З шырокім распаўсюджваннем тэхналогій разумнага дома карыстальнікі патрабуюць больш высокага ўзроўню камфорту, зручнасці і гігіены ад вырабаў для ванных пакояў. У якасці тыповага прыкладу тэхналогіі разумнай ваннай пакоі вечка ўнітаза з дыстанцыйным-кіраваннем выкарыстоўвае тэхналогію электроннага кіравання для забеспячэння бескантактавай працы такіх функцый, як падагрэў сядзенняў, прамыванне цёплай вадой і сушка цёплым паветрам. Іх прынцыпы праектавання аб'ядноўваюць міждысцыплінарны вопыт, уключаючы машынабудаванне, электроннае кіраванне і матэрыялазнаўства. У гэтым артыкуле будуць сістэматычна прааналізаваны прынцыпы распрацоўкі вечкаў унітазаў з дыстанцыйным-кіраваннем з трох пунктаў гледжання: асноўныя функцыянальныя модулі, архітэктура сістэмы кіравання і рэалізацыя ключавых тэхналогій.
Асноўныя функцыянальныя модулі і базавая логіка праектавання
Фундаментальныя функцыі вечкаў унітазаў з дыстанцыйным-кіраваннем круцяцца вакол "аптымізаванага ўзаемадзеяння чалавека-з кампутарам". Іх фізічную структуру можна падзяліць на два асноўныя модулі: механічны прывад і электронны блок кіравання.
1. Механічны прывад: фізічны носьбіт для функцыянальнай рэалізацыі
Механічная частка непасрэдна рэалізуе функцыі вечка ўнітаза і ў першую чаргу ўключае ў сябе наступныя кампаненты:
• Сядзенне і вечка: ліццё пад ціскам-з антыбактэрыйных інжынерных пластмас (напрыклад, ABS або PP), часта з пакрыццём супраць-забруджвання. Сядзенне мае ўбудаваную-награвальную мембрану або керамічны награвальны элемент, які падтрымлівае пастаянную тэмпературу праз цеплаправоднасць (звычайна падтрымліваецца на ўзроўні 35-40 градусаў, камфортны дыяпазон для чалавека).
• Сістэма прамывання: складаецца з мікра-помпы, электрамагнітнага клапана, сопла і вадаправода. Помпа нагнятае ваду з рэзервуара, а электрамагнітны клапан кантралюе кірунак патоку вады (напрыклад, пераключаецца паміж рэжымамі задняй і жаночай мыцця). Насадка, як правіла, высоўная і мае -функцыі самаачысткі (напрыклад, імпульсная прамыванне або УФ-стэрылізацыя).
• Сістэма сушкі: заснаваная на камбінацыі керамічнага награвальнага элемента PTC і турбавентылятара, яна забяспечвае цыркуляцыю гарачага паветра для паскарэння выпарэння вільгаці з паверхні скуры. Тэмпература і хуткасць паветра праграмуюцца (звычайна ў межах 40-60 градусаў, з некалькімі наладамі хуткасці). 2. Электронны блок кіравання: «Мозг» і «Нервы» функцыянальнасці
Электронны кампанент адказвае за прыём каманд, логіку апрацоўкі і кіраванне механічнымі кампанентамі. Яго асноўныя кампаненты ўключаюць:
• Асноўны чып кіравання (напрыклад, мікракантролер серыі ARM Cortex-M): аб'ядноўвае функцыі апрацоўкі даных, захоўвання рэжымаў (напрыклад, памяці налад карыстальніка) і функцыі дыягностыкі памылак;
• Набор датчыкаў: уключае датчыкі тэмпературы (для маніторынгу тэмпературы сядзення, вады і навакольнага асяроддзя), датчыкі ўзроўню вады (для вызначэння ўзроўню вады ў рэзервуары) і датчыкі ціску (для вызначэння занятасці сядзення), забяспечваючы даныя-рэальнага часу для дакладнага кантролю;
• Модуль кіравання сілкаваннем: прымае уваходнае напружанне пераменнага току 220 В і пераўтварае яго ў нізкае{1}} пастаяннае напружанне (напрыклад, 12 В/5 В) праз трансфарматар і схему рэгулятара напружання. Некаторыя прадукты-высокага класа маюць рэзервовае сілкаванне ад літыевай батарэі для забеспячэння базавай функцыянальнасці падчас адключэння электраэнергіі.
Прынцыпы праектавання сістэм узаемадзеяння дыстанцыйнага кіравання
Функцыя дыстанцыйнага кіравання крышкай унітаза-з дыстанцыйным кіраваннем з'яўляецца яе ключавым адрозненнем ад традыцыйных прадуктаў. Яго інтэрактыўны дызайн павінен збалансаваць зручнасць выкарыстання, надзейнасць і гігіенічнасць. Ёсць два асноўных рашэння: правадное дыстанцыйнае кіраванне і бесправадныя модулі дыстанцыйнага кіравання.
1. Механізм перадачы сігналу
• Інфрачырвоны пульт дыстанцыйнага кіравання (ВК): распаўсюджанае ранняе рашэнне, гэты метад выкарыстоўвае інфрачырвоны святлодыёд для перадачы кадзіраванага сігналу (напрыклад, ШІМ-мадуляцыі), які затым дэкадуецца прымачом для выканання адпаведнай функцыі. Яго перавагі ўключаюць нізкі кошт, але ён патрабуе прамога, бесперашкоднага шляху перадачы і адчувальны да перашкод ад навакольнага асвятлення.
• Радыёчастотны пульт дыстанцыйнага кіравання (ВЧ, напрыклад, 2,4 ГГц/433 МГц): асноўнае рашэнне, гэты метад выкарыстоўвае радыёхвалі для перадачы сігналаў праз перашкоды. Далёкасць яго дыстанцыйнага кіравання можа дасягаць 5-10 метраў, і ён падтрымлівае сеткавае ўзаемадзеянне з некалькімі прыладамі (напрыклад, адрознівае вечка ўнітаза для галоўнай і гасцявой ванных пакояў). Ён таксама выкарыстоўвае пратаколы шыфравання (напрыклад, AES) для прадухілення ілжывага запуску.
• Інтэграцыя з сэнсарным экранам: некаторыя-прадукты высокага класа інтэгруюць функцыю дыстанцыйнага кіравання непасрэдна ў сэнсарную панэль збоку або зверху вечка ўнітаза. Ёмістыя сэнсарныя датчыкі распазнаюць жэсты (напрыклад, правядзенне пальцам для рэгулявання тэмпературы, націск для пераключэння рэжымаў), памяншаючы залежнасць ад знешніх пультаў дыстанцыйнага кіравання.
2. Аптымізацыя логікі ўзаемадзеяння чалавека-з кампутарам
Прыярытэтам у дызайне з'яўляецца «бескантактавы» прынцып. Напрыклад, датчык ціску можа аўтаматычна вызначаць занятасць сядзення, абуджаючы сістэму чакання і ўключаючы падагрэў сядзенняў па змаўчанні. Рэжымы прамывання могуць быць разумна рэкамендаваны ў залежнасці ад працягласці занятасці (напрыклад, кароткатэрміновы-па змаўчанні для мужчын - гэта мыццё ў ніжняй частцы, у той час як доўгатэрміновы-па змаўчанні для жанчын - жаночае мыццё). У надзвычайных сітуацыях (напрыклад, выпадковы запуск прамывання) для адмены функцыі можна выкарыстоўваць кнопку фізічнага прыпынку або двайны -пстрычка на пульце дыстанцыйнага кіравання.
Укараненне ключавых тэхналогій і праблемы
Канструкцыя сядзення для ўнітаза з дыстанцыйным-кіраваннем патрабуе вырашэння шматлікіх тэхнічных праблем, каб забяспечыць бяспеку, даўгавечнасць і бесперапыннае карыстанне.
1. Вода- і электрабяспека
Паколькі высокае{0}}напружанне (асноўнае сілкаванне), нізкае-напружанне (ланцуг кіравання) і вадкая вада суіснуюць, гідраізаляцыя і канструкцыя ізаляцыі маюць вырашальнае значэнне:
• На друкаваную плату нанесена канформнае пакрыццё (вільгаце{0}}непранікальнае,-непранікальнае да салянага туману-і цвілі-), а для падзелу рэзервуара для вады і адсека кіравання выкарыстоўваецца гумовае ўшчыльненне.
• Насадкі і вадаправодныя трубы зроблены з харчовага-сілікону або антыбактэрыйнай смалы для прадухілення другаснага забруджвання.
• Модуль абароны ад уцечкі (напрыклад, 10 мА GFCI) кантралюе анамаліі ланцуга ў рэжыме рэальнага часу і адключае харчаванне на працягу 0,1 секунды пасля спрацоўвання.
2. Баланс энергаспажывання і тэрміну службы батарэі
У рэжыме чакання энергаспажыванне зніжаецца ніжэй за 5 мВт праз рэжымы нізкай-энергіі (напрыклад, асноўны чып кіравання пераходзіць у спячы рэжым, пакідаючы сілкаваннем толькі датчык ціску). Высокачашчынныя-кампаненты (напрыклад, абаграванне сядзенняў) выкарыстоўваюць тэхналогію рэгулявання магутнасці ШІМ для дынамічнага рэгулявання магутнасці ў залежнасці ад тэмпературы навакольнага асяроддзя (напрыклад, поўная магутнасць зімой, палова магутнасці летам).
3. Персаналізацыя і інтэлектуальнае пашырэнне
Сучасныя сядзенні для ўнітазаў з дыстанцыйным-кіраваннем усё часцей інтэгруюць алгарытмы штучнага інтэлекту. Гэтыя алгарытмы вывучаюць карыстальніцкія звычкі праз-даныя доўгатэрміновага выкарыстання (напрыклад, прыярытызацыі рэжыму жаночага мыцця раніцай і аўтаматычнага павышэння тэмпературы сядзення зімой). Яны таксама падтрымліваюць дыстанцыйнае кіраванне з дапамогай мабільных прыкладанняў (напрыклад, папярэдне наладжваючы працэдуры ўборкі перад выхадам з дому). Некаторыя прадукты таксама інтэгруюцца з сістэмамі разумнага дома (напрыклад, кіраванне галасавым памочнікам і сувязь з разумнымі бачкамі ўнітазаў для рэгулявання аб'ёму змыву).
Прынцып распрацоўкі сядзенняў унітазаў з дыстанцыйным-кіраваннем у асноўным выкарыстоўвае мехатроніку для пераўтварэння традыцыйных функцый ваннай пакоі ў праграмуемыя інтэрактыўныя інтэлектуальныя сэрвісы. Гэты падыход абапіраецца на сінэргію некалькіх модуляў (механічнае прывядзенне ў дзеянне, электроннае кіраванне і ўзаемадзеянне чалавека-з кампутарам) і асноўных тэхналагічных прарываў (бяспека вады і электрычнасці, кіраванне энергіяй і дакладнае зандзіраванне). З развіццём Інтэрнэту рэчаў і новых тэхналогій матэрыялаў сядзенні для ўнітазаў з дыстанцыйным-кіраваннем будуць развівацца ў напрамку «бескантактнага вопыту» (напрыклад, аўтаматычнае вызначэнне сядзенняў і адаптыўных налад навакольнага асяроддзя) і «маніторынгу здароўя» (напрыклад, аналіз фізіялагічнага стану карыстальніка праз даныя змывання), пастаянна паляпшаючы якасць жыцця карыстальнікаў.
