کاربران با اتخاذ گسترده فناوری خانه هوشمند ، خواستار راحتی ، راحتی و بهداشت از محصولات حمام هستند. به عنوان یک نمونه بارز از فناوری حمام هوشمند ، از راه دور {1} conts درپوش توالت کنترل شده از فناوری کنترل الکترونیکی استفاده می کند تا عملکرد بی تماس با عملکردی مانند گرمایش صندلی ، شستشوی آب گرم و خشک کردن هوای گرم را فعال کند. اصول طراحی آنها تخصص چند رشته ای ، از جمله مهندسی مکانیک ، کنترل الکترونیکی و علوم مواد را ادغام می کند. در این مقاله به طور سیستماتیک اصول طراحی درب های توالت کنترل شده از راه دور- را از سه منظر تجزیه و تحلیل می کند: ماژول های کاربردی اصلی ، معماری سیستم کنترل و اجرای فناوری کلیدی.
ماژول های کاربردی اصلی و منطق طراحی اساسی
توابع اساسی از راه دور - مخزن کنترل شده در اطراف "تعامل رایانه ای-}}} intolles intollation. ساختار فیزیکی آنها را می توان به دو ماژول اصلی تقسیم کرد: یک واحد محرک مکانیکی و یک واحد کنترل الکترونیکی.
1. محرک مکانیکی: حامل فیزیکی برای اجرای عملکردی
قسمت مکانیکی به طور مستقیم عملکردهای درب توالت را پیاده سازی می کند و در درجه اول شامل اجزای زیر است:
• صندلی و پوشش: تزریق - که از پلاستیک مهندسی ضد باکتریایی (مانند ABS یا PP) تشکیل شده است ، اغلب با یک پوشش رسوب ضد {1}. صندلی دارای یک-} در گرمایش غشای یا عنصر گرمایش سرامیکی است که دمای ثابت را از طریق هدایت گرما حفظ می کند (که به طور معمول در 35-40 درجه نگهداری می شود ، یک دامنه راحت برای انسان).
• سیستم Flushing: از یک پمپ میکرو {{0} ، ، شیر برقی ، نازل و لوله کشی آب تشکیل شده است. پمپ آب را از مخزن تحت فشار قرار می دهد ، و یک شیر برقی جهت جریان آب را کنترل می کند (به عنوان مثال ، جابجایی بین حالت های شستشوی خلفی و زنانه). نازل به طور معمول قابل جمع شدن است و دارای ویژگی های تمیز کردن خود 5 {5} (به عنوان مثال ، پالس گرگرفتگی یا عقیم سازی UV) است.
• سیستم خشک کردن: بر اساس ترکیبی از یک عنصر گرمایش سرامیکی PTC و یک توربوفان ، هوای گرم را در گردش می کند تا رطوبت را از سطح پوست تسریع کند. دما و سرعت هوا قابل برنامه ریزی است (به طور معمول بین 40-60 درجه ، با تنظیمات سرعت چندگانه) . 2. واحد کنترل الکترونیکی: "مغز" و "اعصاب" عملکرد
مؤلفه الکترونیکی وظیفه دریافت دستورات ، منطق پردازش و قطعات مکانیکی رانندگی را بر عهده دارد. اجزای اصلی آن شامل موارد زیر است:
• تراشه کنترل اصلی (مانند یک قشر بازو {{0} m میکروکنترلر سری سری): پردازش داده ها ، ذخیره سازی حالت (مانند حافظه ترجیح کاربر) و توابع تشخیص گسل را ادغام می کند.
• مجموعه سنسور: شامل سنسورهای دما (برای نظارت بر صندلی ، آب و دمای محیط) ، سنسورهای سطح آب (برای تشخیص سطح آب مخزن) و سنسورهای فشار (برای حس اشغال صندلی) ، ارائه داده های زمان واقعی {0} برای کنترل دقیق ؛
• ماژول مدیریت انرژی: ورودی AC 220V را می پذیرد و آن را به ولتاژ DC - کم (مانند 12V/5V) از طریق یک ترانسفورماتور و مدار تنظیم کننده ولتاژ تبدیل می کند. برخی از محصولات نهایی -} دارای منبع تغذیه پشتیبان باتری لیتیوم برای اطمینان از عملکرد اساسی در هنگام قطع برق هستند.
اصول طراحی سیستم های تعامل کنترل از راه دور
ویژگی کنترل از راه دور از یک درب توالت کنترل شده از راه دور - تمایز دهنده اصلی آن از محصولات سنتی است. طراحی تعاملی آن باید قابلیت استفاده ، قابلیت اطمینان و بهداشت را متعادل کند. دو راه حل اصلی وجود دارد: کنترل از راه دور سیمی و ماژول های کنترل از راه دور بی سیم.
1. مکانیسم انتقال سیگنال
• کنترل از راه دور مادون قرمز (IR): یک راه حل اولیه مشترک ، این روش از یک LED مادون قرمز برای انتقال یک سیگنال رمزگذاری شده (به عنوان مثال ، مدولاسیون PWM) استفاده می کند ، که سپس توسط گیرنده رمزگشایی می شود تا عملکرد مربوطه را اجرا کند. مزایای آن شامل هزینه کم است ، اما به یک مسیر انتقال مستقیم و بدون مانع نیاز دارد و مستعد ابتلا به نور محیط است.
• کنترل از راه دور فرکانس رادیویی (RF ، مانند 2.4 گیگاهرتز/433MHz): یک راه حل اصلی ، این روش از امواج رادیویی برای انتقال سیگنال ها از طریق موانع استفاده می کند. دامنه کنترل از راه دور آن می تواند به 5- 10 متر برسد و از شبکه چند دستگاهی پشتیبانی می کند (به عنوان مثال ، تمایز بین درب توالت حمام استاد و مهمان). همچنین از پروتکل های رمزگذاری (به عنوان مثال ، AE) برای جلوگیری از تحریک کاذب استفاده می کند.
• ادغام صفحه لمسی: برخی از محصولات نهایی - عملکرد کنترل از راه دور را مستقیماً در یک صفحه لمسی در سمت یا بالای درب توالت ادغام می کنند. سنسورهای لمسی خازنی حرکات را تشخیص می دهند (به عنوان مثال ، جابجایی برای تنظیم دما ، ضربه زدن به حالت های سوئیچی) ، کاهش اعتماد به کنترل از راه دور خارجی.
2. بهینه سازی منطق تعامل رایانه-
این طرح اصل "بدون تماس" را در اولویت قرار می دهد. به عنوان مثال ، یک سنسور فشار می تواند به طور خودکار اشغال صندلی را تشخیص دهد ، سیستم آماده به کار را از خواب بیدار کند و به طور پیش فرض گرمایش صندلی را فعال کند. حالت های گرگرفتگی را می توان با هوشمندی براساس مدت زمان اشغال توصیه کرد (به عنوان مثال ، یک پیش فرض کوتاه- برای مردان یک شستشوی شستشو است ، در حالی که یک پیش فرض طولانی- برای زنان شستشوی زنانه است). در مواقع اضطراری (به عنوان مثال ، به طور تصادفی تحریک گرگرفتگی) ، یک دکمه توقف فیزیکی یا یک {9 {}}}} کلیک بر روی کنترل از راه دور می تواند برای لغو عملکرد ارائه شود.
اجرای کلیدی فناوری و چالش ها
طراحی یک صندلی توالت کنترل شده از راه دور- نیاز به پرداختن به چندین چالش فنی برای اطمینان از ایمنی ، دوام و تجربه کاربری مداوم دارد.
1. ایمنی آب و الکتریکی
از آنجا که ولتاژ بالا-} (قدرت اصلی) ، ولتاژ کم- (مدار کنترل) و آب مایع همزیستی ، ضد آب و طراحی عایق بسیار مهم است:
• برد مدار با یک پوشش کنفورماله (رطوبت-} اثبات ، اسپری نمک- اثبات ، و کپک - اثبات) و یک مهر و موم لاستیکی برای جدا کردن مخزن آب و کنترل محفظه استفاده می شود.
• نازل ها و لوله های آب از مواد غذایی ساخته شده اند-} درجه سیلیکون یا رزین ضد باکتریایی برای جلوگیری از آلودگی ثانویه.
• یک ماژول حفاظت از نشت (مانند 10 میلی آمپر GFCI) ناهنجاری های مدار را در زمان واقعی کنترل می کند و در مدت زمان 0.1 ثانیه از شروع قدرت خاموش می شود.
2. متعادل کردن مصرف انرژی و عمر باتری
در حالت آماده به کار ، مصرف برق از طریق حالت های قدرت کم- به زیر 5 مگاوات کاهش می یابد (به عنوان مثال ، تراشه کنترل اصلی وارد حالت خواب می شود و فقط سنسور فشار را به خود می گیرد). اجزای فرکانس {3 {{{{3} (مانند گرمایش صندلی) از فناوری تنظیم قدرت PWM برای تنظیم پویا قدرت بر اساس دمای محیط استفاده می کنند (به عنوان مثال ، قدرت کامل در زمستان ، نیمی از قدرت در تابستان).
3. شخصی سازی و گسترش هوشمندانه
صندلی های توالت کنترل شده از راه دور - به طور فزاینده ای الگوریتم های AI را ادغام می کنند. این الگوریتم ها عادات کاربر را از طریق داده های استفاده طولانی - redhing می آموزند (به عنوان مثال ، اولویت بندی حالت شستشوی زنانه در صبح و افزایش خودکار دمای صندلی در زمستان). آنها همچنین از طریق برنامه های تلفن همراه از کنترل از راه دور پشتیبانی می کنند (به عنوان مثال ، پیش از تهیه روال تمیز کردن قبل از ترک خانه). برخی از محصولات همچنین با سیستم های خانه هوشمند (به عنوان مثال ، کنترل دستیار صدا و پیوند با مخازن توالت هوشمند برای تنظیم حجم فلاش) ادغام می شوند.
اصل طراحی صندلی های توالت کنترل شده از راه دور- در واقع از Mechatronic استفاده می کند تا عملکردهای سنتی حمام را به خدمات هوشمند قابل برنامه ریزی و تعاملی تبدیل کند. این رویکرد به هم افزایی ماژول های متعدد (فعال سازی مکانیکی ، کنترل الکترونیکی و تعامل رایانه {{2} انسان) و پیشرفت های کلیدی فن آوری (ایمنی آب و برق ، مدیریت انرژی و سنجش دقیق) متکی است. با توسعه اینترنت اشیاء و فن آوری های جدید مواد ، صندلی های توالت کنترل شده از راه دور- بیشتر به سمت "تجربه بی لمس" (به عنوان مثال ، سنجش اتوماتیک صندلی و تنظیمات محیطی تطبیقی) و "نظارت بر سلامتی" تکامل می یابد (به عنوان مثال ، تجزیه و تحلیل وضعیت فیزیولوژیکی کاربر از طریق داده های شفاف سازی) ، به طور مداوم بهبود کیفیت کاربران.
