DIY érintés nélküli kézfertőtlenítő adagoló Arduino vagy mikrokontroller nélkül: 17 lépés (képekkel)

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

Mint mindannyian tudjuk, a COVID-19 kitörése elérte a világot, és megváltoztatta életmódunkat. Ebben az állapotban az alkohol és a kézfertőtlenítők létfontosságú folyadékok, azonban megfelelően kell használni őket. Az alkoholtartályok vagy kézfertőtlenítők fertőzött kézzel történő megérintésével a vírus továbbterjedhet a következő személyre. Ebben a cikkben egy automatikus kézfertőtlenítő adagolót fogunk felépíteni, amely infravörös érzékelők segítségével érzékeli a kéz jelenlétét, és aktiválja a szivattyút, hogy a folyadékot a kézre öntse. A szándék az volt, hogy megtalálják a legolcsóbb és legegyszerűbb megoldást, és megtervezzenek egy áramkört. Ezért nem használtak mikrokontrollert vagy Arduino -t. Két kivitelt mutattak be, és bármelyiket szabadon kiválaszthatja és megépítheti. Az első kivitel SMD alkatrészeket használ, a második pedig még egyszerűbb. DIP komponenseket használ egy kis egyrétegű NYÁK -kártyán.

I. Első tervezés:

[A] Áramkör -elemzés

Tekintse meg az 1. ábra sematikus diagramját. A P1 csatlakozó 6V -12V tápellátás csatlakoztatására szolgál. A C6 kondenzátort az esetleges tápellátási zajok csökkentésére használták. A REG-1 a híres AMS1117 [1] LDO szabályozó, amely 5 V feszültséget stabilizál.

1. lépés: 1. ábra: Az automatikus kézfertőtlenítő adagoló vázlatos rajza (első kivitel)

A D2 jelzi a megfelelő hálózati csatlakozást, és az R5 korlátozza a LED áramát. A D1 egy IR adó dióda, és az R1 korlátozza a D1 áramot, vagyis meghatározza az érzékelő érzékenységét. Az U1 a híres 555 [2] időzítő IC, amely 38KHz -es impulzus befecskendezésére van konfigurálva a D1 (adó) diódába. Az R4 potenciométer elforgatásával beállíthatja a frekvenciát. A C1 és C2 a zaj csökkentésére szolgál. Az U2 egy TSOP1738 IR vevő [3]. A TSOP17XX adatlapja szerint: „A TSOP17XX sorozat miniatürizált vevőkészülékek infravörös távirányító rendszerekhez. A PIN dióda és az előerősítő a vezetékre van szerelve, az epoxi csomag infravörös szűrőként van kialakítva. A demodulált kimeneti jel közvetlenül dekódolható egy mikroprocesszor segítségével. A TSOP17.. a szabványos IR távirányító vevő sorozat, amely támogatja az összes főbb átviteli kódot.” A TSOP1738 aktív-alacsony kimenetet vezet be. Ez azt jelenti, hogy az U2 kimeneti csapja alacsony lesz a 38KHz -es IR fény jelenlétében. Ezért olcsó P-csatornás NDS356 MOSFET [4] -et használtam az egyenáramú motor (folyadékszivattyú) meghajtására. A D4 védő dióda a motor fordított áramai ellen, a C8 pedig csökkenti a motor induktív zajait. A D3 egy LED, amely jelzi az infravörös vételt és a folyadékszivattyú aktiválását. A C4 -et és a C5 -öt a kínálati zaj csökkentésére használták.

[B] NYÁK -elrendezés

A 2. ábra a NYÁK elrendezését mutatja. Világos, hogy az infravörös távadó dióda és a TSOP IR vevő kivételével minden alkatrész SMD.

2. lépés: 2. ábra: Az automatikus kézfertőtlenítő adagoló NYÁK-elrendezése (első kivitel)

A SamacSys komponenskönyvtárakat (sematikus szimbólumok és PCB lábnyomok) használtam az AMS1117-5.0 [5], az LM555 [6], a TSOP1738 [7] és az NDS536AP [8] számára. A SamacSys könyvtárak ingyenesek, és követik az IPC lábnyom szabványait. Ezen könyvtárak használata jelentősen csökkenti a tervezési időt és megakadályozza a tervezési hibákat. A könyvtárak telepítéséhez használhat egy CAD bővítményt [9] (3. ábra), vagy letöltheti azokat a komponenskeresőből. Altium Designer -t használtam, ezért inkább az Altium plugint használtam.

3. lépés: 3. ábra: SamacSys támogatott CAD-bővítmények és az Altium Designer beépülő moduljának használt összetevői

A 4. és az 5. ábra a NYÁK -lap tetejének és aljának 3D -s nézeteit mutatja be

4. lépés: 4. ábra: 3D nézet a NYÁK-tábláról (felül)

5. lépés: 5. ábra: 3D nézet a NYÁK-kártyáról (alul)

[C] Összeszerelés és teszt Semmi sem különleges az alkatrészek összeszerelési folyamatában. A TR és RE érzékelők kivételével minden alkatrész SMD. Az volt a szándékom, hogy gyorsan teszteljem az áramkört, ezért félig házi PCB lapot használtam forrasztómaszkok és selyemszita nélkül. A professzionálisan gyártott NYÁK-lappal sokkal könnyebb a dolga:-). A 6. ábra a prototípust mutatja.

6. lépés: 6. ábra: A kézfertőtlenítő adagolójának prototípusa (első kivitel) félig házi PCB táblán

Az összeszerelés után próbálja meg beállítani az R1 -et és az R4 -et, hogy megtalálja a legjobb illeszkedési és érzékelési tartományt. R1 határozza meg az infravörös teljesítményt (tartomány), R4 pedig az átviteli frekvenciát.

7. lépés: [D] Anyagjegyzék

II. Második tervezés

[A] Áramkör -elemzés

A 7. ábra az eszköz sematikus diagramját mutatja. A P3 csatlakozó a +5V tápellátás áramkörhöz való csatlakoztatására szolgál. A C4 és C5 kondenzátorokat a bemeneti tápzajok csökkentésére használják. Az IC1 az áramkör szíve. Ez a híres LM393 összehasonlító [10].

8. lépés: 7. ábra: Az automatikus kézfertőtlenítő adagoló vázlatos rajza (második kivitel)

Az LM393 adatlapja szerint: „Az LM393 sorozat kettős független precíziós feszültség -összehasonlító készülék, amelyek képesek egy- vagy osztott tápellátásra. Ezeket az eszközöket úgy tervezték, hogy lehetővé tegyék a közös üzemmód-tartományt a földszintig az egyszeri tápellátással. A 2,0 mV -os bemeneti eltolású feszültség specifikáció miatt ez az eszköz kiváló választás a fogyasztói, autóipari és ipari elektronikai alkalmazások számos alkalmazásához.”

Ez egy olcsó és praktikus IC. Általában azt javaslom, ha az alkalmazás összehasonlító, egyszerűen használjon összehasonlító chipeket az OPAMP helyett. A chip első összehasonlítóját használtuk, és az R3 potenciométer határozza meg az aktiválási küszöböt. A C2 csökkenti az esetleges zajokat a potenciométer középső csapján. D1 egy IR adó, és D2 egy IR vevő dióda. A D2 csatlakozik az összehasonlító negatív csapjához (-), amelyet összehasonlítani kell a pozitív csap (+) feszültséggel. Az összehasonlító kimeneti csapja aktív-alacsony, de jobb, ha felhúzzák az R4 segítségével.

A Q1 a híres BD140 PNP tranzisztor [11], amely a szivattyút (egyenáramú motor) és a D3 LED -et hajtja. A D4 egy fordított védelmi dióda, a C3 pedig csökkenti a szivattyú induktív zaját, hogy ne befolyásolja az áramkör stabilitását. Végül a P1 -et egy kék 5 mm -es LED csatlakoztatására használják a megfelelő áramellátás jelzésére.

[B] NYÁK -elrendezés

A 8. ábra a második kivitel NYÁK -elrendezését mutatja. Ez egy egyrétegű NYÁK lap, és minden alkatrész DIP. Nagyon könnyű mindenki számára gyorsan elkészíteni ezt a barkácsolást otthon.

9. lépés: 8. ábra: Az automatikus kézfertőtlenítő adagoló NYÁK-elrendezése (második kivitel)

Az első tervhez hasonlóan a SamacSys komponenskönyvtárakat (sematikus szimbólumok és PCB lábnyomok) használtam az LM393 [12] és a BD140 [13] számára. A SamacSys könyvtárak ingyenesek, és követik az IPC lábnyom -szabványait. A könyvtárak telepítéséhez használhat egy CAD bővítményt [9] (9. ábra), vagy letöltheti azokat a komponenskeresőből. Ezen könyvtárak használata jelentősen csökkenti a tervezési időt és megakadályozza a tervezési hibákat. Az Altium Designer CAD szoftvert használtam, ezért inkább az Altium plugint telepítettem.

10. lépés: 9. ábra: SamacSys támogatott CAD-bővítmények és az Altium Designer beépülő moduljának használt összetevői

A 10. ábra 3D nézetet mutat az összeszerelt NYÁK -kártyáról.

11. lépés: 10. ábra: 3D nézet a NYÁK-tábláról (felül)

[C] Összeszerelés és teszt

A 11. ábra az összeszerelt NYÁK lapot mutatja. Ez egy félig házi PCB lap, amellyel gyorsan teszteltem a koncepciót. Gyártásra megrendelheti. A forrasztásban semmi különös. Minden alkatrész DIP. Elég könnyű. Csak csináld:-). Ez a kialakítás egyszerűbb és még olcsóbb is, mint az első. Így követtem ezt, és befejeztem a kézfertőtlenítő adagoló készüléket.

12. lépés: 11. ábra: A fertőtlenítő adagoló prototípusa (második kivitel) félig házi PCB táblán

A 12. ábra a kiválasztott folyadékszivattyút mutatja. Valószínűleg ez a legolcsóbb a piacon, de elégedett vagyok a működésével.

13. lépés: 12. ábra: Kiválasztott folyékony szivattyú a kézfertőtlenítő folyadék áramlásához

Végül a 13. ábra a teljes kézfertőtlenítő adagolót mutatja. Kiválaszthat bármilyen hasonló üveg- vagy műanyagtartályt, például műanyag kávétárolót. Az én kiválasztottom egy üveg mártásos edény:-). Egy egyszerű rézhuzal segítségével hajlítottam és tartottam a tömlőt. Fordítsa el az R3 potenciométert a legalacsonyabb érzékenységi szintről, és kissé növelje azt a kívánt észlelési tartomány elérése érdekében. NE tegye túl érzékenyre, mert a szivattyú spontán működhet, minden indítás nélkül!

14. lépés: 13. ábra: A kézfertőtlenítő teljes barkácsolása

A 14. ábra az adagolót sötétben mutatja. A kék LED fénye (P1) vonzó kilátást nyújt, amelyet a tartály fedelére kell felszerelni.

15. lépés: 14. ábra: Kézfertőtlenítő adagoló nézet sötétben

16. lépés: [D] Anyagjegyzék

17. lépés: Hivatkozások

Fő cikk:

[1]: AMS1117-5.0 Adatlap:

[2]: LM555 Adatlap:

[3]: TSOP1738 Adatlap:

[4]: NDS356 adatlap:

[5]: AMS1117-5.0 sematikus szimbólum és PCB lábnyom:

[6]: LM555 sematikus szimbólum és PCB lábnyom:

[7]: TSOP1738 sematikus szimbólum és PCB lábnyom:

[8]: NDS356 sematikus szimbólum és PCB lábnyom:

[9]: CAD bővítmények:

[10]: LM393 Adatlap:

[11]: BD140 adatlap:

[12]: LM393 sematikus szimbólum és PCB lábnyom:

[13]: BD140 sematikus szimbólum és PCB lábnyom: