DE10019301A1 - Händetrockner mit einer Sensoreinrichtung - Google Patents

Abstract

Ein elektrisches Gerät, insbesondere ein Händetrockner, weist als Sensoreinrichtung einen Sensor 6, einen Empfänger 7 und eine Auswerteelektronik 5 auf. Der Händetrockner soll bei Störbedingungen möglichst nicht, jedoch beim Händetrocknen schnell einschalten. Die Abschaltempfindlichkeit soll nicht zu hoch sein. Ein vom Sender 6 abgestrahltes Sendesignal S umfasst eine Folge von Impulspaketen IP mit jeweils einer Anzahl von Impulsen I. Die Auswerteelektronik 5 erzeugt für eine festgelegte Zeitspanne Zf ein Einschaltsignal, wenn der Empfänger 7 eine bestimmte Teilanzahl der Impulse zweier Impulspakete IP empfängt. Das Einschaltsignal bleibt aufrechterhalten, wenn in der festgelegten Zeit Zf ein weiteres Empfangssignal auftritt.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrisches Gerät, insbesondere Händetrockner, in dem als Sensoreinrichtung ein Sender, beispielsweise Infrarot-Sender oder Ultraschall-Sender, und ein Empfänger für reflektierte Strahlung sowie eine Auswerteelektronik zum Schalten des Händetrockners angeordnet sind.

Elektrische Händetrockner erzeugen einen Warmluftstrom und weisen hierfür im wesentlichen ein Gebläse und eine Heizung auf. Nähert ein Benutzer seine zu trocknenden Hände, dann schaltet die Sensoreinrichtung das Gebläse und die Heizung ein. Ein Händetrockner ist beispielsweise in der DE 26 57 164 A1 beschrieben.

Als Sensoreinrichtung sind beispielsweise Infrarot-Sender/Empfänger bekannt. In der DE 27 11 113 A1 ist ein Händetrockner mit einem Ultraschall-Annäherungsschalter beschrieben. Aus der DE 42 08 680 A1 ist ein Händetrockner mit einem für Wärmestrahlung empfindlichen Sensor bekannt.

Bei Händetrocknern, speziell solchen, deren Sensoreinrichtung nach dem Reflexionsbetrieb arbeitet, besteht das Problem, dass sie gelegentlich auch dann einschalten, wenn kein Händetrocknungsbedarf besteht, beispielsweise wenn nur kurz ein Gegenstand oder Körperteil durch den Sensorbereich geht.

Die Sensoreinrichtung soll einerseits empfindlich sein, damit der Händetrockner zum Händetrocknen schnell einschaltet. Andererseits soll sie nicht so empfindlich sein, dass der Händetrockner schon bei Störeinflüssen einschaltet und schon bei einer Bewegung der Hände im Warmluftstrom allzu schnell abschaltet. Außerdem soll der Händetrockner nicht unnötig lang eingeschaltet bleiben, weil damit ein unnötiger Energieverbrauch verbunden wäre.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Händetrockner der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei dem einerseits ein Einschalten bei Störbedingungen möglichst vermieden ist, jedoch der Händetrockner schnell einschaltet und andererseits die Abschaltempfindlichkeit nicht zu hoch ist.

Gelöst ist obige Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1.

Dadurch, dass das Sendesignal eine Folge von zeitlich beabstandeten Impulspaketen ist und es für die Erzeugung des Einschaltsignals genügt, wenn der Empfänger nur eine bestimmte Anzahl der Impulse eines Impulspakets empfängt (Empfangssignal), ist erreicht, dass das Einschaltsignal bei der Annäherung der Hände schnell auftritt, jedoch nicht durch Störeinflüsse ausgelöst wird. Das Einschaltsignal tritt nicht auf, wenn am Händetrockner mit einem Gegenstand oder Körperteil vorbeigewischt wird und dabei nur weniger Impulse als die bestimmte Anzahl reflektiert werden.

Da das Einschaltsignal nach einem richtigen, d. h. zu einem Einschaltsignal führenden, Empfangssignal für eine festgelegte Zeitspanne von der Auswerteelektronik aufrechterhalten bleibt, ist gewährleistet, dass die Abschaltempfindlichkeit des Händetrockners nicht zu hoch ist. Der Händetrockner bleibt für die festgelegte Zeitspanne eingeschaltet, auch wenn in dieser Zeitspanne liegende Impulspakete nicht zu einem richtigen Empfangssignal führen. Bei Trocknungsbewegungen der Hände kommt es somit nicht sofort zu einem Abschalten. Vorzugsweise ist die festgelegte Zeitspanne länger als der zeitliche Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Impulspaketen, jedoch kürzer als die zum Händetrocknen nötige Zeit.

Im Regelfall tritt während der festgelegten Zeitspanne wieder ein richtiges Empfangssignal auf, wodurch der Händetrockner unterbrechungslos wieder für die festgelegte Zeitspanne eingeschaltet bleibt. Erst wenn innerhalb der festgelegten Zeitspanne kein weiteres richtiges Empfangssignal auftritt, wird der Händetrockner mit Ablauf der festgelegten Zeitspanne abgeschaltet.

In Weiterbildung der Erfindung schaltet die Auswerteelektronik den Händetrockner nach einem Zeitraum zwangsweise ab, der zum Händetrocknen lang genug ist. Der Händetrockner schaltet also auch dann ab, wenn ein Gegenstand mehr oder weniger dauerhaft in dem Sensorbereich liegt.

Vorzugsweise bleibt der Händetrockner nach einer Zwangsabschaltung gesperrt, solange sich ein reflektierender Gegenstand im Sensierbereich befindet.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und den Unteransprüchen. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Schaltbild eines Händetrockners schematisch,

Fig. 2 ein Zeitdiagramm und

Fig. 3 ein Impulspaket, gegenüber Fig. 2 zeitlich gedehnt.

In einem Gehäuse 1 eines Händetrockners sind ein Gebläse 2 und eine Heizung 3 angeordnet, die einen Warmluftstrom WL erzeugen. Zur Steuerung des Gebläses 2 und der Heizung 3 ist eine Leistungsstufe 4 mit einem Relais vorgesehen, die von einer mit einem Mikrocontroller arbeitenden Auswerteelektronik 5 gesteuert wird. Die Auswerteelektronik 5 steuert einen Infrarot-Sender 6 an, der ein Sendesignal S. insbesondere Infrarot-Sendesignal oder Ultraschall- Sendesignal, in einen Sensorbereich B außerhalb des Gehäuses 1 abstrahlt. Ein Empfänger 7 ist zum Empfang des im Sensorbereich B, beispielsweise an einer Hand oder einem sonstigen Gegenstand reflektierten Empfangssignal L vorgesehen. Der Empfänger 7 ist an die Auswerteelektronik 5 angeschlossen, die das Empfangssignal auswertet.

Ein Netzteil 8, das beispielsweise ein Kondensatornetzteil ist, erzeugt aus der Netzspannung L, N zwei unterschiedlich hohe Gleichspannungen. Die höhere Gleichspannung, beispielsweise 48 V, liegt über eine Leitung V1 am Relais der Leistungsstufe 4 und am Sender 6. Die kleinere Gleichspannung, beispielsweise 3,3 V, ist über eine Leitung V2 an den Mikrocontroller der Auswerteelektronik 5 und an den Empfänger 7 gelegt.

Der Sender 6 weist im wesentlichen eine Infrarot-Sendediode D auf, die von einem Schalttransistor T1 geschaltet wird. Der Schalttransistor T1 ist vom Mikrocontroller angesteuert. Um die Rückwirkung der gepulsten Ansteuerung des Schalttransistors T1 auf die Betriebsspannung möglichst gering zu halten, ist ein RC-Glied R1, C1 zwischen die Leitung V1 und die Sendediode D geschaltet.

Der Empfänger 7 weist eine Fotodiode V6 auf. Zur Unterdrückung von Gleichlichtanteilen ist der Fotodiode V6 als Arbeitswiderstand ein Transistor T3 und ein Kondensator C3 zugeschaltet (vgl. Fig. 1). Bei den niedrigen Frequenzen ist der Arbeitswiderstand gering, so dass langsame, infolge der Änderung der Bestrahlung der Fotodiode V6 auftretende Stromänderungen nur geringe Spannungsänderungen am Kollektor des Transistors T2 zur Folge haben, wodurch die Unterdrückung von Störungen im Sensorbereich B verbessert ist. Für höhere Frequenzen wirkt der Kondensator niederohmig und Basis- Emitterstrecke des Transistors T3 ist kurzgeschlossen. Daraus ergibt sich ein höherer Arbeitswiderstand, der eine höhere Spannungsänderung der Kathode der Fotodiode V6 zur Folge hat. Das so an der Kathode der Fotodiode V6 aufbereitete Empfangssignal wird über einen Koppelkondensator C2 mittels eines Transistors T4 verstärkt und an den Mikrocontroller gelegt. Der Koppelkondensator C2 bildet mit dem Eingangswiderstand der den Transistor T4 aufweisenden Verstärkerstufe einen Hochpass, der 50 Hz-Signale aus dem Netz zusätzlich dämpft.

Der Mikrocontroller der Auswerteelektronik 5 steuert über einen Ausgang a den Schalttransistor T1. Er empfängt über einen Eingang b Empfangssignale vom Empfänger 7 und steuert über einen Ausgang c einen Schalttransistor T5 der Leistungsstufe, welcher in Reihe zur Wicklung W des Relais liegt, dessen Schaltkontakt K das Gebläse 2 und die Heizung 3 schaltet. Weitere Einzelheiten der Schaltung sind in Fig. 1 dargestellt.

Die Funktionsweise der beschriebenen Sensoreinrichtung ist etwa folgende:

Die Sendediode D strahlt als Sendesignal S aufeinanderfolgende Impulspakete IP ab. Dieses Sendesignal ist in Fig. 2a dargestellt.

Jedes Impulspaket IP des Sendesignals S beinhaltet etwa 15 Infrarot- Impulse I, wobei die Impulsdauer etwa 0,060 ms beträgt und die Impulspause demgegenüber größer ist und etwa bei 0,190 ms liegt (vgl. Fig. 3). Die Impulspause zwischen den einzelnen Impulsen ist also etwa um den Faktor 3 größer als die Dauer eines Impulses I (vgl. Fig. 3). Die Dauer jedes Impulspakets beträgt etwa 3 bis 4 ms.

Zwischen den aufeinanderfolgenden Impulspaketen des Sendesignals besteht jeweils ein zeitlicher Abstand Az, der länger, beispielsweise um etwa den Faktor 10 länger ist, als die Dauer eines Impulspakets 12 und beispielsweise 340 bis 40 ms beträgt (vgl. Fig. 2).

Beim Senden eines Impulses I prüft der Mikrocontroller, ob die ansteigende Flanke des Impulses I vom Empfänger 7 empfangen wird. Wenn aus den, beispielsweise 15, Impulsen wenigstens eine bestimmte Anzahl, beispielsweise etwa die Hälfte, im Beispielsfalle acht, reflektierte Impulse I empfangen werden, wird dies von der Auswerteelektronik 5 als richtiges Empfangssignal gewertet, und sofern das folgende Impulspaket auf die gleiche Weise richtig empfangen wird, löst der Mikrocontroller ein Einschaltsignal über die Leistungsstufe 4 für das Gebläse 2 und die Heizung 3 aus. Treten am Eingang b des Mikrocontrollers weniger reflektierte Impulse als die bestimmte Anzahl, beispielsweise acht, auf, dann löst er kein Einschaltsignal aus. Denn diese kleine Anzahl von empfangenen reflektierten Impulsen ist ein Hinweis darauf, dass im Sensorbereich B nur eine Störung, jedoch kein Händetrocknungswunsch besteht.

Wenn sich ein Einschaltsignal ergeben hat, weil acht oder mehr Impulse I zweier Impulspakete JP empfangen wurden (vgl. Fig. 2b, Zeitpunkt t1), wird dies über die Leistungsstufe 4 ausgewertet und die Heizung 3 und das Gebläse 2 werden eingeschaltet. Dieses Einschaltsignal bleibt während einer festgelegten Zeitspanne Zf erhalten. Die Zeitspanne Zf ist wesentlich größer als der zeitliche Abstand Az zwischen zwei Impulspaketen IP. Die Darstellung der Fig. 2b und 2c ist übereinstimmend, jedoch gegenüber der Darstellung in Fig. 2a zeitlich gedehnt. Die festgelegte Zeitspanne Zf ist etwa um den Faktor 100 höher als der zeitliche Abstand Az und beträgt beispielsweise etwa 3 s.

Bei dem Zeitdiagramm nach Fig. 2b ist davon ausgegangen, dass nach dem Zeitpunkt t1 aus den folgenden Impulspaketen 1P lange nicht eine für ein weiteres richtiges Empfangssignal hinreichende Zahl von Impulsen empfangen wird. Dies kann beispielsweise darauf beruhen, dass die Hände beim Trocknen so bewegt werden, dass es nicht mehr zu hinreichenden Reflexionen kommt. Erst zum Zeitpunkt t2 wird wieder aus zwei Impulspaketen wenigstens die bestimmte Anzahl, beispielsweise acht, von Impulsen empfangen. Dies hat zur Folge, dass ab dem Zeitpunkt t2 wieder ein Einschaltsignal für eine folgende Zeitspanne Zf erzeugt wird, so dass das Gebläse 2 und die Heizung 3 weiterlaufen.

Tritt dann bis zum Zeitpunkt t3 kein richtiges Empfangssignal auf, d. h. ein Empfangssignal, das aus zwei Impulspaketen IP wenigstens zweimal die bestimmte Anzahl von Impulsen I enthält, dann werden das Gebläse 2 und die Heizung 3 abgeschaltet.

Die festgelegte Zeitspanne Zf ist kleiner als die Zeit, die üblicherweise zum Trocknen der Hände nötig ist. Jedoch bleibt das Einschaltsignal während der jeweils für eine Händetrocknung nötige Zeit aufrechterhalten, weil nach jedem richtigen Empfangssignal immer wieder die festgelegten Zeitspannen Zf folgen.

Nach einem Zeitraum, der erfahrungsgemäß zum Händetrocknen lang genug ist, beispielsweise nach 1 min. also etwa das 20-fache der festgelegten Zeitspanne Zf beträgt, nimmt die Auswerteelektronik 5 eine Zwangsabschaltung vor. Dadurch ist vermieden, dass der Händetrockner infolge von in seinem Sensorbereich B liegenden, reflektierenden Gegenständen dauerhaft eingeschaltet bleibt. Nach einer solchen Zwangsabschaltung sperrt die Auswerteelektronik 5 ein weiteres Einschalten des Händetrockners. Erst wenn kein gültiges Signal empfangen wird (jeweils acht Impulse aus zwei Paketen) durch Entfernen des Gegenstandes aus dem Sensierbereich, wird die Sperre aufgehoben.

Claims (11)

1. Elektrisches Gerät, insbesondere Händetrockner, in dem als Sensoreinrichtung ein Sender, beispielsweise Infrarot-Sender oder Ultraschall-Sender, und ein Empfänger für reflektierte Strahlung sowie eine Auswerteelektronik zum Schalten des Händetrockners angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein vom Sender (6) abgestrahltes Sendesignal (S) eine Folge von Impulspaketen (IP) ist, wobei jedes Impulspaket (IP) eine Anzahl von Impulsen (I) umfasst und der zeitliche Abstand (Az) zwischen aufeinanderfolgenden Impulspaketen (IP) größer ist als die Länge eines Impulspakets (IP), und dass die Auswerteelektronik (5) ein Händetrockner-Einschaltsignal für eine festgelegte Zeitspanne (Zf) erzeugt, wenn der Empfänger (7) eine bestimmte Anzahl der Impulse (I) zweier Impulspakete (IP) empfängt, und dass das Einschaltsignal jeweils für die festgelegte Zeitspanne (Zf) erhalten bleibt, wenn in dieser Zeitspanne (Zf) ein weiteres Empfangssignal auftritt, und sonst der Händetrockner abschaltet.

2. Elektrisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die festgelegte Zeitspanne (Zf) länger als der Abstand (Az) zwischen zwei Impulspaketen (IP) ist.

3. Elektrisches Gerät, insbesondere Händetrockner, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die festgelegte Zeitspanne (Zf) kürzer als die zum Händetrocknen nötige Zeit ist.

4. Elektrisches Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die festgelegte Zeitspanne etwa um den Faktor 60 bis 100 länger ist als der zeitliche Abstand (Az) zwischen zwei Impulspaketen (IP).

5. Elektrisches Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zeitliche Abstand (Az) etwa um den Faktor 5 bis 10 größer ist als die Länge eines Impulspakets (IP).

6. Elektrisches Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die festgelegte Zeitspanne (Zf) etwa 3 s beträgt.

7. Elektrisches Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Impulspaket (IP) etwa 15 Impulse beinhaltet und die Auswerteelektronik (5) ein Einschaltsignal erzeugt, wenn der Empfänger (7) wenigstens aus zwei aufeinanderfolgenden Impulspaketen (IP) etwa die Hälfte der Impulse reflektiert empfängt.

8. Elektrisches Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer der Impulse (I) kleiner ist als deren Abstand.

9. Elektrisches Gerät, insbesondere Händetrockner, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach einem Zeitraum, der zum Händetrocknen lang genug ist, die Auswerteelektronik (5) eine Zwangsabschaltung vornimmt.

10. Elektrisches Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwangsabschaltung nach etwa 1 min erfolgt.

11. Elektrisches Gerät, insbesondere Händetrockner, nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass nach einer Zwangsabschaltung der Händetrockner für eine Pause gesperrt bleibt.