Авто-смыв унитаза для кота

Кот на унитазе

Сейчас на Алиэкспрессе продается много приспособлений, помогающих обучить кота пользоваться унитазом и, если не педалировать обучение, за 1 — 3 месяца практически любой кот способен освоить этот несложный трюк. Отказ от лотка и наполнителя очень полезный шаг в создании в квартире уюта, но этому действию не хватает законченности — кот не умеет смывать унитаз за собой. Вот эту проблему и решает описанное ниже электромеханическое устройство.

Почему надо смывать унитаз?

Придумать устройство способное смывать унитаз после кота хорошо с эстетической точки зрения, но есть и практическая необходимость. Раньше, когда я уезжал из квартиры на сутки и более, я ставил рядом с унитазом дополнительный лоток с наполнителем, так как мой кот — чистоплотное животное и грязный унитаз снова использовать не будет. Автоматизация смыва унитаза дала возможность полностью избавиться от лотка и наполнителя. Теперь, если коту насыпать побольше корма, он может жить в квартире один в течение длительного срока без какой-либо помощи со стороны человека (это очень удобно, но все же я считаю, что больше чем на 2 суток кошек в одиночестве оставлять не следует, так как несмотря на показную независимость, они животные достаточно социальные и через пару дней одиночества впадают в депрессию).

Техническое задание

Что нужно для устройств авто-смыва? В общих словах, автоматика как-то должна обнаружить присутствие кота на унитазе и, после этого, как-то дернуть клапан слива воды унитаза. Первый пункт значительно сложнее осуществить — существующие датчики не могут различать размер и форму движущихся предметов — как тогда можно отличить кота о человека? Единственный возможный способ — по поведению — кот обычно долго готовится, делает свои дела, потом еще долго скребет топчак лапой и, в результате, проводит на унитазе несколько минут и, главное, никогда сам не дергает ручку смыва унитаза.

Интересно почитать: Монтаж гигиенического душа в туалете

Поэтому, логика работы системы предполагалась следующая — она отслеживает нахождение кота на унитазе, потом ждет около 30 секунд, снова детектирует присутствие кота, потом отмечает его уход и дальше еще ждет 3 минуты, отслеживая движение ручкоятки унитаза (сделать это не сложно, например, используя геркон и магнит, наклеенный на клапан смыва). Если за это время спуск воды никто не дернул — автоматика с помощью сервопривода поднимает сливной клапан на 5 секунд, инициирую спуск воды.

Такой алгоритм работы отличает кота от человека и достаточно хорошо защищен от случайных срабатываний — авто-смыв не сработает, если человек кратковременно зашел в туалет (например за шваброй).

Общий дизайн и механическая часть

У меня в туалете стоит совершенно обычный фаянсовый унитаз с ручкой на крышке. Старую советскую механику я давно заменил, установив немецкий кран и клапан смыва.

Бачок унитаза без автоматизации

Как видно, свободного места в бачке относительно много, поэтому я решил разместить всю систему автоматизации внутри сливного бачка, главным образом для того, чтобы оно не привлекало внимания. Я не хочу объяснять каждому гостю, зачем нужно это устройство и что оно делает.
Для раскройки механических деталей и крепежа я использовал самодельный домашний CNC станок. Детали я изготовил из мягких листовых материалов, которые у меня тогда были под рукой — раму вырезал из полиэтиленовой кухонной разделочной доски, а клапан унитаза дополнил горизонтальной платформой, вырезанной из листового углепластика. Эта платформа передает клапану усилие тяги сервопривода и предотвращает вращение клапана вокруг своей оси. Подъем клапана сервоприводом и ручкой независимы друг от друга — унитазом можно пользоваться, как и раньше, дергая за ручку смыва, а сервопривод поднимает клапан, также не поднимая ручку.

Бачок унитаза с размещенной автоматизацией смыва.

Я не буду здесь детально описывать детали механической конструкции. Унитазы бывают разные, у некоторых есть ручка, у других кнопка, у каждого домашнего мастера есть свои материалы и возможности изготовить механические компоненты, поэтому вряд-ли имеет смысл копировать геометрию моего устройства. Главное, чего надо здесь добиваться — механика должна быть надежной и долговечной, иначе вся эта затея не имеет никакого смысла.

Электроника

Как обнаружить кота на унитазе? Я экспериментировал с разными датчиками движения. Доплеровский СВЧ радар (этот прибор открывает раздвижные двери в торговых центрах) показал себя сложным в настройке и нестабильным, поэтому я использовал инфракрасный пироэлектрический сенсор (часто используется для автоматического включения света в подъездах). Хотя этот прибор достаточно сложен и на самом деле является тепловизором, совмещенным с анализатором изображения, но такие пироэлектрические датчики давно уже вошли в быт, все более-менее однотипные и, обычно, стоят несколько долларов штука. Я использовал миниатюрный Grove mini PIR motion sensor на основе S16-L221D. Он не имеет элементов настройки, но их можно добавить, следуя инструкции. Для регулировки чувствительности я припаял к нему подстроечный резистор и, так же немного повысил его быстродействие, замкнув резистор на плате. Этот датчик без потери функциональности можно заменить на более крупный и дешевый аналог ZRD09 — он уже имеет подстроечные потенциометры для настройки чувствительности и быстродействия. Инфракрасный датчик я расположил снаружи бачка, сбоку унитаза на расстоянии около 30 см, поместив его в маленькую коробочку, так же закрыв провода пластмассовым коробом.

Размещение инфракрасного датчика

Для подъема клапана унитаза я использовал судомодельный сервопривод JMT 20, который, по утверждению производителя, имеет некоторую степень влагозащищенности. Этот сервопривод относительно мощный и комплектуется металлической «рукой» с дополнительным отверстиями.

«Мозгом» устройства является популярный контроллер Arduino Micro. Его я разместил в пластмассовой коробочке. Внешние устройства — датчик, геркон, блок питания, сервопривод, светодиоды подключены к коробочке через 3 контактные JST разъемы — каждый элемент может быть отсоединен от общей системы.

В качестве источника питания я использовал импульсный 12 В 2А блок питания, воткнутый в розетку на кухне — напряжения 12 вольт передается в туалет по трехметровому проводу. 12 вольт, прямо внутри коробочки, конвертируются стабилизатором КРЕН5 в 5 вольт. Это напряжение питает Arduino, инфракрасный датчик и сервопривод. Такое решение не случайно, провод питания имеет относительно большое сопротивление и, если не принять меры, наводки от мощного сервопривода будут мешать работе контроллера. Кроме того, КРЕН5 нагревает коробочку и, тем самым, борется с влажностью внутри нее.

Электрическая схема устройства

Программирование

Скетч для Arduino можно скачать здесь. Программа реализует следующую диаграмму состояний:

Диаграмма состояний

Следует заметить, что система отслеживает оба фронта импульса с инфракрасного датчика. Передний фронт переводит систему в некоторое промежуточное состояние (PREWAIT, PREDETECT), а фактический переход в состояние (WAIT, DETECT) происходит в момент заднего фронта импульса.

Состояние FLUSH_GERCON добавлено из-за того, что поднятие клапана сервоприводом вызывает срабатывание геркона. Вызывающий срабатывание геркона магнит прикреплен не к рукоятке слива, а непосредственно к платформе, расположенной на клапане. Такое решение добавляет в систему обратную связь — с помощью геркона система определяет положение клапана — если по какой-то причине сервопривод будет стоять в неправильном положении и клапан будет открыт — геркон сработает, сервопривод опустит руку, и клапан перейдет в закрытое положение.

После поднятия клапана ручкой, система переходит в состояние IDLE и, в течение 30 секунд, перестает чувствовать сигналы с инфракрасного датчика. Это дает человеку возможность уйти из туалета, не вызывая повторного срабатывание системы.

Управление сервоприводом происходит путем подачи на него ШИМ импульса 0.9 — 2.0 миллисекунды и имеющего частоту 50 Гц. Управляющий сигнал, кроме состояний ON (длительность импульса 1250 мкс) и OFF (длительность импульса 1850 мкс) имеет еще одно «нейтральное» состояние, когда управляющий импульс отсутствует. В этом состоянии сервопривод просто сохраняет положение руки. Сервопривод проводит в «нейтральном» состояние практически все время, это позволяет избежать его износа от мелких колебаний, которые могут иметь место во время подачи на него управляющего импульса.

Настройка механики

Механическая настройка системы достаточно проста — необходимо выполнить следующие действия:

Правильно закрепить «руку» сервопривода и протестировать что ее перемещения хватает, чтобы открыть и закрыть клапан унитаза.(Для этого очень хорошо подходит «тестер сервоприводов» )

Правильно подобрать длину тяги, соединяющей платформу клапана и сервопривод.

Найти правильное взаимное положение магнита и геркона.

Таблица состояний системы

Cветодиоды

Чтобы контролировать работу программы я добавил в электрическую схему 2 светодиода — красный и зеленый. Чтобы не привлекать к ним большого внимания, я разместил их сбоку сливного бачка, но мне они сообщают информацию о текущем состоянии системы.

Особенности установки унитаза с автоматическим сливом

Унитаз стал неотъемлемой частью любой квартиры или дома. Без него невозможно представить себе комфортного существования. При этом его конструкция меняется, появляются дополнительные гаджеты, как например, унитаз с автоматическим сливом, с гигиеническим душем и другие. Все эти новшества призваны упростить жизнь потребителей и сделать процедуру ухода за туалетом более гигиеничной.

Создание унитаза и его история

История эксплуатации унитаза в России насчитывает около 100 лет. На самом деле подобную конструкцию использовали еще до нашей эры древние китайцы. Но само изобретение приписывают себе англичане, и датой получения первого патента является 1775 год.

С тех пор появилось огромное количество разнообразных вариантов исполнения, вплоть до того, что появился автоматический слив воды для унитаза. Однако такие новшества не всегда радовали потребителей. Первой компанией – поставщиком этого санитарно-технического оборудования по праву считается испанская фирма “Unitas”, по названию которой этот прибор стали идентифицировать в Российской империи.

Несмотря на обилие форм, и новшеств, набор базового оборудования практически не изменился:

сама чаша унитаза; ;
соединительный шланг между чашей и бачком.

Основной принцип действия также не изменился. Материалом для изготовления этого оборудования по-прежнему остается фаянс и керамика, также используется полукерамика.

Виды и конструкция унитазов

Современные унитазы различают относительно сливного бачка и вида чаши. Согласно разнице по расположению и размерам сливного бачка выделяют:

Унитаз с бачком в стене – самый современный вариант. Однако для его установки требуется монтаж дополнительной перегородки, при этом некоторая часть пространства скрадывается, что компенсируется зрительным восприятием увеличивавшегося пространства из-за отсутствия сливного бачка. – самые привычные модели, в которых бачок расположен на полочке за чашей.

Кроме того, сами бачки делятся:

по расположению кнопок;
по материалу изготовления.

По расположению кнопок выделяются боковые и верхние варианты. Боковой вариант подразумевает расположение на бачке цепочки, за которую дергают. Верхнее расположение представляет собой кнопку, размещенную на самом бачке или на стене над унитазом.

Согласно градации по материалу изготовления выделяют фаянсовые, пластиковые или чугунные бачки. Кроме классификации относительно способа размещения сливного бачка, различают также унитазы по форме чаши:

Тарельчатые унитазы достаточно распространены до сих пор. Их главным недостатком является некачественный слив.
Воронкообразные выполаскивающие модели имеют воронку, которая сужается внизу.
Самые прогрессивные – сифонирующие воронкообразные унитазы. Он обладает двумя неоспоримыми достоинствами – смыв осуществляется бесшумно, требуется меньше воды.

Принцип работы сливного бачка

Без сливного бачка унитаз не может существовать в принципе, в этом случае весь принцип его изобретения будет нарушен и можно, как и наши предки, пользоваться ночными вазами. Поэтому прежде, чем говорить о том, что такое автоматический слив для унитаза, разберем принцип функционирования механического варианта бачка.

Устройство сливного бачка

Итак, сливной бачок соединен в большинстве случаем с чашей посредством гибкого шланга. При этом в самом бачке предусмотрено два механизма работы – набор воды и ее спуск. При наборе вода скапливается в бачке до строго определенного уровня, который можно отрегулировать. При нажатии на кнопку спуска, вода устремляется в чашу унитаза, забирая с собой все, что нужно смыть.

Рассмотрим, какими элементами обеспечивается работа бачка.

Наливной клапан присоединен к поплавку, который и регулирует уровень набора воды в бачок. Поплавок – это отличное и простое устройство, позволяющее набирать воду до нужного уровня. При этом одновременно с окончанием набора жидкости перекрывается клапан.
Кнопка сливного механизма – самый распространенный вариант приведения в действие системы слива воды, расположена на крышке бачка или рядом с ним и соединена с арматурным узлом. На современных приборах кнопка состоит из двух частей, обеспечивающих в целях экономии слив половины или всего бачка.
Арматурный узел отвечает за слив воды в унитаз. Он устроен таким образом, что открывается при нажатии на кнопку, и в зависимости от кнопки выпускает половину или весь объем накопленной воды.
Дополнительно используется защита бачка от переливания. Если существует угроза заполнения, то лишняя жидкость не будет выливаться через край бачка, а отправится прямиком в канализацию.

Характеристика унитаза с автоматическим сливом

Унитаз с автоматическим сливом

После долгих поисков по усовершенствованию системы слива дизайнеры и инженеры нашли несколько вариантов. Они предложили использовать кнопки (принцип работы которых кратко был рассмотрен выше), встроенные в стену, бесконтактные устройства или автоматический слив воды.

По сути, все эти приспособления имеют одну общую черту – они позволяют смыть воду в унитазе. При нажатии на кнопку, вмонтированную в стену, происходит слив воды из бачка, расположенного за стеной, то есть скрытого.

Бесконтактное устройство работает по следующему принципу:

Когда человек входит в помещение, устройство автоматического слива распознает по датчику движения, что посетитель вошел и переходит в режим ожидания.
Когда человек выходит из помещения, окончив все свои дела, то устройство также посредством датчика движения узнает об этом и подает сигнал для спуска воды в унитаз.

То есть, автоматический смыв воды осуществляется посредством роботизированного прибора, который анализирует присутствие и отсутствие человека. Кроме очевидного гигиенического преимущества, создаваемого такими устройствами, они позволяют экономить водный ресурс и снижают риск получения заболеваний при контакте с элементами унитаза. А если оснастить свой туалет автоматической системой подъема крышки, то такой риск вообще будет минимальным.

Однако есть и один недостаток. Если вы установили эту систему дома, то предупреждайте ваших гостей о ней. В противном случае, по привычке человек будет искать, как ему слить воду и в лучшем случае просто пробудет долго в туалетной комнате, а в худшем, что-либо сломает.

Очень часто система бесконтактного слива входит в комплекс приборов “умный дом” и устанавливается по желанию хозяина. Если вы решили установить автоматический слив своими руками, то вначале устанавливается непосредственно слив в унитаз.

Выбираем сантехнику: какой унитаз лучше смывает и характеристика систем выпуска

Казалось бы, что сложного в выборе сантехники? Проверив комплектацию и качество продукции, можно смело приступать к ее установке. Но жизненный опыт и рекомендации специалистов говорят о другом – ошибки при покупке среди всего многообразия могут привести к печальным результатам, причем не только технического характера. Эти квалифицированные знания нужны не только для тех, кто только закончил строительство – ими могут воспользоваться в полной мере люди, затеявшие ремонт и замену всех узлов в ванной комнате.

Современные производители готовы предложить экземпляры, которые отличаются минимум по десятку критериев. Поэтому знать, какой унитаз хорошо смывает или как лучше закрепить прибор – это значит сделать осознанный выбор и уберечь себя от непредвиденных проблем. Разберем основные параметры сантехники, представленной на нынешнем рынке.

Какие существуют системы выпуска?

Если система канализации в квартире не будет переделываться, то форма выпуска должна соответствовать конфигурации раструба в туалете. Любая адаптация к существующей канализации возможна, но заберет некоторое пространство.

Существует три вида выпуска:

вертикальный;
косой;
горизонтальный.

Первые два вида часто применялись в домах, которые были построены во второй половине ХХ века. Косой выпуск обычно подключают при помощи гибкой трубы – гофры.

Совет для тех, кто еще решает вопрос не только по поводу, какой унитаз лучше смывает, но и как сэкономить больше места в туалетной комнате: если проектировка системы канализации находится еще на стадии разработки, то вертикальный спуск будет самым оптимальным решением. Во-первых, коммуникации закрываются самой сантехникой, а во-вторых, ее можно придвинуть вплотную к стене.

Горизонтальный выпуск или универсальный, как его часто называют, встречается в импортной продукции. Подключение осуществляется при помощи переходника как в пол, так и в вертикальный стояк.

Выбираем: какой тип унитаза хорошо смывает?

Одним из важных показателей при выборе сантехнического оборудования является система смыва. Сам фактор состоит из таких составляющих, как способ подачи воды и сам процесс смыва.

Существует два варианта подачи воды:

каскадный;
душевой.

Каскадный тип

Этот способ представляет собой традиционную подачу жидкости из одного отверстия. Сплошной поток омывает поверхность чаши, так что особо надеяться на возможность экономии воды здесь не стоит. Вместе с тем, выбирая, какой из представленных унитазов хорошо смывает, следует учитывать, что каскадная система обладает такими преимуществами, как:

дешевизна;
надежность.

Однако следует отметить и отрицательные стороны данного типа подачи воды. Помимо повышенного расхода смывающей жидкости существуют проблемы гигиенического плана:

струя воды не покрывает всю площадь чаши;
повышенные требования к уборке.

В системе подачи желательно применение специального фильтра для предотвращения появления ржавого налета. Каскадный вариант чаще всего применяется в чашах вороночного типа, но его можно встретить и в унитазах с полочкой-трамплином.

Душевой тип

Данный способ появился сравнительно недавно. Кто еще задумывается над вопросом, с какой системой унитаз лучше смывает, стоит обратить особое внимание именно на этот вариант. Его преимущества таковы:

экономичный расход воды;
эффективный смыв;
минимальный уход.

Все эти пункты обеспечиваются отверстиями, расположенными по всему периметру чаши. Благодаря им при нажатии клавиши слива образуется водяная воронка, которая омывает всю площадь чаши. Струи воды могут быть направлены как под углом, так и прямо по отношению к ободу сантехнического узла.

Таким образом, вариант с душевой системой смыва более предпочтителен, однако стоит обратить внимание еще на некоторые нюансы.

Детали: какой конструкции унитаз лучше смывает и почему?

Разобравшись с вариантами слива и формами выпуска, нужно недолго остановиться на устройстве чаш сантехники (подробнее о конструкциях чаш читаем тут). Они бывают:

воронкообразные;
тарельчатые;
козырьковые.

Наиболее удачной конструкцией считается воронкообразная – она гигиенична и экономична по расходу воды. Однако же главный недостаток заключается в брызгах, с которыми производители пытаются бороться разными способами, но пока безуспешно.

Всем, кто задается вопросом, какой современный унитаз хорошо смывает и одновременно комфортен в эксплуатации, можно ответить – козырькового типа. Он не будет требовать особых усилий по обслуживанию и количество неприятных запахов минимально.

Тарельчатые чаши знакомы всем еще со времен СССР. Что о ней можно сказать? Единственное преимущество – отсутствие брызг, остальные параметры оставляют желать лучшего.

Выводы

Современный покупатель сантехники особое внимание обращает не только на комфорт, но и на экономичность использования прибором воды. Здесь оптимальным выбором будет душевой тип смыва или, так называемый, круговой слив. Для особо экономных можно посоветовать обратить внимание на двухрежимную систему смыва.

По поводу вопроса, какой вид чаши унитаза лучше смывает, следует отметить, что золотой серединой является козырьковая форма. Ее конструкция не способствует образованию капель, приводящих к дискомфорту, а также отличается высокой гигиеничностью.

Нельзя забывать и о системе выпуска, ведь от нее зависит не только способ подключения к канализационным коммуникациям. Нижний уровень выходной горловины сантехнического прибора формирует местоположение зеркала воды относительно всей конструкции.