Dozator za dezinfekciju ruku, bez kontakta, bez Arduina ili mikrokontrolera: 17 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:04

Kao što svi znamo, epidemija COVID-19 pogodila je svijet i promijenila naš način života. U tom su stanju alkohol i dezinfekcijska sredstva za ruke vitalna tekućina, međutim moraju se pravilno koristiti. Dodirivanjem posuda s alkoholom ili sredstvima za dezinfekciju ruku zaraženim rukama virus se može prenijeti na sljedeću osobu. U ovom ćemo članku izgraditi automatski dozator za dezinfekciju ruku koji koristi IC senzore za otkrivanje prisutnosti ruke i aktivira pumpu za izlijevanje tekućine na ruku. Namjera je bila pronaći najjeftinije i najjednostavnije rješenje i dizajnirati krug. Stoga nisu korišteni mikrokontroler ili Arduino. Predstavljena su dva dizajna i slobodni ste odabrati i izgraditi bilo koji od njih. Prvi dizajn koristi SMD komponente, a drugi je još jednostavniji. Koristi DIP komponente na maloj jednoslojnoj PCB ploči.

I. Prvi dizajn:

[A] Analiza kola

Shematski dijagram možete pogledati na slici 1. P1 konektor se koristi za povezivanje napajanja 6V do 12V na krug. C6 kondenzator je korišten za smanjenje mogućih šumova napajanja. REG-1 je poznati AMS1117 [1] LDO regulator koji stabilizuje napon na 5V.

Korak 1: Slika-1: Shematski dijagram automatskog dozatora za dezinfekciju ruku (prvi dizajn)

D2 označava ispravno napajanje, a R5 ograničava struju LED diode. D1 je dioda IC odašiljača, a R1 ograničava struju D1, drugim riječima, određuje osjetljivost senzora. U1 je čuveni IC tajmer 555 [2] koji je konfiguriran za ubrizgavanje 38KHz impulsa na D1 (odašiljač) diodu. Okretanjem potenciometra R4 možete podesiti frekvenciju. C1 i C2 koriste se za smanjenje buke. U2 je TSOP1738 IC prijemnik [3]. Prema tehničkom listu TSOP17XX: „Serija TSOP17XX su minijaturni prijemnici za infracrvene sisteme daljinskog upravljanja. PIN dioda i pretpojačalo montirani su na olovnom okviru, a epoksidni paket je dizajniran kao IC filter. Demodulirani izlazni signal može se direktno dekodirati mikroprocesorom. TSOP17.. je standardna serija prijemnika za daljinsko upravljanje s IR -om, koja podržava sve glavne kodove prijenosa.” TSOP1738 uvodi aktivni-niski izlaz. To znači da izlazni pin U2 opada u prisustvu 38KHz IC svjetla. Stoga sam koristio jeftin P-kanalni NDS356 MOSFET [4] za pogon istosmjernog motora (pumpa za tekućinu). D4 je zaštitna dioda protiv obrnutih struja motora, a C8 smanjuje induktivne šumove motora. D3 je LED dioda koja označava IC prijem i aktiviranje pumpe za tekućinu. C4 i C5 su korišteni za smanjenje buke pri napajanju.

[B] Raspored PCB -a

Slika 2 prikazuje raspored PCB -a. Kao što je jasno, sve komponente osim diode IC predajnika i TSOP IC prijemnika su SMD.

Korak 2: Slika-2: Raspored PCB-a automatskog raspršivača za dezinfekciju ruku (prvi dizajn)

Koristio sam biblioteke komponenti SamacSys (shematski simboli i otisci PCB-a) za AMS1117-5.0 [5], LM555 [6], TSOP1738 [7] i NDS536AP [8]. Biblioteke SamacSys su besplatne i slijede IPC standarde. Korištenje ovih biblioteka značajno skraćuje vrijeme projektiranja i sprječava greške u dizajnu. Za instaliranje biblioteka možete upotrijebiti CAD dodatak [9] (slika 3) ili ih preuzeti sa komponente za pretraživanje. Koristio sam Altium Designer, pa sam radije koristio dodatak Altium.

Korak 3: Slika-3: SamacSys podržani CAD dodaci i korištene komponente u dodatku za Altium Designer

Slike 4 i 5 prikazuju 3D prikaz vrha i dna PCB ploče

Korak 4: Slika-4: 3D prikaz sa PCB ploče (gore)

Korak 5: Slika-5: 3D prikaz sa PCB ploče (dolje)

[C] Sklapanje i testiranje Ništa nije posebno u procesu sastavljanja dijelova. Sve komponente osim TR i RE senzora su SMD. Imao sam namjeru brzo testirati kolo, pa sam koristio polu-domaću PCB ploču bez maski za lemljenje i sitotiska. Vaš zadatak je mnogo lakši s profesionalno izrađenom PCB pločom:-). Slika 6 prikazuje prototip.

Korak 6: Slika-6: prototip dozatora za dezinfekciju ruku (prvi dizajn) na polu-domaćoj PCB ploči

Nakon montaže pokušajte prilagoditi R1 i R4 kako biste pronašli najbolji raspon uklapanja i detekcije. R1 definira IC snagu (raspon), a R4 definira frekvenciju prijenosa.

Korak 7: [D] Predmet materijala

II. Drugi dizajn

[A] Analiza kola

Slika 7 prikazuje shematski dijagram uređaja. P3 konektor se koristi za spajanje +5V napajanja na kolo. C4 i C5 kondenzatori se koriste za smanjenje buke ulaznog napajanja. IC1 je srce kruga. To je poznati LM393 komparator [10].

Korak 8: Slika-7: Shematski dijagram automatskog dozatora za dezinfekciju ruku (drugi dizajn)

Prema podatkovnom listu LM393: „Serija LM393 su dvostruko neovisni precizni komparatori napona sposobni za pojedinačno ili podijeljeno napajanje. Ovi uređaji su dizajnirani tako da omogućuju zajednički raspon načina rada od do tla pri radu sa jednim napajanjem. Specifikacije izlaznog napona pomaka do 2,0 mV čine ovaj uređaj odličnim izborom za mnoge primjene u potrošačkoj, automobilskoj i industrijskoj elektronici.”

To je jeftina i ručna IC kartica. Općenito, predlažem vam da, ako je vaša aplikacija komparator, jednostavno upotrijebite komparacijske čipove umjesto OPAMP -ova. Koristili smo prvi usporednik čipa, a potenciometar R3 definira prag aktiviranja. C2 smanjuje moguće šumove na srednjem pinu potenciometra. D1 je IC odašiljač, a D2 dioda IC prijemnika. D2 je spojen na negativni pin (-) komparatora radi usporedbe s naponom pozitivnog pina (+). Izlazni pin komparatora je aktivan-nizak, međutim, bolje je da se povuče pomoću R4.

Q1 je poznati BD140 PNP tranzistor [11] koji pokreće pumpu (istosmjerni motor) i D3 LED diodu. D4 je zaštitna dioda za vožnju unatrag, a C3 smanjuje induktivne šumove pumpe tako da ne utječe na stabilnost kruga. Konačno, P1 se koristi za povezivanje plave LED diode od 5 mm za označavanje ispravnog priključka na napajanje.

[B] Raspored PCB -a

Slika 8 prikazuje raspored PCB -a drugog dizajna. To je jednoslojna PCB ploča i sve komponente su DIP. Prilično je lako za svakoga da brzo napravi ovaj DIY kod kuće.

Korak 9: Slika-8: Raspored PCB-a automatskog raspršivača za dezinfekciju ruku (drugi dizajn)

Kao i prvi dizajn, koristio sam biblioteke komponenti SamacSys (shematski simboli i otisci PCB -a) za LM393 [12] i BD140 [13]. Biblioteke SamacSys su besplatne i slijede standarde IPC otiska. Za instaliranje biblioteka možete upotrijebiti CAD dodatak [9] (slika 9) ili ih preuzeti sa komponente za pretraživanje. Korištenje ovih biblioteka značajno skraćuje vrijeme projektiranja i sprječava greške u dizajnu. Koristio sam Altium Designer CAD softver, pa sam radije instalirao dodatak Altium.

Korak 10: Slika-9: SamacSys podržani CAD dodaci i korištene komponente u dodatku za Altium Designer

Slika 10 prikazuje 3D prikaz sa sastavljene PCB ploče.

Korak 11: Slika-10: 3D prikaz sa PCB ploče (gore)

[C] Sklapanje i testiranje

Slika 11 prikazuje sklopljenu PCB ploču. To je polu-domaća PCB ploča koju sam koristio za brzo testiranje koncepta. Možete ga naručiti za izradu. Ništa nije posebno u lemljenju. Sve komponente su DIP. Prilično lako. Samo to uradi:-). Ovaj dizajn je lakši, pa čak i jeftiniji od prvog dizajna. Pa sam slijedio ovaj i dovršio uređaj za doziranje sredstva za dezinfekciju ruku.

Korak 12: Slika-11: prototip raspršivača sredstva za dezinfekciju (drugi dizajn) na polu-domaćoj PCB ploči

Slika 12 prikazuje odabranu pumpu za tekućinu. Ovo je vjerovatno najjeftiniji na tržištu, međutim, zadovoljan sam njegovim radom.

Korak 13: Slika-12: Odabrana pumpa za tekućinu koja teče tekućinu za dezinfekciju ruku

Konačno, slika 13 prikazuje kompletni dozator za dezinfekciju ruku. Možete odabrati bilo koju sličnu staklenu ili plastičnu posudu, poput plastične posude za skladištenje kave. Moj odabran je stakleni spremnik za umake:-). Koristio sam jednostavnu bakrenu žicu za savijanje i držanje crijeva. Okrenite potenciometar R3 s najniže razine osjetljivosti i malo ga povećajte kako biste postigli željeni raspon detekcije. NEMOJTE ga učiniti previše osjetljivim jer bi pumpa mogla djelovati spontano bez ikakvog okidača!

Korak 14: Slika-13: Potpuno "uradi sam" dozatora za dezinfekciju ruku

Slika 14 prikazuje dozator u mraku. Plavo LED svjetlo (P1) daje atraktivan pogled koji treba postaviti na poklopac spremnika.

Korak 15: Slika-14: Pogled dozatora za dezinfekciju ruku u mraku

Korak 16: [D] Predmet materijala

Korak 17: Reference

Glavni članak:

[1]: Tehnički list AMS1117-5.0:

[2]: Tehnički list LM555:

[3]: Tehnički list TSOP1738:

[4]: Tehnički list NDS356:

[5]: AMS1117-5.0 Šematski simbol i otisak PCB-a:

[6]: LM555 šematski simbol i otisak PCB -a:

[7]: Šematski simbol TSOP1738 i otisak PCB -a:

[8]: Šematski simbol NDS356 i otisak PCB -a:

[9]: CAD dodaci:

[10]: Tehnički list LM393:

[11]: Tehnički list BD140:

[12]: LM393 Šematski simbol i otisak PCB -a:

[13]: Šematski simbol BD140 i otisak PCB -a: