Схема автоматического дезинфицирующего средства для рук - полностью бесконтактная

В этой статье мы узнаем, как создать недорогую, но полностью автоматическую схему дозатора дезинфицирующего средства для рук, которая позволит бесконтактно или бесконтактно дозировать дезинфицирующую жидкость на руки пользователя.

Эта бесконтактная схема дезинфицирующего средства для рук облегчает пользователю автоматический доступ к дезинфицирующей жидкости на руках без необходимости вручную управлять или касаться насоса бутылки дезинфицирующего средства. Эта функция гарантирует, что вирусы не будут распространяться при физическом прикосновении к бутылке с дезинфицирующим средством и ее рабочим частям.

Однако, чтобы быть автоматической, системе потребуется какой-то датчик для определения присутствия человека или человеческой руки под раздаточным устройством.

Для этого мы используем самый простой человеческий сенсорный блок, который PIR, или пассивное инфракрасное устройство .

Основные рабочие детали

ИК-датчик предназначен для обнаружения инфракрасного тепла от человеческого тела и создания соответствующего электрического импульса на своем выходном контакте.

Этот импульс используется для активации однократного таймера на основе ступень драйвера реле который мгновенно активирует реле и приводит в действие подпружиненный соленоид.

Соленоид толкает вал насоса бутылки с дезинфицирующим средством, чтобы распределить жидкость в руках пользователя. Концепцию можно визуализировать на следующем изображении.

Соленоид на изображении выше подключен к выходу моностабильной цепи.

Моностабильная схема - это конфигурация, которая вызывает мгновенный высокий выходной сигнал в ответ на мгновенный триггер входа. Выходной сигнал остается на высоком уровне в течение заранее определенного фиксированного периода независимо от длительности триггера входа.

В этой схеме автоматического дозатора дезинфицирующего средства моностабильный датчик активируется PIR, как только PIR обнаруживает приближающуюся человеческую руку.

Моностабильный блок, в свою очередь, активирует соленоид на некоторый момент времени, определяемый его компонентами синхронизации RC.

Активация соленоида заставляет его центральный шпиндель быстро толкать и тянуть в вертикальном направлении, нажимая на ручку насоса флакона с дезинфицирующим средством один раз.

Это в конечном итоге заставляет бутылку выдавать дезинфицирующую жидкость в руку пользователя.

Как только пользователь убирает руку из системы, PIR выключается, а моностабильный также деактивирует всю систему, пока другой пользователь не поднесет свою руку в зону действия PIR, чтобы повторить процедуру.

Схема моностабильного срабатывания предлагаемого автоматического дозатора дезинфицирующего средства для рук может быть спроектирована с использованием транзисторного моностабильного устройства или с помощью популярного Моностабильная схема на базе IC 555 .

Мы обсудим оба варианта в следующих обсуждениях:

Схема транзисторного дозатора дезинфицирующего средства для рук

Транзисторный вариант схемы выглядит очень просто. Когда устройство PIR обнаруживает вмешательство человека, оно проводит и отправляет импульс на базу T1 через C1.

Ток через C1 мгновенно активирует T1, который, в свою очередь, активирует T2, а также соленоидный насос.

Между тем, C1 быстро заряжается и предотвращает попадание любого дополнительного тока на базу T1, тем самым блокируя повторяющиеся импульсы постоянного тока с выхода PIR. Это гарантирует, что система работает только на мгновение для каждого обнаружения, а затем отключается до тех пор, пока рука не будет убрана и не будет запущен новый цикл.

Эта однократная активация T1 / T2 гарантирует, что подключенная нагрузка соленоида активируется для создания однократного двухтактного действия на его магнитном шпинделе.

Шпиндель управляет ручкой насоса дезинфицирующего средства, чтобы выдать разовую дозу дезинфицирующей жидкости на руку пользователя.

Вы можете заметить, что соленоид подключен на стороне эмиттера транзистора, а не на стороне обычного коллектора. Подключение эмиттера фактически гарантирует, что соленоид активируется мягким нажатием на плавный пуск в ответ на зарядку конденсатора C2 емкостью 10 мкФ.

Если он подключен со стороны коллектора, это приведет к внезапному толканию соленоида, что может выглядеть не очень впечатляюще.

Упрощение вышеуказанного дизайна

Вышеупомянутое бесконтактное транзисторное дезинфицирующее средство для рук можно еще упростить за счет использования реле, как показано на следующей схеме:

Использование IC 555

На рисунке выше показана стандартная моностабильная схема IC 555. Здесь, когда контакт 2 заземлен, на выходном контакте 3 устанавливается высокий уровень в течение периода, определяемого значениями R1, C1 или их произведением.

В этой конструкции автоматического дозатора дезинфицирующего средства R1, C1 рассчитаны на получение высокого выходного сигнала приблизительно в 1 секунду в ответ на низкий сигнал на контакте 2.

Когда PIR обнаруживает человеческую руку, он проводит и включает транзистор BC547, который, в свою очередь, запускает контакт 2 микросхемы.

Это мгновенно приводит к тому, что штифт 3 становится высоким и активирует транзистор TIP142 и подключенный соленоид, генерируя длительное нажатие в течение 1 секунды, а затем закрывающее подтягивание на валу соленоида. .

Опять же, в этой версии также можно увидеть соленоид, подключенный на стороне эмиттера транзистора, чтобы обеспечить мягкую тягу на вал соленоида в зависимости от реакции заряда C3.

Анимированный вид всей системы можно визуализировать на следующем изображении в формате GIF.

Инфракрасный отражающий датчик TCRT5000

Поскольку PIR является относительно дорогим датчиком, более дешевой альтернативой для изготовления автоматического дезинфицирующего средства для рук может быть использование ИК-отражающего датчика TCRT5000.

Датчик представляет собой простую комбинацию ИК-фотодиодного передатчика и ИК-фотоприемника, упакованных бок о бок внутри одного корпуса, как показано ниже:

Характеристики этого модуля инфракрасного датчика приближения можно понять по следующим данным:

Из внутренней компоновочной схемы датчика мы можем ясно видеть, что модуль состоит из фотодиода, который излучает ИК-сигнал в направлении цели, и примыкающего к нему фототранзисторного приемника, который расположен для приема отраженного ИК-сигнала от цели.

Чтобы адаптировать датчик к автоматическому дезинфицирующему средству для рук, мы снова можем реализовать нашу моностабильную рабочую лошадку IC 555, как показано ниже:

Схема довольно понятна, но если у вас есть проблемы с пониманием деталей, вы всегда можете использовать поле для комментариев ниже, чтобы начать обсуждение.

Использование HC-SR04 и IC555

Показанную выше схему можно использовать для реализации автоматического дозатора дезинфицирующего средства через модуль ультразвукового датчика приближения HC-SR04 и пару схем IC 555.

Левая микросхема IC 555 сконфигурирована как нестабильный мультивибратор, а правая сторона IC 555 подключена как моностабильный мультивибтатор.

Значения нестабильных компонентов RA, RB, C должны быть рассчитаны для включения ШИМ 10 мксек при включении и 60 мксек при выключении с вывода 3 этой ИС.

Компоненты синхронизации RA и C моностабильного каскада должны быть отрегулированы для получения однократного выходного сигнала с выводом 3 этого каскада высотой в 1 секунду.

Этот выход может использоваться для питания дозирующего насоса, двигателя, соленоида и т. Д. В соответствии с требованиями конструкции.