the outlet and remains hanging there until it is removed, after which an additional paper towel is pulled out of the
Однако детектирование среднего значения принимаемого ИК-излучения, предпочтительно, по-прежнему рассчитывается в течение времени, которое находится в работе режим «вывешивания» полотенца, а система управления выполнена с возможностью переключать режим обратно из режима «вывешивания» полотенца в режим дозирования, когда среднее значение принимаемого ИК-излучения падает ниже порогового значения.However, the detection of the average value of the received infrared radiation, preferably, is still calculated over the time that the towel hanging mode is in operation, and the control system is configured to switch the mode back from the towel hanging mode to the dispensing mode when the average the value of the received infrared radiation falls below a threshold value.
Немедленное переключение обратно может быть не всегда подходящим, поскольку среднее ИК-излучение могло падать ниже порогового значения только временно, а устройство было бы постоянно переключающимся между режимами вывешивания и опознавания пользователя, каковое может сбивать пользователя с толку. Таким образом, может быть предпочтительным включать временную задержку первого предопределенного промежутка времени (например, пяти секунд или более, или даже более длительных временных периодов) перед переключением обратно в режим опознавания пользователя.Immediate switching back may not always be suitable, since the average infrared radiation could only drop temporarily below the threshold value, and the device would constantly switch between hanging and user recognition modes, which could confuse the user. Thus, it may be preferable to include a time delay of the first predetermined period of time (for example, five seconds or more, or even longer time periods) before switching back to user authentication mode.
Даже еще дополнительное улучшение может достигаться выполнением программного обеспечения (или, по выбору, аппаратных средств) системы управления с возможностью предотвращать переключение обратно в упомянутый режим опознавания пользователя в течение упомянутого первого предопределенного временного периода, если среднее значение принимаемого ИК-излучения в течение такого времени выше максимального порогового значения ИК-излучения. К тому же это помогает дополнительно сглаживать воздействия временных изменений фонового ИК-излучения.Even further improvement can be achieved by executing software (or, optionally, hardware) of the control system with the ability to prevent switching back to said user identification mode during said first predetermined time period if the average value of the received infrared radiation for such a time is higher maximum threshold value of infrared radiation. In addition, this helps to further smooth out the effects of temporary changes in the background infrared radiation.
В дозаторе, использующем испускаемое импульсное ИК-излучение (например, при напряжении переменного тока 15 кГц, как пояснено выше), уровень фонового ИК-излучения, вызываемого, в частности, светом (содержащим все частоты ИК-излучения), при котором требуется такой переход в режим «вывешивания» полотенца, нормально будет очень высоким уровнем (например, вплоть до или более чем 10000 люкс). Однако переключение режима с режима опознавания пользователя на режим «вывешивания» полотенца является особенно полезным в недорогом типе системы дозатора, где ИК-излучение не является импульсным, а просто испускается широкая полоса частот ИК-излучения и принимается широкая полоса частот. В таких случаях уровень насыщения приемной стороны сенсорной системы наступает на гораздо более низких уровнях освещения (например, порядка 1000 люкс). Таким образом, переключение с режима опознавания пользователя на режим вывешивания полотенца могло бы предлагать полезное дополнение таким устройствам, не привнося расходы на ограниченное импульсное частотное испускание и специальные усилители и фильтры на стороне приемника.In a dispenser using emitted pulsed infrared radiation (for example, at an AC voltage of 15 kHz, as explained above), the level of background infrared radiation, caused in particular by light (containing all frequencies of infrared radiation), which requires such a transition In the “hanging” mode, towels will normally be at a very high level (for example, up to or more than 10,000 lux). However, switching the mode from the user identification mode to the “hanging” mode of the towel is especially useful in an inexpensive type of dispenser system where the IR radiation is not pulsed, but a wide frequency band of the IR radiation is simply emitted and a wide frequency band is received. In such cases, the saturation level of the receiving side of the sensor system occurs at much lower lighting levels (for example, about 1000 lux). Thus, switching from a user identification mode to a towel hanging mode could offer a useful addition to such devices without incurring the cost of limited pulsed frequency emission and special amplifiers and filters on the receiver side.
Дополнительное обстоятельство, по которому может быть полезным переключаться на режим «вывешивания» полотенца, имеет место в момент времени, близкий к полному разряду аккумулятора, когда энергопотребление активной сенсорной ИК-системы неподобающе высоко для оставшейся энергии аккумуляторов (когда имеет отношение к нормальному использованию, для которого поставлено устройство). В таком случае малой мощности аккумуляторов может использоваться автоматическое переключение (посредством системы управления дозатором, включающей в себя сенсорную систему) на режим «вывешивания» полотенца и выключение излучателей, используемых для режима опознавания. В качестве альтернативы, устройство может быть оборудовано индикатором предупреждения о низкой мощности аккумуляторов, который мог бы использоваться обслуживающим лицом для перевода ручного переключателя в режим вывешивания полотенца на время до замены аккумуляторов.An additional circumstance by which it may be useful to switch to the “hanging” mode of the towel takes place at a time close to the full discharge of the battery, when the power consumption of the active sensor IR system is inappropriately high for the remaining battery energy (when it relates to normal use, which delivered the device). In this case, low battery power can be used to automatically switch (through the dispenser control system, which includes a sensor system) to the mode of "hanging" towels and turning off the emitters used for the recognition mode. Alternatively, the device may be equipped with a low battery warning indicator, which could be used by the operator to put the manual switch in the towel hanging mode until the batteries are replaced.
Фиг. 6 показывает структурную схему базовой системы по одному из вариантов осуществления дозатора согласно изобретению, в которой часть, показанная пунктирной линией, включает в себя основные компоненты для модуляции ИК-сигнала, испускания ИК-излучения и приема ИК-излучения, используемых для передачи сигнала опознавания в (аналого/цифровую) A/D-модуляцию главного устройства управления (MCU), каковое устройство содержит микропроцессор.FIG. 6 shows a block diagram of a basic system according to one embodiment of a dispenser according to the invention, in which the part shown by the dashed line includes the main components for modulating the infrared signal, emitting infrared radiation and receiving infrared radiation used to transmit the identification signal to (analog / digital) A / D modulation of the main control unit (MCU), which device contains a microprocessor.
Прямоугольник 101 и 102 обозначает ИК-излучатель(и) и приемник(и), соответственно, в целом соответствующие ранее описанным излучателям 10, 12 и приемникам 9, 11, 13, описанным выше. Эти ИК-излучатели и приемники предпочтительно являются фотодиодами. Рука, показанная за пределами пунктирных линий, указывает, что ИК-излучение, испускаемое излучателем(ями) 101, отражается рукой обратно в приемник(и) 102. Узел 103 является фотоэлектрическим преобразователем для преобразования принятого ИК-сигнала перед тем, как он пропускается в узел 104 фильтрации и усиления, где схемы проходного полосового фильтра и усиления действуют для усиления принятого сигнала около центральной частоты в ограниченной ширине полосы и, тем самым, для соразмерного подавления других частот ИК-излучения. Сигнал затем пропускается в узел 105 выпрямления сигнала, поскольку ИК-сигнал является сигналом переменного тока. Из узла 105 сигнал проходит в A/D-модуль MCU.
Выход модуля 106 ШИМ управляется MCU из условия, чтобы сигнал прямоугольной формы из ШИМ мог иметь свой коэффициент заполнения изменяемым посредством MCU для регулирования напряжения постоянного тока в схемах излучателей и, таким образом, мощности испускаемого ИК-сигнала. ШИМ 106 присоединен к D/A-преобразователю 107 и к узлу 109 схемы возбуждения ИК-излучателя, который включает в себя постоянную нагрузку по току, упомянутую ранее. В ту же самую схему возбуждения ИК-излучателей также подается сигнал из модуля 108 фазочастотного детектирования, который выдает импульсный модулированный сигнал 15 кГц (0,5%) (или другую частоту модулированного сигнала, которая считается уместной), с тем чтобы возбуждать излучатели 101 через схему 109 возбуждения излучателей для испускания модулированных ИК-сигналов в течение коротких интервалов (например, каждый сигнал испускается в течение приблизительно 1 мс). В этом отношении должно быть отмечено, что перед тем как испускается модулированный сигнал, MCU, прежде всего, уже должен ввести в работу узел 104 схемы фильтра и усиления для принятого сигнала на короткий период, например 2,5 мс, до испускания модулированного импульса, с тем чтобы предоставить схеме приемника возможность осуществлять стабилизацию, для того чтобы надежно детектировать отраженное ИК-излучение у испускаемого ИК-сигнала. Поскольку узел 104 уже в работе, когда испускается импульс сканирования ИК-излучения, и поскольку фильтры и узел усиления центрированы по центральной частоте испускаемого импульса, нет необходимости синхронизировать временную привязку испускаемого импульса и принимаемого импульса до какой бы то ни было дополнительной степени.The output of the
Сигнал из узла 109 поставляет информацию в узел 110 управления включением/выключением ИК-излучателя. Модуль 118 ввода/вывода MCU также поставляет сигнал в узел 110, чтобы включаться и выключаться, по необходимости, чтобы тем самым выполнять цикл сканирования ИК-излучения посредством излучателя 101.The signal from the
Для того чтобы приводить в действие микропроцессор (то есть, переводить его в активное состояние для выполнения цикла сканирования с определенной частотой), RC-цепь 115 запуска подает сигнал на MCU, в узел 114 обнаружения перевода в активное состояние. Узел 117 является узлом обнаружения внешнего прерывания.In order to drive the microprocessor (that is, put it in an active state to perform a scan cycle at a certain frequency), the
Из модуля 118 ввода/вывода происходит передача в узел 119, который может рассматриваться в качестве схемы управления электродвигателем, которая приводит в действие электродвигатель M, когда сенсорная система (которая предпочтительно включает в себя MCU и программное обеспечение) обнаружила, что изделие должно дозироваться вследствие определения присутствия пользователя в зоне дозирования.From I /
Дополнительными периферийными узлами 111, 112, соответственно, являются узел схемы опознавания бумаги и схема детектирования малой мощности (то есть, для детектирования аккумуляторов, близких к полному разряду). Узел 116 указывает мощность аккумулятора, которая используется для приведения в действие MCU, а также всех других внешних устройств и электродвигателя. Узел 120 может быть схемой перегрузки электродвигателя, которая отсекает питание на электродвигатель, например, когда бумага становится застрявшей в дозаторе или когда в дозаторе нет бумаги. Узел 121 является узлом контроля длины бумаги, который действует из условия, чтобы постоянная длина бумаги (которая, сама по себе, является настраиваемой переменным образом посредством ручной операции, например, с переменным резистором или тому подобным), каждый раз, когда электродвигатель делается работающим для дозирования некоторой длины бумажного листа 7 через выпускное отверстие 8. Этот узел 121 также может включать в себя модуль компенсации малой мощности, посредством которого электродвигатель при малой мощности делается вращающимся в течение более длительного периода времени, для того чтобы дозировать идентичную длину бумажного листа, хотя узел может быть просто системой импульсного управления положением, посредством которой вращение электродвигателя отсчитывается по последовательности импульсов и вращение останавливается, только когда достигнуто точное количество импульсов. Такая система импульсного управления положением, например, могла бы включать в себя жестко расположенный фотопрерыватель, который может детектировать щели в соответствующем разрезном узле, прикрепленном к приводному валу электродвигателя (или, в качестве альтернативы, на приводном валике 5, работоспособным образом присоединенном к приводному электродвигателю). Узел 122 может быть схемой детектирования недостаточной бумаги, а узел 123 может быть узлом, используемым для указания, открыт или закрыт корпус. Это, например, может использоваться для обеспечения автоматической подачи первой порции бумаги из рулона бумаги через выпускное отверстие, когда корпус закрыт, например, после повторного заполнения новым рулоном бумаги, так что лицо, повторно заполняющее дозатор, уверено, что устройство является дозирующим надлежащим образом после того, как было закрыто.Additional
Хотя здесь не показано, последовательность ламп предупреждения или индикации состояния может быть ассоциативно связана, например, с различными узлами, такими как узлы 111, 112, со 120 по 123, чтобы указывать конкретные условия потенциальному пользователю, либо обслуживающему дозатор лицу или ремонтному рабочему (например, если заклинен электродвигатель дозатора или дозатор нуждается в повторном заполнении бумагой, или тому подобное).Although not shown here, a sequence of warning or status lights may be associated, for example, with various nodes, such as
Фиг. 7 показывает один из вариантов осуществления RC-цепи управления, которая может использоваться для предоставления синхронизированного перевода в активное состояние микропроцессора в MCU. Принцип такой схемы широко известен и, в настоящем случае, подходящим значением для резистора Re является 820 кОм, а для конденсатора - 0,33 микрофарад. Хотя не показано конкретно на фиг. 6, RC-цепь перевода в активное состояние использует узел 118 ввода/вывода MCU для обеспечения функции синхронизированного перевода в активное состояние микропроцессора, так что цикл сканирования происходит в предписанный временной интервал (например, t1, t2 или t3). Когда есть падение с высокого до низкого напряжения на входе/выходе, в результате RC-цепи, MCU будет «переходить в активное состояние» и выполнять цикл сканирования. Этот переход в активное состояние, ведущий к выполнению цикла сканирования, также требует программной поддержки. Подобным образом, продолжительность времени t1 и/или, t2 и/или t3 может выполняться надлежащим образом в качестве кратного количества постоянной времени RC-цепи, в силу чего входной сигнал из RC-цепи может использоваться в программном обеспечении для определения, требуется или нет цикл сканирования в каждом интервале. В этом отношении будет отмечено, что RC-цепь подвергается изменениям напряжения на входе (через VDD, который является источником напряжения питания MCU, полученным после прохождения через диод из аккумуляторного источника напряжения). Так как напряжение аккумулятора (или аккумуляторов) падает, то будет увеличение постоянной времени RC в схеме по фиг. 7, и, таким образом, промежутки t1, t2 и t3 времени, установленные первоначально, будет изменяться по мере того, как аккумуляторы становятся более истощенными. Например, при промежутке t1 времени, установленном на предопределенном уровне в 0,17 секунд для уровня аккумулятора в 6 В, падение до уровня полного разряда в 4,2 В будет увеличивать промежуток t1 времени до 0,22 с. Таким образом, значения t1, t2, t3 и т. д., в качестве используемых в материалах настоящей заявки, должны пониматься как являющиеся значениями при полностью разряженном аккумуляторном источнике.FIG. 7 shows one embodiment of an RC control circuit that can be used to provide a synchronized microprocessor active state transfer in an MCU. The principle of such a circuit is widely known and, in the present case, a suitable value for the Re resistor is 820 kOhm, and for a capacitor - 0.33 microfarads. Although not specifically shown in FIG. 6, the active state RC circuit uses the MCU I /
Фиг. 8 показывает модифицированную RC-цепь, которая обладает преимуществом использования меньшего тока, чем схема, показанная на фиг. 7. На фиг. 8 три биполярных транзистора используются для минимизации тока, используемого, когда MCU является бездействующим.FIG. 8 shows a modified RC circuit that has the advantage of using less current than the circuit shown in FIG. 7. In FIG. 8 three bipolar transistors are used to minimize the current used when the MCU is inactive.
При нормальных условиях цифровая схема внутри MCU действует в логическом состоянии высокого напряжения и логическом состоянии низкого напряжения, в котором ток нагрузки очень низок. Однако, когда RS-цепь перевода в активное состояние присоединена, как на фиг. 7 (в силу чего, указание «к MCU» предполагает присоединение к порту ввода/вывода MCU), это создает скачкообразное изменение напряжения на порте ввода/вывода MCU, которое является пропорционально увеличивающимся скачкообразным изменением напряжения, вследствие процесса заряда и разряда в RC-цепи. Это создает относительно длительный период работы для цифровой схемы в MCU, в свою очередь, имеющий результатом внутренне более высокий расход энергии во внутренних цепях ИС (интегральной схемы, IC), чем наличествующее во время нормальных условий работы. Это имеет результатом до некоторой степени более высокое энергопотребление для MCU во время его цикла «отключения» (то есть, цикла «бездействия» MCU).Under normal conditions, the digital circuitry inside the MCU operates in a high voltage logic state and a low voltage logic state in which the load current is very low. However, when the RS state transition circuit is connected, as in FIG. 7 (by virtue of which the indication “to the MCU” implies attaching an MCU to the input / output port), this creates an abrupt change in voltage at the MCU I / O port, which is a proportionally increasing abrupt change in voltage due to the charge and discharge process in the RC circuit . This creates a relatively long period of operation for the digital circuit in the MCU, which in turn results in an internally higher power consumption in the internal circuits of the IC (integrated circuit, IC) than is present during normal operating conditions. This results in somewhat higher power consumption for the MCU during its “shutdown” cycle (that is, the MCU “idle” cycle).
Согласно схеме по фиг. 8, модификация включает в себя использование двух портов PA7 (с правой стороны на фигуре) и PB7 (с левой стороны на фигуре) ввода/вывода у MCU. Важный аспект этой схемы состоит в том, что два транзистора Q2 и Q3 были добавлены в каскад, которые вместе модифицируют характеристики разряда RC. Вывод PA7 MCU, в таком случае, дает более крутую кривую разряда. Постоянная времени задержки для перевода MCU в активное состояние определяется согласно R4 и C1, которым были заданы значения 820 кОм и 0,68 мкФ соответственно, в показанном примере. Конечно, могут выбираться другие значения для других постоянных времени.According to the circuit of FIG. 8, the modification includes the use of two input / output ports of PAU (on the right side of the figure) and PB7 (on the left side of the figure) of the MCU. An important aspect of this circuit is that two transistors Q2 and Q3 have been added to the cascade, which together modify the characteristics of the RC discharge. The output of the PA7 MCU, in this case, gives a steeper discharge curve. The delay time constant for transferring the MCU to the active state is determined according to R4 and C1, which were set to 820 kΩ and 0.68 μF, respectively, in the example shown. Of course, other values for other time constants can be selected.
Быстрое скачкообразное изменение напряжения на порте PA7 достигается после преобразования на Q2 и Q3, которое минимизирует время, требуемое для перехода с логического уровня высокого напряжения на логический уровень низкого напряжения. Такая схема, как на фиг. 8, может достигать понижения мощности приблизительно на 40% во время цикла бездействия по сравнению с цепями схемы 7 для приблизительно одинаковых постоянных времени RC. Таким образом, RC-цепь синхронизации по фиг. 8 особенно полезна в тех случаях, когда должна сберегаться максимальная энергия.A quick, abrupt change in voltage at port PA7 is achieved after conversion to Q2 and Q3, which minimizes the time required to switch from a high voltage logic level to a low voltage logic level. Such a circuit as in FIG. 8 can achieve a power reduction of about 40% during an idle cycle compared to circuits of
Claims (23)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008105309/09A RU2390926C2 (en) | 2005-07-13 | 2005-07-13 | Automatic batcher with sensor assembly |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008105309/09A RU2390926C2 (en) | 2005-07-13 | 2005-07-13 | Automatic batcher with sensor assembly |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008105309A RU2008105309A (en) | 2009-08-20 |
RU2390926C2 true RU2390926C2 (en) | 2010-05-27 |
Family
ID=41150688
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008105309/09A RU2390926C2 (en) | 2005-07-13 | 2005-07-13 | Automatic batcher with sensor assembly |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2390926C2 (en) |
-
2005
- 2005-07-13 RU RU2008105309/09A patent/RU2390926C2/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2008105309A (en) | 2009-08-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2468440C2 (en) | Sensor assembly for automatic feeder | |
US7795584B2 (en) | Automated dispenser with sensor arrangement | |
US7554084B2 (en) | Automated dispenser | |
AU2005339236B2 (en) | Automated dispenser with a paper sensing system | |
US5651384A (en) | Control for a sanitary fixture | |
CA2635169C (en) | Fluid dispenser having infrared user sensor | |
RU2390926C2 (en) | Automatic batcher with sensor assembly | |
JP3510736B2 (en) | Object detector | |
RU2388141C2 (en) | Automatic batcher | |
JP3760713B2 (en) | Lighting control device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180714 |