СИГНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО КОНТРОЛЯ БЫТОВЫХ ЭЛЕКТРОПРИБОРОВ

Полезная модель относится к сигнальным устройствам или устройствам вызова и может быть использована при создании сигнальных устройств, предупреждающих об оставленных в помещении не выключенных электроприборах, таких как электроплита, электрообогреватель, вытяжка.
Из предшествующего уровня техники известно сигнальное устройство, предназначенное для использования при создании сигнальных устройств, предупреждающих об оставленных в помещении не выключенных электроприборах. Устройство содержит блок основных датчиков токопотребления, блок сигнализации, блок компенсации, блок задержки и блок дополнительных датчиков токопотребления, каждый из которых установлен в цепи питания периодически включающихся электропотребителей, не требующих отключения их от электросети. При этом основные датчики токопотребления блока установлены в общих цепях питания, а их выходы соединены с положительным входом блока компенсации, отрицательный вход которого подключен к выходам дополнительных датчиков токопотребления блока, а выход соединен со входами блока сигнализации непосредственно и через блок задержки. Благодаря этому, даже в момент паузы периодически включающегося токопотребителя формируется сигнал о его подключенном к электросети состоянии (патент РФ на изобретение №2072561, МПК G08B 7/06, опубликовано 27.01.1997 г.). Устройство обеспечивает возможность сигнализации о наличии работающих периодически включающихся электропотребителей в любом режиме их работы. Предупреждение об оставленных включенных электропотребителях осуществляется с помощью звуковых и световых индикаторов, причем световой индикатор работает постоянно при включенных электропотребителях, а звуковой - лишь при открывании входной двери.
Недостатком данного технического решения является применение проводных линий связи, что неудобно и дорого использовать внутри квартир, дач, летних кухонь, особенно при значительных расстояниях между контролируемым электроприбором и местом расположения индикатора (например, между кухней и спальней). При включенном контролируемом электроприборе звуковой сигнал раздается при каждом открывании входной двери, в том числе и тогда, когда контролируемый электроприбор используется и не может быть выключен.
Также известна система для осуществления текущего контроля и управления набором бытовых электроприборов предназначенная для осуществления текущего контроля и управления одним или более потребителями электрической мощности, в частности бытовыми электроприборами. Указанные бытовые электроприборы для обмена информацией и/или командами соединены с первой сетью связи через интерфейсное средство, где передающие-приемные средства, соединенные с указанной первой сетью связи, предусмотрены для установления канала связи со второй удаленной сетью и/или удаленным оконечным устройством. В частности, для дистанционного контроля бытовых электроприборов передающие-приемные средства содержат модем мобильного телефона, а удаленным оконечным устройством является мобильный телефон (патент РФ на изобретение №2264020, МПК H02J 13/00, G05B 19/042, опубликовано 10.11.2005 г.). Указанная система позволяет дистанционно контролировать состояние электроприборов, в частности нахождение их во включенном состоянии.
Недостатком данного технического решения, в случае применения его для предупреждения об оставленных в помещении не выключенных бытовых электроприборах, является его сложность и высокая стоимость реализации.
Также известна система передачи информации предназначенная для использования при осуществлении дистанционного контроля работы бытовых электроприборов преимущественно людьми, имеющими дефекты слуха, памяти, зрения, обоняния и т.д. Система состоит из передающего и приемного полукомплектов, соединенных между собой радиоканалом. Передающий полукомплект содержит блок питания, источник сообщения, формирователь видеоимпульса, блок управления генератором, генератор, согласующее устройство и передающий антенный узел. Приемный полукомплект (приемник) содержит блок питания, приемный антенный узел, согласующее устройство, усилитель радиоимпульса, детектор, формирователь воздействующего импульса, блок управления с узлом коммутации, узлом регулирования уровнем воздействия и прерывателем воздействия, блок дополнительных согласующих устройств и блок исполнительных органов, оказывающих воздействие на пользователя световым, звуковым, тепловым, вибрационным и газовым индикаторами (патент РФ на полезную модель №50026, МПК G02B 7/06, опубликовано 10.12.2005 г.). Данное техническое решение является наиболее близким к заявленному техническому решению и принято за прототип заявленной полезной модели.
Недостатком данного технического решения является то, что радиус действия данного известного устройства мал и ограничен несколькими метрами. Это обусловлено тем, что размеры приемной и передающей антенн много меньше длины волны в радиочастотном диапазоне, что не обеспечивает уверенной и безошибочной передачи сигналов, особенно ослабленных стенами здания или большим расстоянием, а усилитель радиоимпульса не предназначен для усиления слабого сигнала.
Задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является создание сигнального устройства для дистанционного контроля состояния бытовых электроприборов, с более высоким радиусом действия, позволяющего производить надежный дистанционный контроль на большем расстоянии или за стенами здания и индицировать предупреждение об оставленных в помещении не выключенных электроприборах, таких как электроплита, электрообогреватель, вытяжка. Более конкретно, заявленная полезная модель решает задачу создания новой конструкции приемника описанного в указанном выше прототипе с целью решения описанного недостатка прототипа и получения более высокого технического результата.
Решение указанной задачи достигается тем, что в заявленной полезной модели, содержащей узел питания, последовательно включенные приемную антенну, входной радиочастотный усилитель, формирователь прямоугольных импульсов, узел управления, световой индикатор, в отличие от прототипа входной радиочастотный усилитель выполнен по схеме сверхрегенеративного усилителя с самогашением, а приемная антенна подключена непосредственно к его колебательному контуру.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является увеличение радиуса действия устройства и стабильности приема сигналов контроля, по сравнению с прототипом, особенно в условиях слабого сигнала, что позволяет производить надежный дистанционный контроль состояния бытовых электроприборов на большем расстоянии или за стенами здания и индицировать предупреждение об оставленных в помещении не выключенных электроприборах, таких как электроплита, электрообогреватель или вытяжка.
6
Более высокий радиус действия заявленного устройства достигается тем, что входной радиочастотный усилитель, усиливающий сигнал с приемной антенны, выполнен по схеме сверхрегенеративного усилителя с самогашением, являющегося более чувствительным и позволяющего получить большее усиление от одного каскада (до 10) по сравнению с усилителем, использованным в прототипе. Также, приемная антенна, размеры которой много меньше длины принимаемой волны, подключена через конденсатор непосредственно к колебательному контуру сверхрегенеративного усилителя, без дополнительного согласующего узла и, соответственно, нет дополнительных потерь принятого контрольного сигнала. Подключение приемной антенны без дополнительного согласующего узла применено потому, что в сильно укороченной антенне образуется колебательный процесс, а не волновой, следовательно, не требуется согласование выходного импеданса антенны и входного импеданса входного радиочастотного усилителя, поскольку отраженная волна не образуется. Сопротивление параллельного колебательного контура на резонансной частоте много выше выходного сопротивления сильно укороченной приемной антенны, следовательно, передача сигнала из приемной антенны в колебательный контур сверхрегенеративного усилителя происходит без потерь по напряжению.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором представлена блок-схема устройства.
Сигнальное устройство для дистанционного контроля бытовых электроприборов состоит из единого блока, части которого находятся в конструктивном единстве и функциональной взаимосвязи, находящегося на значительном расстоянии от контролируемого электроприбора, например, закрепленного на стене в другой комнате.
6
Устройство содержит узел питания 1, подключенный к сети переменного тока 220 В, приемную антенну 2 подключенную через конденсатор к входу входного радиочастотного усилителя 3, выход которого подключен к формирователю прямоугольных импульсов 4, узел управления 5 (микроконтроллер 5), представляющий собой микроконтроллер, световой индикатор 6, представляющий собой светодиод, подключенный к сигнальному выводу микроконтроллера 5. Входной радиочастотный усилитель 3 выполнен по схеме сверхрегенеративного усилителя с самогашением имеющего высокую чувствительность и большое усиление от одного каскада (до 10). Приемная антенна 2 подключена непосредственно к колебательному контуру и таким образом, является интегрированной в схему сверхрегенеративного усилителя.
Устройство работает следующим образом. Модулированные радиочастотные контрольные импульсы принимаются приемной антенной 2 и усиливаются входным радиочастотным усилителем 3, выполненным по схеме сверхрегенеративного усилителя с самогашением. Приемная антенна интегрирована в схему сверхрегенеративного усилителя. С выхода входного радиочастотного усилителя усиленные модулированные контрольные импульсы поступают на формирователь прямоугольных импульсов 4, где происходит детектирование импульсов, а так же формирование амплитуды и крутизны фронтов импульсов. Затем прямоугольные импульсы поступают на микроконтроллер 5, который принимает импульсы и формирует на сигнальном выводе напряжение высокого уровня, поступающее на световой индикатор 6, что вызывает включение светового индикатора, который излучает свет в непрерывном режиме в течение всего времени работы контролируемого электроприбора, что является предупреждением об оставленном не выключенным электроприборе. При выключенном напряжении питания контролируемого электроприбора, модулированные радиочастотные контрольные импульсы отсутствуют и световой индикатор выключен.
Испытание работы устройства показало хорошую работоспособность на расстоянии до 500 м при отсутствии препятствий на пути распространения сигнала контроля (снаружи), а при наличии препятствий - хорошую чувствительность через четыре железобетонные стены (в помещении).