Kézfertőtlenítő adagoló áramkör/barkácsolás [érintés nélküli]: 10 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:39

Írta: Hesam Moshiri, [email protected]

Jellemzők

1. Nagy stabilitás és nincs érzékenység a környezeti fényre
2. Lézerrel vágott akril (plexi) burkolat
3. Költséghatékony
4. A kézfertőtlenítő/alkohol áramlásának szabályozási képessége (hatékonyság)
5. Átmenő lyukú alkatrészek (könnyen forrasztható)
6. Egyrétegű NYÁK lap (könnyen gyártható)
7. Egyetlen és olcsó ATTiny13 mikrovezérlő
8. Alacsony készenléti áramfelvétel

-

Mint mindannyian tudjuk, a COVID-19 kitörése elérte a világot, és megváltoztatta életmódunkat. Ebben az állapotban az alkohol és a kézfertőtlenítők létfontosságúak, drágák, és bizonyos területeken nehéz folyadékot találni, ezért megfelelően és hatékonyan kell használni őket. A kézi fertőtlenítő adagoló készülék második változatában foglalkoztam a korábbi tervezési problémákkal, és bemutatok egy olyan eszközt, amely nem érzékeny az alkohol/fertőtlenítő környezeti fényére és áramlásszabályozó képességére. Ezért minden kérésre elegendő mennyiségű folyadékot öntenek. A kialakítás olcsó ATTiny13 mikrokontrollert használ.

[A] Áramkör -elemzés

az 1. ábra a készülék sematikus diagramját mutatja. A feladatot sokféle érzékelővel és tervezési módszerrel lehetett teljesíteni, azonban a célom egy hatékony, olcsó és egyszerű áramkör megtervezése volt.

1. lépés: 1. ábra, Az automatikus kézfertőtlenítő adagoló vázlatos rajza

A P2 egy 2 tűs XH csatlakozó. 5 mm -es kék LED csatlakoztatására szolgál, amelyet a házra és a kézfertőtlenítő/alkoholtartályra kell felszerelni. Az R5 korlátozza a LED áramát. Az U1 a TSOP1738 [1] vagy a HS0038 infravörös vevő modul. Ez egy teljes egység, amelyet IR jelek észlelésére és dekódolására használnak. A 2. ábra ennek az alkatrésznek a tömbvázlatát mutatja.

2. lépés: 2. ábra, A TSOP1738 (HS0038) infravörös vevő modul blokkdiagramja

A modul 5 V feszültséget tud fogadni a tápvezetéken, és körülbelül 5 mA -t fogyaszt. Az alkatrész alacsony áramfogyasztása lehetővé teszi számunkra, hogy egyszerű RC szűrőt (C1 és R3) használjunk az esetleges instabilitások (hamis IR -jel észlelése) kiküszöbölésére, amelyeket az ellátási zaj okozhat.

A fent említett RC szűrő levágási frekvenciája szimulálható (például LTSpice) vagy a gyakorlatban is megvizsgálható. A szűrő viselkedésének gyakorlati teszteléséhez Siglent SDS1104X-E oszcilloszkópot és Siglent SDG1025 hullámforma generátort használtam. Ezt a két eszközt USB -kábellel kell csatlakoztatni. A 3. ábra a szűrő viselkedését mutatja. A számítások megerősítik, hogy a szűrő határfrekvenciája a gyakorlatban 112 Hz körül van. További részletekért kérjük, nézze meg a videót.

3. lépés: 3. ábra, Az RC szűrő viselkedésének tesztelése a gyakorlatban Bode Plot és SDS1104X-E oszcilloszkóp segítségével

Az R4 felhúzó ellenállás, a C2 pedig csökkenti az U1 kimeneti zajokat. A D1 egy 5 mm -es IR adó dióda, és R1 korlátozza az áramot a diódára. Az R1 érték 150R és 220R között lehet. Az alacsonyabb ellenállás magasabb észlelési tartományt jelent, és fordítva. Az R1 -hez 180R ellenállást használtam. A Q1 a 2N7000 [2] N-csatornás MOSFET, amely a D1 IR dióda BE/KI kapcsolására szolgál. Az R2 korlátozza a kapu áramát.

Az IC1 az ATTiny13 [3] mikrokontroller. Ez egy ismert és olcsó mikrokontroller, amely megfelelő perifériákat biztosít ehhez az alkalmazáshoz. A PORTB.4 négyzethullámú impulzust generál az IR adó diódához, a PORTB.3 pedig érzékeli az alacsony aktiválás jelzést. A PORTB.1 az aktiválási jel elküldésére szolgál a szivattyúhoz. Ennek az egyetlen impulzusnak a működési ciklusa határozza meg az alkohol vagy a kézfertőtlenítő áramlását. A Q2 a BD139 [4] NPN tranzisztor, amely a szivattyú BE/KI kapcsolására szolgál. A D3 megszünteti a fordított induktív áramokat (a szivattyú egyenáramú motorja), a C5 pedig csökkenti a szivattyúzajt. A D2 jelzi a szivattyú aktiválását. Az R7 korlátozza a LED áramát. A C3, C4 és C6 az ellátási zajok csökkentésére szolgál.

[B] NYÁK -elrendezés

A 4. ábra az automatikus kézfertőtlenítő adagoló NYÁK -elrendezését mutatja. Ez egy egyrétegű NYÁK lap, és minden alkatrészcsomag átmenő.

4. lépés: 4. ábra, Az automatikus kézfertőtlenítő adagoló készülék NYÁK -elrendezése

A SamacSys komponenskönyvtárakat használtam Q1 [5], Q2 [6] és IC1 [7] esetén. A SamacSys könyvtárak mindig segítenek elkerülni a nem kívánt hibákat, és megkerülni az alkatrész-könyvtárak tervezésének időigényes folyamatát a semmiből. Két lehetőség van a könyvtárak telepítésére és használatára. Először is, töltse le és telepítse őket a komponensekarchengine.com webhelyről, vagy másodszor közvetlenül a mellékelt CAD bővítmények használatával [8]. A SamacSys beépülő modulokat biztosított szinte minden elektronikus CAD szoftverhez. Esetemben az Altium Designer plugint használtam (5. ábra).

5. lépés: 5. ábra, a SamacSys Altium Designer Plugin kiválasztott összetevői

A 6. ábra a kézfertőtlenítő adagoló tábla első működő prototípusának képét mutatja. Látja a kivágást a NYÁK-kártyán? Szükséges megakadályozni az U1 modul nem kívánt IR jel vételét. Ezt a rést a burkolat egy darabja kitölti.

6. lépés: 6. ábra: A kézfertőtlenítő adagoló első működő prototípus táblája

[C] A mikrokontroller forráskódja

A kódot C-ban írták. A kód fontos része, amelyet „esetleg” módosítania kell, az a Timer-0 túlcsordulás megszakítás rutin:

7. lépés:

„15. eset” határozza meg az előaktiválás késleltetését. Rövid késleltetés szükséges ahhoz, hogy a felhasználó rögzítse a kezét az érzékelő és a fúvóka alá. A „23. eset” határozza meg a szivattyú aktiválási idejét, a „372. eset” pedig a késleltetést a következő lehetséges aktiválás előtt. Ez a késleltetés elegendő időt biztosít ahhoz, hogy a felhasználó összegyűjtse az összes kézfertőtlenítő/alkoholos cseppet. Ezenkívül megakadályozza a készülék helytelen használatát és a drága folyadék pazarlását gyermekek vagy egyes személyek számára. A biztosítékbiteket a 9,6 MHz -es belső óraforráson kell beállítani, óraosztás nélkül.

[D] Lézerrel kivágott Corel Draw Enclosure Design

A 7. ábra a tervezett burkolatot mutatja a Corel Draw -ban. Csak el kell küldenie a „sanitizer.cdr” fájlt egy lézervágó műhelybe/céghez, és megrendelnie a lézervágást 2 mm-es matt fekete plexihez (akril). A vékony rétegelt lemez is rendben van.

8. lépés: 7. ábra, a kézfertőtlenítő adagolóházának kialakítása a Corel Draw programban

A 8. ábra a teljes automatikus kézfertőtlenítő adagolóegységet mutatja. A házat a kívánt tartályra szerelheti. Üvegtartályt használtam.

9. lépés: 8. ábra, Automatikus kézfertőtlenítő adagoló üvegtartállyal

[E] Anyagjegyzék

10. lépés: Anyagjegyzék

[F] Hivatkozások

Forrás:

[1]: TSOP1738 adatlap:

[2]: 2N7000 adatlap:

[3]: ATTiny13 adatlap:

[4]: BD139 adatlap:

[5]: 2N7000 sematikus szimbólum és PCB lábnyom:

[6]: BD139 sematikus szimbólum és PCB lábnyom:

[7]: ATTiny13 sematikus szimbólum és PCB lábnyom:

[8]: CAD bővítmények: