Automatisch handdesinfecterend circuit - volledig contactloos

Probeer Ons Instrument Voor Het Oplossen Van Problemen





In dit artikel zullen we leren hoe we een goedkope maar volautomatische dispensercircuit voor handdesinfecterend middel kunnen maken waarmee de gebruiker zonder aanraking of contactloos de desinfecterende vloeistof op de handen kan afgeven.

Dit contactloze circuit voor handdesinfectie vergemakkelijkt de gebruiker om automatisch toegang te krijgen tot de reinigingsvloeistof op de handen zonder dat de pomp van de desinfectiefles handmatig hoeft te worden bediend of aangeraakt. De functie zorgt ervoor dat virussen geen kans hebben om zich te verspreiden door fysieke aanraking van de fles met ontsmettingsmiddel en zijn werkende onderdelen.



Om automatisch te zijn, heeft het systeem echter een soort sensor nodig om de aanwezigheid van een mens of een menselijke hand onder de dispensereenheid te detecteren.

Hiervoor gebruiken we de meest elementaire menselijke sensoreenheid die de PIR, of een passief infrarood apparaat



Basiswerkdetails

Een PIR is ontworpen om de infraroodwarmte van het menselijk lichaam te detecteren en een overeenkomstige elektrische puls te produceren bij de uitgangspen.

Deze puls wordt gebruikt voor het activeren van een eenmalige timer relais driver fase die het relais tijdelijk activeert en een veerbelaste solenoïde aandrijft.

De solenoïde duwt de pompas van een fles met ontsmettingsmiddel om de vloeistof in de handen van de gebruiker af te geven. Het concept kan worden gevisualiseerd in de volgende afbeelding.

De solenoïde in de bovenstaande afbeelding is verbonden met de uitgang van een monostabiel circuit.

Een monostabiele schakeling is een configuratie die een kortstondige hoge output veroorzaakt als reactie op een tijdelijke inputtrigger. De output blijft hoog gedurende een vooraf bepaalde vaste periode, ongeacht de duur van de inputtrigger.

In dit automatische dispensercircuit voor ontsmettingsmiddelen wordt de monostabiel geactiveerd door een PIR zodra een naderende menselijke hand wordt gedetecteerd door de PIR.

De monostabiele activeert op zijn beurt de solenoïde gedurende een bepaalde tijd, zoals bepaald door de RC-timingcomponenten.

De activering van de solenoïde zorgt ervoor dat de centrale spil snel in verticale richting duwt en trekt, waarbij de pomphendel van de ontsmettingsfles eenmaal wordt ingedrukt.

Dit zorgt er uiteindelijk voor dat de fles de ontsmettingsvloeistof afgeeft in de hand van de gebruiker.

Zodra de gebruiker zijn hand uit het systeem haalt, wordt de PIR uitgeschakeld en deactiveert de monostabiel ook het hele systeem, totdat een andere gebruiker zijn hand in het bereik van de PIR brengt om de procedure te herhalen.

Het monostabiele activeringscircuit voor de voorgestelde automatische dispenser voor handdesinfectie kan worden ontworpen met behulp van een transistormonostabiel of via een populaire Op IC 555 gebaseerd monostabiel circuit ​

In de volgende discussies zullen we beide varianten bespreken:

Getransistoriseerd handdesinfecterend dispensercircuit

De getransistoriseerde versie van het circuit ziet er heel eenvoudig uit. Wanneer het PIR-apparaat een menselijke tussenkomst detecteert, geleidt het en stuurt het een puls naar de basis van T1 via C1.

De stroom door C1 activeert onmiddellijk T1, die op zijn beurt T2 en ook de magneetpomp activeert.

Ondertussen laadt C1 snel op en voorkomt het de invoer van enige verdere stroom naar de basis van T1, waardoor de herhaalde DC-pulsen van de PIR-uitgang worden geblokkeerd. Dit zorgt ervoor dat het systeem slechts tijdelijk werkt voor elke detectie en vervolgens wordt uitgeschakeld totdat de hand wordt verwijderd en een nieuwe cyclus wordt gestart.

Deze eenmalige activering van T1 / T2 zorgt ervoor dat de aangesloten solenoïdebelasting wordt geactiveerd om een ​​enkele push-pull-actie op de magnetische spil te genereren.

De spil bedient de hendel van de ontsmettingspomp om een ​​enkele dosis van de ontsmettingsvloeistof op de hand van de gebruiker af te geven.

U kunt zien dat de solenoïde aan de emitterzijde van de transistor is aangesloten in plaats van aan de reguliere collectorzijde. De emitteraansluiting zorgt er feitelijk voor dat de solenoïde wordt geactiveerd met een zachte softstart-druk als reactie op het opladen van de 10uF-condensator C2.

Als het aan de collectorzijde is aangesloten, zou de solenoïde met een plotselinge stuwkracht worden ingedrukt, wat er misschien niet erg indrukwekkend uitziet.

Vereenvoudiging van het bovenstaande ontwerp

Het bovenstaande getransistoriseerde, contacless handdesinfectiemiddel kan verder worden vereenvoudigd door een relais te gebruiken zoals weergegeven in het volgende ontwerp:

Met behulp van IC 555

De bovenstaande afbeelding toont een standaard IC 555 monostabiel circuit. Hier, wanneer pin2 geaard is, zorgt het ervoor dat de output pin3 hoog wordt gedurende een periode die wordt bepaald door de R1, C1-waarden of hun product.

In dit automatische ontsmettingsmiddel dispenser ontwerp wordt de R1, C1 berekend om een ​​output van ongeveer 1 seconde hoog te produceren, als reactie op een laag signaal op pin2.

Wanneer de PIR een menselijke hand detecteert, geleidt en schakelt hij de BC547-transistor in, die op zijn beurt pin2 van het IC triggert.

Dit zorgt ervoor dat pin3 onmiddellijk hoog wordt en activeert de TIP142-transistor en de aangesloten solenoïde, waardoor een 1 seconde lange duw en vervolgens een pull-up op de solenoïde-as wordt gegenereerd. .

Nogmaals, in deze versie is ook te zien dat de solenoïde aan de emitterzijde van de transistor is aangesloten om een ​​zachte stuwkracht op de solenoïde-as mogelijk te maken, afhankelijk van de laadrespons van C3.

Een geanimeerde weergave van het hele systeem kan worden gevisualiseerd in de volgende GIF-afbeelding.

Infrarood reflecterende sensor TCRT5000

Omdat PIR een relatief dure sensor is, zou een goedkoper alternatief voor het maken van een automatisch handdesinfecterend middel kunnen zijn door de IR-reflecterende sensor TCRT5000 te gebruiken.

De sensor is een eenvoudige combinatie van een IR-fotodiodezender en een IR-fotoontvanger naast elkaar verpakt in een enkele verpakking, zoals hieronder weergegeven:

De kenmerken van deze proximity IR-sensormodule kunnen worden afgeleid uit de volgende gegevens:

Uit het interne lay-outdiagram van de sensor kunnen we duidelijk zien dat de module bestaat uit een fotodiode die het IR-signaal naar het doelwit zendt, en een aangrenzende fototransistorontvanger die is gepositioneerd om het gereflecteerde IR-signaal van het doelwit te ontvangen.

Om de sensor aan te passen in een automatische handdesinfectiemachine, kunnen we opnieuw ons werkpaard IC 555 monostabiel implementeren, zoals hieronder weergegeven:

Het circuit spreekt voor zich, maar als u problemen heeft met het begrijpen van de details, kunt u altijd het opmerkingenveld hieronder gebruiken om een ​​discussie op gang te brengen.

Met behulp van HC-SR04 en IC555

Het hierboven getoonde circuit kan worden gebruikt voor het implementeren van een automatische dispenser voor ontsmettingsmiddel via de ultrasone naderingsdetectormodule, HC-SR04, en een aantal IC 555-circuits.

Het linker IC 555 is geconfigureerd als een astabiele multivibrator, terwijl het rechter IC 555 circuit is bedraad als een monostabiele multivibtator.

De stabiele RA-, RB-, C-componentenwaarden moeten worden berekend om een ​​10us AAN en 60us UIT PWM van pin3 van dit IC mogelijk te maken.

De RA- en C-timingcomponenten van de monostabiel moeten worden aangepast om een ​​1 seconde hoge one-shot output van pin3 van deze trap te produceren.

Deze uitgang kan worden gebruikt voor het aandrijven van de uitgiftepomp, motor, solenoïde enz. Volgens de vereisten van het ontwerp.




Vorige: Hoe RC-circuits werken Volgende: Hoe contactloze infraroodthermometers werken - Hoe maak je er een