Автоматична верига за дезинфекция на ръце - Напълно безконтактна

В тази статия ще научим как да направим евтина, но напълно автоматична схема на дозатор за дезинфектант за ръце, която ще позволи без докосване или безконтактно дозиране на дезинфектанта в ръцете на потребителя.

Тази безконтактна верига за дезинфекция на ръце улеснява потребителя автоматично да осъществи достъп до дезинфекциращата течност на ръцете, без да е необходимо да ръчно да докосвате или докосвате помпата на дезинфектанта. Функцията гарантира, че вирусите нямат шанс да се разпространят чрез физическо докосване на бутилката с дезинфектант и нейните работещи части.

За да бъде автоматична обаче, системата ще изисква някакъв сензор, който да открива присъствието на човек или човешка ръка под дозатора.

За тази цел ние използваме най-основния човешки сензор, който е PIR или пасивно инфрачервено устройство .

Основни работни подробности

PIR е проектиран да открива инфрачервената топлина от човешкото тяло и да произвежда съответния електрически импулс на изходния му щифт.

Този импулс се използва за активиране на таймер за един изстрел реле на водача който задейства за кратко релето и захранва пружинен соленоид.

Соленоидът натиска оста на помпата на дезинфектант, за да дозира течността в ръцете на потребителя. Концепцията може да бъде визуализирана в следващото изображение.

Соленоидът в горното изображение е свързан към изхода на моностабилна верига.

Моностабилната верига е конфигурация, която предизвиква моментна висока мощност в отговор на моментален входен спусък. Изходът остава висок за предварително определен фиксиран период, независимо от продължителността на входния тригер.

В тази автоматична схема на дозатор за дезинфектант моностабилната се задейства от PIR веднага щом PIR открие приближаваща се човешка ръка.

Моностабилният от своя страна активира соленоида за определен момент от време, определен от неговите компоненти за синхронизиране на RC.

Активирането на соленоида кара централния му шпиндел бързо да се натиска и дърпа във вертикална посока, натискайки еднократно дръжката на помпата на дезинфектанта.

Това в крайна сметка кара бутилката да излива дезинфекциращата течност в ръката на потребителя.

След като потребителят изтегли ръката си от системата, PIR се изключва и моностабилът също деактивира цялата система, докато друг потребител не донесе ръката си в обхвата на PIR, за да повтори процедурата.

Моностабилната задействаща схема за предлагания автоматичен блок за дозиране на дезинфектант за ръце може да бъде проектирана с транзисторизирана моностабилност или чрез популярен Моностабилна схема, базирана на IC 555 .

Ще обсъдим двата варианта в следните дискусии:

Транзисторизирана верига за дозатор за ръка

Транзисторизираната версия на схемата изглежда много ясна. Когато PIR устройството открие човешка намеса, то провежда и изпраща импулс към основата на T1 чрез C1.

Токът през C1 незабавно активира T1, който от своя страна активира T2, а също и соленоидната помпа.

Междувременно C1 бързо се зарежда и предотвратява навлизането на допълнителен ток в основата на T1, като по този начин блокира повтарящите се постоянни импулси от PIR изхода. Това гарантира, че системата работи само за момент за всяко засичане и след това се изключва, докато ръката бъде премахната и започне нов цикъл.

Това еднократно активиране на T1 / T2 гарантира, че свързаният соленоиден товар се активира, за да генерира еднократно действие с натискане на неговия магнитен шпиндел.

Шпинделът задейства дръжката на дезинфекциращата помпа, за да дозира една доза от дезинфекциращата течност върху ръката на потребителя.

Можете да забележите, че соленоидът е свързан от страната на излъчвателя на транзистора, вместо от обикновената страна на колектора. Връзката на излъчвателя всъщност гарантира, че соленоидът се активира с леко натискане при плавно стартиране в отговор на зареждането на 10uF кондензатор C2.

Ако е свързан от страната на колектора, соленоидът ще бъде избутан с внезапна тяга, което може да не изглежда много впечатляващо.

Опростяване на горния дизайн

Горният транзисторен безконтактен дезинфектант за ръце може да бъде допълнително опростен с помощта на реле, както е показано в следния дизайн:

Използване на IC 555

Фигурата по-горе показва стандартна моностабилна схема IC 555. Тук, когато pin2 е заземен, кара изходният pin3 да се повиши за период, определен от стойностите R1, C1 или техния продукт.

В този автоматичен дизайн на дозатор за дезинфектант R1, C1 се изчислява, за да произведе приблизително 1 секунда висок изход, в отговор на нисък сигнал на pin2.

Когато PIR открие човешка ръка, той провежда и включва транзистора BC547, който от своя страна задейства pin2 на IC.

Това незабавно кара pin3 да се издигне високо и активира TIP142 транзистора и свързания соленоид, генерирайки 1 секунда дълго натискане и след това изключено изтегляне на вала на соленоида. .

Отново, в тази версия също соленоидът може да се види свързан от емитерната страна на транзистора, за да се даде възможност за мека тяга върху вала на соленоида в зависимост от реакцията на зареждане на C3.

Анимиран изглед на цялата система може да бъде визуализиран в следващото GIF изображение.

Инфрачервен отразяващ сензор TCRT5000

Тъй като PIR е сравнително скъп сензор, по-евтина алтернатива за изработване на автоматичен дезинфектант за ръце може да бъде използването на IR отразяващ сензор TCRT5000.

Сензорът е проста комбинация от IR фотодиоден предавател и IR фотоприемник, опаковани един до друг, в един пакет, както е показано по-долу:

Характеристиките на този модул за близост IR могат да бъдат разбрани от следните данни:

От диаграмата на вътрешното оформление на сензора можем ясно да видим, че модулът се състои от фотодиод, който излъчва IR сигнала към целта, и съседен приемник на фототранзистор, който е позициониран да приема отразения IR сигнал от целта.

За да адаптираме сензора в автоматична машина за дезинфекция на ръце, можем отново да внедрим нашия работен кон IC 555, базиран на моностабил, показан по-долу:

Веригата е напълно обяснима, но ако имате проблеми с разбирането на детайлите, винаги можете да се чувствате свободни да използвате полето за коментари по-долу за започване на дискусия.

Използване на HC-SR04 и IC555

Показаната по-горе схема може да се използва за внедряване на автоматичен дозатор на дезинфектант чрез модула за ултразвуков детектор за близост, HC-SR04, и няколко схеми IC 555.

Лявата страна IC 555 е конфигурирана като нестабилен мултивибратор, докато веригата отдясно IC 555 е свързана като моностабилен мултивибратор.

Стойностите на нестабилните RA, RB, C компоненти трябва да бъдат изчислени, за да се даде възможност за 10W ON и 60us OFF PWM от pin3 на този IC.

Компонентите за синхронизиране RA и C на моностабилния трябва да бъдат регулирани, за да се получи 1 секунда висок изход за еднократно извеждане от pin3 на този етап.

Този изход може да се използва за захранване на дозиращата помпа, мотора, соленоида и т.н. според изискванията на проекта.