Circuit automat de dezinfectare a mâinilor - complet fără contact

În acest articol vom învăța cum să realizăm un circuit de dozare a igienizatorului pentru mâini cu cost redus, dar complet automat, care va permite o distribuire fără atingere sau fără contact a lichidului de igienizare pe mâinile utilizatorului.

Acest circuit de dezinfectare a mâinilor fără contact facilitează utilizatorului accesul automat la lichidul de dezinfectare de pe mâini fără a fi nevoie să acționați sau să atingeți manual pompa de sticlă de dezinfectant. Funcția asigură faptul că virușii nu au nicio șansă de răspândire prin atingerea fizică a sticlei de dezinfectant și a componentelor sale de funcționare.

Cu toate acestea, pentru a fi automat, sistemul va necesita un fel de senzor pentru a detecta prezența unui om sau a unei mâini umane sub unitatea de distribuție.

Pentru aceasta folosim cea mai simplă unitate de senzori umani, care este PIR sau un dispozitiv infraroșu pasiv .

Detalii de lucru de bază

Un PIR este proiectat pentru a detecta căldura în infraroșu din corpul uman și pentru a produce un impuls electric corespunzător la pinul de ieșire.

Acest impuls este utilizat pentru activarea unui temporizator one-shot etapa șoferului de releu care activează momentan releul și alimentează un solenoid cu arc.

Solenoidul împinge arborele pompei unei sticle de dezinfectant pentru a distribui lichidul în mâinile utilizatorului. Conceptul poate fi vizualizat în următoarea imagine.

Solenoidul din imaginea de mai sus este conectat la ieșirea unui circuit monostabil.

Un circuit monostabil este o configurație care determină o ieșire momentană ridicată ca răspuns la un declanșator de intrare momentan. Ieșirea rămâne ridicată pentru o perioadă fixă ​​prestabilită, indiferent de durata declanșatorului de intrare.

În acest circuit automat de dezinfectare, monostabilul este declanșat de un PIR imediat ce o mână umană care se apropie este detectată de PIR.

Monostabilul activează la rândul său solenoidul pentru un moment determinat de componentele sale de sincronizare RC.

Activarea solenoidului determină ca axul central să împingă rapid și să tragă în direcție verticală, apăsând o dată mânerul pompei sticlei de dezinfectant.

Acest lucru determină în cele din urmă sticla să distribuie lichidul igienizant în mâna utilizatorului.

Odată ce utilizatorul își retrage mâna din sistem, PIR se oprește, iar monostabilul dezactivează tot sistemul, până când un alt utilizator aduce mâna în intervalul PIR pentru a repeta procedura.

Circuitul de declanșare monostabil pentru unitatea de distribuire automată propusă pentru dezinfectant pentru mâini poate fi proiectat utilizând monostabil tranzistorizat sau printr-un dispozitiv popular Circuit monostabil bazat pe IC 555 .

Vom discuta ambele variante în următoarele discuții:

Circuit de distribuție a dezinfectantului pentru mâini tranzistorizat

Versiunea tranzistorizată a circuitului pare foarte simplă. Când dispozitivul PIR detectează o intervenție umană, acesta conduce și trimite un impuls la baza T1 prin C1.

Curentul prin C1 activează instantaneu T1, care la rândul său activează T2 și, de asemenea, pompa cu solenoid.

Între timp, C1 se încarcă rapid și împiedică intrarea oricărui curent suplimentar la baza T1, blocând astfel impulsurile repetate de CC de la ieșirea PIR. Acest lucru asigură că sistemul funcționează doar momentan pentru fiecare detecție și apoi se oprește până când mâna este îndepărtată și este inițiat un nou ciclu.

Această activare one-shot a T1 / T2 asigură faptul că sarcina solenoidului conectat se activează pentru a genera o singură acțiune push-pull pe fusul său magnetic.

Fusul acționează mânerul pompei de dezinfectare pentru a distribui o singură doză de lichid de dezinfectare pe mâna utilizatorului.

Puteți observa că solenoidul este conectat la partea emițătoare a tranzistorului, în loc de partea colectorului obișnuit. Conexiunea emițătorului asigură de fapt că solenoidul se activează printr-o împingere ușoară a soft-startului ca răspuns la încărcarea condensatorului C2 de 10 uF.

Dacă este conectat în partea colectorului, electromagnetul ar fi împins cu o împingere bruscă, care ar putea să nu arate prea impresionant.

Simplificarea designului de mai sus

Dezinfectantul de mână transistorizat fără contacș de mai sus ar putea fi simplificat în continuare prin utilizarea unui releu așa cum se arată în următorul design:

Utilizarea IC 555

Figura de mai sus prezintă un circuit monostabil standard IC 555. Aici, atunci când pin2 este împământat, determină pinul de ieșire să crească pentru o perioadă decisă de valorile R1, C1 sau de produsul lor.

În acest design automat al dispozitivului de dezinfectare, R1, C1 este calculat pentru a produce o ieșire de aproximativ 1 secundă, ca răspuns la un semnal scăzut la pin2.

Când PIR detectează o mână umană, aceasta conduce și pornește tranzistorul BC547 care, la rândul său, declanșează pinul 2 al IC.

Acest lucru determină instant pinul 3 să crească și activează tranzistorul TIP142 și solenoidul conectat, generând o apăsare lungă de 1 secundă și apoi o oprire pe arborele solenoidului. .

Din nou, în această versiune, de asemenea, solenoidul poate fi văzut conectat la partea emițătoare a tranzistorului pentru a permite o împingere ușoară pe arborele solenoidului în funcție de răspunsul de încărcare al lui C3.

O imagine animată a întregului sistem poate fi vizualizată în următoarea imagine GIF.

Senzor reflector infraroșu TCRT5000

Deoarece PIR este un senzor relativ scump, o alternativă mai ieftină pentru realizarea unui dezinfectant automat pentru mâini ar putea fi utilizarea senzorului reflectorizant IR TCRT5000.

Senzorul este o combinație simplă între un transmițător de fotodiodă IR și un receptor foto IR ambalat unul lângă altul, într-un singur pachet, după cum se arată mai jos:

Caracteristicile acestui modul senzor IR de proximitate pot fi înțelese din următoarele date:

Din diagrama de dispunere internă a senzorului putem vedea clar că modulul constă dintr-o fotodiodă care emite semnalul IR către țintă și un receptor de fototranzistor alăturat care este poziționat pentru a primi semnalul IR reflectat de la țintă.

Pentru a adapta senzorul într-o mașină de dezinfectare automată a mâinilor, putem implementa din nou calul nostru de lucru bazat pe IC 555 monostabil, o imagine de mai jos:

Circuitul se explică de la sine, dar dacă aveți probleme în înțelegerea detaliilor, puteți folosi întotdeauna caseta de comentarii de mai jos pentru a iniția o discuție.

Folosind HC-SR04 și IC555

Circuitul prezentat mai sus poate fi utilizat pentru implementarea unui dozator automat de dezinfectare prin modulul cu detector de proximitate cu ultrasunete, HC-SR04 și câteva circuite IC 555.

Partea stângă IC 555 este configurată ca un multivibrator astabil, în timp ce circuitul IC 555 din partea dreaptă este conectat ca un multivibtator monostabil.

Valorile astabile ale componentelor RA, RB, C trebuie calculate pentru a permite un PWM 10us ON și 60us OFF de la pinul 3 al acestui IC.

Componentele de sincronizare RA și C ale monostabilului trebuie să fie reglate pentru a produce o ieșire cu o secundă înaltă de 1 secundă de la pinul 3 al acestei etape.

Această ieșire ar putea fi utilizată pentru alimentarea pompei de distribuție, a motorului, a solenoidului etc., conform cerințelor proiectului.