TW201313600A - 具有單電池運作以及電池組之免觸摸分注器 - Google Patents

Abstract

電性供電裝置包括至少一電性供電零件與具有至少兩電池的電源。一電池供電電性供電零件，而剩餘的電池保留以儲備。控制電路連接於電性供電零件與電源。控制電路包括產生充電信號之控制器，連接於控制器的增壓調節器電路，其接受來自電源的電源且產生由控制器所接受的升壓信號以轉換成充電信號。電容器連接於控制器，並接收充電信號及提供預定電壓至電性供電零件。增壓調節器電路與控制器監控電源，並當該一電池完全被耗盡時，自所保留儲備之剩餘電池之至少一者吸取電源。

Description

具有單電池運作以及電池組之免觸摸分注器

一般地，本發明指向一種電性供電免觸摸流體分注器。特別地，本發明提供一種電池組的特徵，其確保一電池(電池)在切換至第二電池(電池)之前完全被耗盡。具體地，本發明指向一種電池運作免觸摸流體分注器，其利用超電容器以運作控制器基礎系統，其提供一致的電源至分注器直到電池完全被耗盡，其上控制器切換至另一電池。

免持，有時指為免觸摸，分注器在所屬技術領域中眾所皆知。很多分注器是電池供電，其允許它們方便地大多放置任何地方而沒有連接於電氣服務。當然，電池也指為電池，過了一段時間運作下降而這需要電池替換。如果電池不是隨時間替換，則分注器給予不運作。克服本問題的一方法為準確在預定的時間表替換電池。然而，當所替換的電池之完全的壽命未被使用時，這被認為是浪費的。

替代的解決方案係提供用於分注器的電池備用系統。在此配置中，當第一使用的電池完全或部分放電時，分注器切換至第二充電電池。雖然改善，電池在其壽命的最後階段的使用亦可為問題的。具體地，由幾乎耗盡的電池所提供的電源準位可能不足以完全運作分注器系統，馬達，與/或泵，其被用以分注流體材料。因此，可有分注週期 持續比應當來得長，或分注週期可為間歇性的。使用多個電池的另一個缺點是需要它們被串聯連接。如此，與分配器組合的控制器選擇具有最高電壓值的電池以操作裝置。這具有要求電池為相同類型的缺點。當串聯連接時，一組電池的性能是受限於最弱的那顆電池。如此，(串聯)混合不同類型的電池可導致失效。一旦電池之一者放電，它可以相反的極性充電，並導致電池失效，且甚至可能導致分配器失效。在過去，嘗試區分在串聯配置中不同類型的電池導致困難和複雜的電路。因此，有需要具有備用電池的系統的免持或免觸摸分注器，其切換到第二電池前，一電池完全耗盡。也有需要確保完整的運作循環被實施，不論剩餘多少的電荷值。而且，有需要允許在分注器使用不同類型的電池。亦需要在本技藝中提供指示哪一個電池已完全耗盡，使得它可被替換。

鑒於前者，本發明第一態樣提供一種具有單電池運作與電池組的免觸摸分注器。

本發明另一態樣提供一種電性供電裝置，其包含至少一電性供電零件；包含至少兩電池之電源，其中至少一電池供電電性供電零件，而剩餘的電池保留以儲備；以及連接於至少一電性供電零件與電源之控制電路。控制電路包含產生充電信號的控制器；連接於控制器之增壓調節器電路，其接受來自電源的電源且產生由控制器所接受的升壓 信號以轉換成充電信號；以及連接於控制器並自其接收充電信號之電容器。電容器提供預定電壓至電性供電零件。增壓調節器電路與控制器監控電源，並當該一電池完全被耗盡時，自所保留儲備之剩餘電池之至少一者吸取電源。

現在參考圖面且特別是第1圖。由圖可見，依據本發明之概念的免觸摸分注器一般是由號碼10所指定。雖然本發明之概念指向免觸摸或免持分注器，習知技藝者會理解本發明亦可利用在任何電池運作之裝置中或任何自習知電源使用電源以供電至少一電子零件之裝置中。在任何事件中，分注器10包括外殼12，其提供蓋或門13，當打開時允許技術人員安裝或替換再填充容器14。容器14容納流體材料，諸如：以測量的量來分注的肥皂，消毒劑，或是其他材料，其亦可被指為儲存匣。與再填充容器14組合係噴嘴16，其為自容器至接收流體的物體的導管。接收流體的物體諸如：使用者的手或是其他任何流體分注於其上的物體。分注器10包括泵機構18，其插入再填充容器14與噴嘴16之間。泵機構18與致動機構20耦合，致動機構20諸如：致動泵機構的馬達或電磁閥。

近階傳感器22係與外殼12組合，並可為以紅外線，聲波，或電容式感測器偵測物體或使用者的手的存在的形式。控制電路24藉由外殼承載，並連接於近階傳感器22，致動機構20與泵機構18。電源26提供電子電源至近 階傳感器22，控制電路24，泵機構18，與致動機構20，其會以更細節描述。電源26包括至少兩電池，其在整篇說明書亦被指為電池。

一搬來說，控制電路24被用於控制與分注器10組合的電性供電零件。這包括但不限於泵機構，致動機構，感測器22，與控制電路24。會理解分注器10的特徵可用至其他非分注器之裝置或其他非免持分注器或免持裝置之裝置。本發明確實可以任何仰賴電池的裝置或用於電源的電池的裝置來被利用於延長的時間。

現在參考第2圖，由圖可見分注器10包括控制電路24。控制電路24包括控制器28，其一般接收輸入並產生結合其他電路零件的輸出。控制器28提供用於執行控制電路24與分注器10所必須的硬體，軟體，與記憶體。在一實施方式中，控制器可為矽實驗室之料號C8051F312。在本實施方式中，控制器28為「本機模式」裝置，諸如德州儀器所提供之料號MSP430L092。此控制器有利之處在於其不利用電壓中的內部升壓。本機模式控制器亦有利於其電源必要條件顯著減少。在任何事件中，本控制器係配置以選擇地允許電荷在兩個方向中流動。

電源26包括至少兩並聯連接的電池32與電池34，其亦可被指為電池組。用語「電池」可指電池，其中電池代表電池，太陽能面板，或任何其他電氣電源的來源。會理解可能有多於兩不同類型包含在電源內的電池。電源可為同類型或不同類型。具體地，電池可為鹼性型，鎳-金屬 氫化物的類型，高負載類型，AA電池，一C，一D，一AAA，或任何其他這樣不具有控制電路以及其他在分注器內的零件的功能的損失的電池類型。

插入電源26與控制器28之間係為電池選擇電路36，其協助電池的選擇以運作分注器的控制電路24與組合零件。選擇電路36包括複數個場效電晶體38 A-D，其中每一電晶體38產生對應的選擇信號40，其傳輸至控制器28。會理解每一電晶體38與對應的電池組合，其可被包括在電池組內，以及兩附加的電池可由第2圖所未顯示之電源所提供。在任何事件中，若用於對應的電晶體38組合的電池的電壓準位是足夠的，選擇信號40藉控制器28所接收。因此不足夠的電荷準位係藉由控制器28偵測與處理，如藉由選擇信號40所指示。

電池指示電路42連接於電池選擇電路36與控制器28之間，其中電路42指示哪一個電池是否已被耗盡。電路42包括提供具有適當後標A-D的複數個電阻器43，其連接於對應發光二極體44 A-D(light emitting diodes；LEDs)的正極。每一電阻器43的另一端藉由指示器線50連接於對應場效電晶體38的輸出。習知技藝者會理解其他發光零件可被用於發光二極體的位置。連接於發光二極體44 A-D的負極係電晶體46，其運作上由連接於控制器28的電晶體線48所控制。在大多數的實施方式中，當蓋13打開時，電晶體線48被供給能量。當然，其他事件可被使用以產生信號於電晶體線48上，諸如外部按鈕。在 任一事件中，當特定電池耗盡是由控制器所決定時，當蓋被打開時，適當對應的發光二極體44被照明。在變化的事件中，若對應的電池仍具有足夠的能量，發光二極體44可照明。

控制電路24包括一些分支電路或利用以執行分注器10運作的特徵。特別地，查詢電路54產生短範圍射頻信號於由控制器所產生的查詢信號56的接收上。本特徵確認在分注器外殼中適當的再填充容器的存在。在本實施方式中，再填充容器可被提供以標記或其他因應射頻信號而反應於RF信號產生回覆信號之響應信號裝置的類型。確認電路58偵測回覆信號並產生由控制器28所接收的確認信號60。在其他實施方式中，確認電路58可簡單偵測再填充容器是否呈現與/或此為正確的容器與否。若容器未被准許，則控制器28不允許分注器的其他特徵的運作。

馬達控制電路64連接於控制器28，並透過信號線66自控制器接收運作信號。電路64提供回答信號線68，藉此監控馬達的運作。電路64提供馬達能量，其依據分注器的特定運作特徵，在適合的時間以及用於適合的時間長度交替運作致動機構20。

凸輪軸感測器電路70連接於控制器28，並透過感測信號線72提供馬達的偵測與/或機制20位置。電路70提供馬達或機構的運作位置的確認，藉此確保馬達關閉或機構停止在適當的時間，根據凸輪軸組合的相對位置。換句話說，感測器電路70與耦合於馬達之馬達軸的位置感測 器組合或與機構20偵測其位置的特徵組合。在分注週期期間或之後，若電路不偵測馬達軸與/或機構適合的位置，控制器28執行合適的修正行動。

近階傳感器76連接於控制器28，其中控制器產生感測信號78，藉此啟動紅外線的運作或類似關於感測器22的收發機。當感測器偵測由物體所反射之回答信號的存在時，接收器電路80亦連接於控制器28。此偵測事件係傳輸於接收器信號線82上至控制器。換句話說，當近階傳感器發射信號，任何回答或反射信號係由電路80偵測並送至控制器28用於分注週期的啟動。習知技藝者會理解控制器28以預定的方式產生信號78以保存電池電源。舉例來說，信號78可以降低的週期速率運作近階傳感器直到物體被偵測。速率於是可被增加一段時間直到此時間物體不再被偵測。

霍爾開關84係由信號線86連接於控制器28。霍爾開關84係耦合於蓋13，藉此無論蓋何時打開，合適的信號係被產生。在偵測此信號時，控制器28產生信號48，其打開電晶體46。這使得發光二極體的照明與指示器電路42有關，藉此決定或顯示哪一電池已耗盡與否。

震盪器電路90由信號線92連接於控制器28以執行控制器的運作。如習知技藝者會理解，震盪器電路90提供適當的時脈信號與時脈信號速率，諸如32千赫，藉此確保控制器的運作。程式的首標94亦透過首標信號線96連接於控制器28。首標94允許技術人員或工廠人員調整 由控制器所利用於分注器之運作的軟體。

增壓調節器電路100由電池線102與升壓信號104連接於控制器28。超電容器連接電路106亦連接於控制器，並透過充電信號108接收自控制器的輸入。超電容器110連接於電路106，並保持電荷的預定準位以運作所有電子供電的分注器零件。增壓調節器電路100，連接電路106，與控制器28一起作用以供給超電容器能量，並有效地使用所提供的電池電源。

在啟動下，增壓調節器電路100透過控制器28由監控分別的選擇信號40選擇可用的最低電壓的電源電池以決定哪一電池或電池可提供足夠用於電路剩餘的電源量。電路100於是經由電池線102使用所選電池以充電超電容器110，經由升壓信號104，透過控制器28，充電信號108與電路106，直到獲得所欲之電荷準位。然後，控制器28接管電路的運作，並決定進一步充電超電容器多少，且之後增壓調節器電路被安置在休眠狀態中。控制器28被程式化以週期性地檢查超電容器每5分鐘或其他選定的週期時間的電壓狀態。控制器28亦可被程式化以在每一分注週期之後檢查超電容器檢查超電容器110的電壓狀態。若在這些檢查之一期間，控制器28決定超電容器具有不足的電荷值，則控制器28進入活動狀態，且增壓調節器電路100經由升壓信號104與充電信號108再供給超電容器能量。在本事件中，分注週期被啟動，且在超電容器上的電荷不足，則在電源26中的所選電池直接地透過 控制器運作分注器10。若所選電池仍可提供電源，但是係不足以運作分注器的量，增壓調節器電路100嘗試充電超電容器。一但所選電池完全耗盡，則控制器28以如上所述最低的電壓值選擇下一個可用電池。以上述配置，習知技藝者會理解分注器10可運作於關閉單一電池之下，或更具體地，關閉超電容器之下。在本實施方式中，分注器吸取200μ瓦特以供電在待機模式中所有吸取電流的零件，以及在分注事件期間大約2焦耳(2瓦特/秒)。

根據前述，本發明的優點已顯而易見就緒。分注器可在任何類型的電池關閉下運作。這允許電池配置的簡化與節省空間。此外，具有部分電荷的電池不設置關閉，直到完全耗盡。這允許電池服務/替換係以規律的再填充容器替換來接應。當門蓋打開時，分注器亦有利於電池被辨識為具有足夠與不足夠的電壓值。

因此，可見本發明的物體可藉由以上所呈現用於使用的結構及其方法。當依據專利法規時，僅最佳模式與較佳實施方式已被以細節呈現與描述。應了解到，本發明不限於此。為了理解本發明的真實範圍和廣度，應參照以下的申請專利範圍。

10‧‧‧分注器

12‧‧‧外殼

13‧‧‧蓋或門

14‧‧‧再填充容器

16‧‧‧噴嘴

18‧‧‧泵機構

20‧‧‧致動機構

22‧‧‧近階傳感器

24‧‧‧控制電路

26‧‧‧電源

28‧‧‧控制器

32‧‧‧電池

34‧‧‧電池

36‧‧‧電池選擇電路

38 A-D‧‧‧場效電晶體

40‧‧‧選擇信號

42‧‧‧電池指示電路

43‧‧‧電阻器

44 A-D‧‧‧發光二極體

48‧‧‧電晶體線

50‧‧‧指示器線

54‧‧‧查詢電路

56‧‧‧查詢信號

58‧‧‧確認電路

60‧‧‧確認信號

64‧‧‧馬達控制電路

66‧‧‧信號線

68‧‧‧回答信號線

70‧‧‧凸輪軸感測器電路

72‧‧‧感測信號線

76‧‧‧近階傳感器

78‧‧‧傳感器信號

80‧‧‧接收器電路

82‧‧‧接收信號線

84‧‧‧霍爾開關

86‧‧‧信號線

90‧‧‧震盪器電路

92‧‧‧信號線

94‧‧‧程式的首標

96‧‧‧首標信號線

100‧‧‧增壓調節器電路

102‧‧‧電池線

104‧‧‧升壓信號

106‧‧‧超電容器連接電路

108‧‧‧充電信號

110‧‧‧超電容器

為完整了解本發明之目的，技術，與結構，應參考接下來的細節描述與附圖，其中：第1圖為依據本發明的概念所製作之分注器之示意 圖，其中以虛線顯示分注器的蓋以顯示分注器內部零件；以及第2圖為藉由依據本發明之概念之分注器所使用的控制電路的電子示意圖。

110‧‧‧超電容器

106‧‧‧超電容器連接電路

80‧‧‧接收器電路

64‧‧‧馬達控制電路

58‧‧‧確認電路

84‧‧‧霍爾開關

82‧‧‧接收信號線

86‧‧‧信號線

108‧‧‧充電信號

66‧‧‧信號線

68‧‧‧回答信號線

60‧‧‧確認信號

70‧‧‧凸輪軸感測器電路

92‧‧‧信號線

72‧‧‧感測信號線

28‧‧‧控制器

76‧‧‧近階傳感器

78‧‧‧傳感器信號

90‧‧‧震盪器電路

104‧‧‧升壓信號

56‧‧‧查詢信號

102‧‧‧電池線

96‧‧‧首標信號線

10‧‧‧分注器

54‧‧‧查詢電路

94‧‧‧程式的首標

38 A-D‧‧‧場效電晶體

36‧‧‧電池選擇電路

40‧‧‧選擇信號

48‧‧‧電晶體線

42‧‧‧電池指示電路

44 A-D‧‧‧發光二極體

100‧‧‧增壓調節器電路

24‧‧‧控制電路

26‧‧‧電源

46‧‧‧電晶體

50‧‧‧指示器線

32‧‧‧電池

34‧‧‧電池

43A-D‧‧‧電阻器

Claims (9)

1. 一種電性供電裝置，包含：至少一電性供電零件；一電源，包含至少兩電池，其中至少一電池供電該電性供電零件，而剩餘的電池保留以儲備；以及一控制電路，連接於該至少一電性供電零件與該電源，該控制電路包含：一控制器，產生一充電信號；一增壓調節器電路，連接於該控制器，並自該電源接收電力，且產生由該控制器所接受的一升壓信號以轉換成該充電信號；以及一電容器，連接於該控制器，並自其接收該充電信號，該電容器提供一預定電壓至該電性供電零件；該增壓調節器電路與該控制器監控該電源，並當該一電池完全被耗盡時，自所保留儲備之剩餘電池之至少一者吸取電力。
2. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中該至少二電池係選自鹼性，鎳-金屬氫化物(NiMH)，AA，AAA，C，以及D所組成的群體之不同類型與尺寸之電池。
3. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中該至少二電池係並聯連接。
4. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，更包含：一外殼，適用於接收一流體再填充容器，其中該至少 一電性供電零件協助於自該流體再填充容器分注流體。
5. 如申請專利範圍第4項所述之裝置，更包含：一電池指示器電路，包含與每一該電池組合並連接於該控制器的一光元件，該光元件指示該組合的電池被耗盡與否。
6. 如申請專利範圍第5項所述之裝置，更包含：一蓋，與該外殼組合；以及一蓋開關，耦合於該蓋並連接於該控制器，該控制器照明該光元件係取決於該組合的電池被耗盡與否。
7. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中該電容器係一超電容器，具有大於1法拉的一值，其中該超電容器供電該至少一電性供電裝置。
8. 如申請專利範圍第7項所述之裝置，其中在該超電容器具有充電不足的事件中，該電源供電該電性供電零件。
9. 如申請專利範圍第7項所述之裝置，更包含：一電池選擇電路，連接於該電源與該控制器之間，其中該控制器產生由該電池選擇電路接收的選擇信號以連接一該至少二電池之一者至該增壓調節器電路。