Obvod automatického dezinfekčního prostředku na ruce - plně bezkontaktní

V tomto článku se naučíme, jak vyrobit levný, ale plně automatický okruh dávkovače dezinfekčního prostředku na ruční dezinfekci, který umožní bezdotykové nebo bezkontaktní dávkování dezinfekční kapaliny na ruce uživatele.

Tento bezkontaktní okruh dezinfekčního prostředku na ruce usnadňuje uživateli automatický přístup k dezinfekční kapalině na rukou, aniž by bylo nutné ručně ovládat čerpadlo lahve na dezinfekci. Tato funkce zajišťuje, že viry nebudou mít šanci šířit se fyzickým dotykem lahve dezinfekčního prostředku a jeho provozních částí.

Aby však byl automatický, bude systém vyžadovat nějaký druh senzoru pro detekci přítomnosti člověka nebo lidské ruky pod dávkovači jednotkou.

K tomu používáme nejzákladnější lidskou senzorovou jednotku, kterou je PIR nebo pasivní infračervené zařízení .

Základní pracovní podrobnosti

PIR je navržen tak, aby detekoval infračervené teplo z lidského těla a produkoval odpovídající elektrický puls na svém výstupním kolíku.

Tento impuls se používá k aktivaci jednorázového časovače fáze ovladače relé který aktivuje relé na okamžik a napájí pružinový solenoid.

Solenoid tlačí hřídel čerpadla lahve dezinfekčního prostředku, aby dávkoval kapalinu do rukou uživatele. Koncept lze vizualizovat na následujícím obrázku.

Solenoid na výše uvedeném obrázku je připojen k výstupu monostabilního obvodu.

Monostabilní obvod je konfigurace, která způsobuje okamžitý vysoký výstup v reakci na spouštění okamžitého vstupu. Výstup zůstane vysoký po předem stanovenou pevnou dobu bez ohledu na dobu trvání spouštěcího vstupu.

V tomto automatickém okruhu dávkovače dezinfekčního prostředku je monostabilní spuštěn PIR, jakmile PIR detekuje blížící se lidskou ruku.

Monostabilní zase aktivuje solenoid na nějaký čas, jak je určeno jeho časovacími komponentami RC.

Aktivace solenoidu způsobí, že jeho centrální vřeteno rychle zatlačí a vytáhne ve svislém směru a jednou stiskne rukojeť čerpadla lahve s dezinfekčním prostředkem.

To nakonec způsobí, že láhev vydá dezinfekční kapalinu do ruky uživatele.

Jakmile uživatel vytáhne ruku ze systému, PIR se vypne a monostabilní systém také deaktivuje celý systém, dokud jiný uživatel nepřinese ruku v rozsahu PIR, aby postup zopakoval.

Monostabilní spouštěcí obvod pro navrhovanou automatickou dávkovací jednotku pro dezinfekci rukou může být navržen s použitím tranzistorové monostability nebo prostřednictvím populární Monostabilní obvod založený na IC 555 .

Obě varianty budeme diskutovat v následujících diskusích:

Transistorizovaný obvod dávkovače ručních dezinfekčních prostředků

Transistorizovaná verze obvodu vypadá velmi přímočaře. Když PIR zařízení detekuje lidský zásah, provede a pošle pulz na základnu T1 přes C1.

Proud přes C1 okamžitě aktivuje T1, což zase aktivuje T2 a také solenoidové čerpadlo.

Mezitím se C1 rychle nabije a zabrání vstupu jakéhokoli dalšího proudu na základnu T1, čímž zablokuje opakované stejnosměrné pulzy z výstupu PIR. Tím je zajištěno, že systém pracuje pouze krátkodobě pro každou detekci, a poté se vypne, dokud není ruka odstraněna a není zahájen nový cyklus.

Tato jednorázová aktivace T1 / T2 zajišťuje, že se připojená zátěž solenoidu aktivuje a vygeneruje jedinou akci push-pull na svém magnetickém vřetenu.

Vřeteno ovládá rukojeť čerpadla dezinfekčního prostředku a vydává jednu dávku dezinfekční kapaliny na ruku uživatele.

Můžete si všimnout, že solenoid je připojen na straně emitoru tranzistoru, místo na běžné straně kolektoru. Připojení emitoru ve skutečnosti zajišťuje, že solenoid se aktivuje jemným jemným startem v reakci na nabíjení 10uF kondenzátoru C2.

Pokud je připojen na straně kolektoru, mělo by to za následek zatlačení solenoidu s náhlým tahem, což nemusí vypadat příliš působivě.

Zjednodušení výše uvedeného designu

Výše uvedený tranzistorový dezinfekční prostředek na ruce lze dále zjednodušit pomocí relé, jak je znázorněno v následujícím provedení:

Pomocí IC 555

Obrázek výše ukazuje standardní monostabilní obvod IC 555. Zde, když je pin2 uzemněn, způsobí, že výstupní pin3 bude vysoký po dobu určenou hodnotami R1, C1 nebo jejich součinem.

V této konstrukci automatického dávkovače dezinfekčního prostředku je R1, C1 vypočítán tak, aby produkoval přibližně 1 sekundový vysoký výstup v reakci na nízký signál na kolíku 2.

Když PIR detekuje lidskou ruku, vede a zapíná tranzistor BC547, který následně spouští pin2 IC.

To okamžitě způsobí, že pin3 stoupne vysoko a aktivuje tranzistor TIP142 a připojený solenoid, generování dlouhého 1 sekundového stisknutí a následného vypnutí na hřídeli elektromagnetu. Tah je generován připojeným napětím pružiny na hřídeli elektromagnetu .

V této verzi je opět vidět solenoid připojený na straně emitoru tranzistoru, aby se umožnil měkký tah na hřídeli solenoidu v závislosti na nabíjecí odezvě C3.

Animovaný pohled na celý systém lze vizualizovat na následujícím obrázku GIF.

Infračervený reflexní senzor TCRT5000

Protože PIR je relativně drahý senzor, levnější alternativou pro výrobu automatického dezinfekčního prostředku na ruce může být použití IR reflexního senzoru TCRT5000.

Snímač je jednoduchá kombinace infračerveného fotodiodového vysílače a infračerveného fotopřijímače zabaleného vedle sebe, uvnitř jednoho balení, jak je znázorněno níže:

Vlastnosti tohoto bezdotykového infračerveného senzoru lze pochopit z následujících údajů:

Z diagramu vnitřního uspořádání senzoru jasně vidíme, že modul se skládá z fotodiody, která vysílá IR signál směrem k cíli, a sousedního fototranzistorového přijímače, který je umístěn tak, aby přijímal odražený IR signál z cíle.

Pro přizpůsobení senzoru v automatickém dezinfekčním zařízení na ruce můžeme opět implementovat monostabilní náš pracovní kůň IC 555, jak je znázorněno níže:

Okruh je zcela vysvětlující, ale pokud máte potíže s porozuměním podrobnostem, můžete kdykoli zahájit diskusi pomocí pole s komentářem.

Pomocí HC-SR04 a IC555

Výše uvedený obvod lze použít k implementaci automatického dávkovače dezinfekčního prostředku prostřednictvím modulu ultrazvukového bezdotykového detektoru, HC-SR04 a několika obvodů IC 555.

Levá IC 555 je konfigurována jako astabilní multivibrátor, zatímco obvod IC 555 na pravé straně je zapojen jako monostabilní multivibrátor.

Hodnoty astabilních komponent RA, RB, C je třeba vypočítat, aby bylo možné povolit PWM 10us ON a 60us OFF z pin3 tohoto IC.

Časové komponenty RA a C monostabilní musí být upraveny tak, aby produkovaly jednorázový vysoký jednorázový výstup z kolíku 3 této fáze.

Tento výstup může být použit pro napájení dávkovacího čerpadla, motoru, solenoidu atd. Podle požadavků konstrukce.