Taula de continguts:

Circuit dispensador de desinfectant de mans / bricolatge [sense contacte]: 10 passos
Circuit dispensador de desinfectant de mans / bricolatge [sense contacte]: 10 passos

Vídeo: Circuit dispensador de desinfectant de mans / bricolatge [sense contacte]: 10 passos

Vídeo: Circuit dispensador de desinfectant de mans / bricolatge [sense contacte]: 10 passos
Vídeo: Урок 12: Солнцезащитный инфракрасный бесконтактный дозатор дезинфицирующего средства 2024, De novembre
Anonim

Per Hesam Moshiri, [email protected]

Característiques

  1. Alta estabilitat i sense sensibilitat a la llum ambiental
  2. Tancament acrílic (plexiglàs) tallat amb làser
  3. Econòmic
  4. Capacitat de control de cabal del desinfectant de mans / alcohol (eficiència)
  5. Components del forat passant (fàcils de soldar)
  6. Tauler de PCB d'una sola capa (fàcil de fabricar)
  7. Microcontrolador ATTiny13 senzill i econòmic
  8. Baix consum de corrent en espera

-

Com tots sabem, el brot de COVID-19 va colpejar el món i va canviar el nostre estil de vida. En aquesta condició, l’alcohol i els desinfectants de mans són vitals, cars i en algunes zones difícils de trobar líquids, per tant, s’han d’utilitzar de forma adequada i eficient. A la segona versió del dispositiu dispensador de desinfectant de mans, he abordat els problemes de disseny anteriors i he introduït un dispositiu sense sensibilitat a la llum ambiental i la capacitat de control de cabal de l'alcohol / desinfectant. Per tant, s'abocarà la quantitat suficient de líquid a cada sol·licitud. El disseny utilitza un microcontrolador econòmic ATTiny13.

[A] Anàlisi de circuits

la figura 1 mostra l’esquema esquemàtic del dispositiu. La tasca es podria complir amb diversos sensors i mètodes de disseny, però el meu objectiu era dissenyar un circuit eficient, barat i senzill.

Pas 1: figura 1, diagrama esquemàtic del dispensador automàtic de desinfectant de mans

Figura 1, diagrama esquemàtic del dispensador automàtic de desinfectant de mans
Figura 1, diagrama esquemàtic del dispensador automàtic de desinfectant de mans

P2 és un connector XH mascle de 2 pins. S'utilitza per connectar un LED blau de 5 mm que s'hauria de muntar al recinte i al contenidor de desinfectant per a mans / alcohol. R5 limita el corrent del LED. U1 és el mòdul receptor IR TSOP1738 [1] o HS0038. És una unitat completa que s’utilitza per detectar i descodificar senyals IR. La figura 2 mostra el diagrama de blocs d’aquest component.

Pas 2: Figura 2, diagrama de blocs del mòdul de receptor IR TSOP1738 (HS0038)

Figura 2, diagrama de blocs del mòdul de receptor IR TSOP1738 (HS0038)
Figura 2, diagrama de blocs del mòdul de receptor IR TSOP1738 (HS0038)

El mòdul pot acceptar 5V al rail d’alimentació i consumeix uns 5mA. El baix consum de corrent del component ens permet utilitzar un senzill filtre RC (C1 i R3) per eliminar les possibles inestabilitats (falsa detecció de senyal IR) que el soroll de subministrament podria introduir.

La freqüència de tall del filtre RC esmentat es pot simular (com LTSpice) o examinar-se a la pràctica. Per provar el comportament del filtre a la pràctica, he utilitzat un oscil·loscopi Siglent SDS1104X-E i un generador de formes d’ona Siglent SDG1025. Aquests dos dispositius s’han de connectar mitjançant un cable USB. La figura 3 mostra la representació del comportament del filtre. Els càlculs confirmen que la freqüència de tall del filtre ronda els 112Hz a la pràctica. Per obtenir més informació, vegeu el vídeo.

Pas 3: Figura 3, Prova del comportament del filtre RC a la pràctica per Bode Plot i l'oscil·loscopi SDS1104X-E

Figura 3, Prova del comportament del filtre RC a la pràctica per Bode Plot i l’oscil·loscopi SDS1104X-E
Figura 3, Prova del comportament del filtre RC a la pràctica per Bode Plot i l’oscil·loscopi SDS1104X-E

R4 és una resistència de tracció i C2 redueix els sorolls de sortida U1. D1 és un díode transmissor IR de 5 mm i R1 limita el corrent al díode. El valor R1 podria estar entre 150R i 220R. Una resistència més baixa significa un rang de detecció més alt i viceversa. Vaig utilitzar una resistència de 180R per al R1. Q1 és el 2N7000 [2] MOSFET de canal N que s'utilitzava per encendre / apagar el díode IR D1. R2 limita el corrent de la porta.

IC1 és el microcontrolador ATTiny13 [3]. És un microcontrolador conegut i econòmic que proporciona perifèrics adequats per a aquesta aplicació. PORTB.4 genera un pols d'ona quadrada per al díode del transmissor IR i PORTB.3 detecta el senyal d'activació-baix. PORTB.1 que s’utilitza per enviar el senyal d’activació a la bomba. El cicle de treball d’aquest pols únic defineix el flux d’alcohol o desinfectant de mans. Q2 és el transistor NPN BD139 [4] que solia encendre / apagar la bomba. D3 elimina els corrents d’inductor invers (motor de corrent continu de la bomba) i C5 redueix els sorolls de la bomba. D2 indica l’activació de la bomba. R7 limita el corrent del LED. C3, C4 i C6 s’utilitzen per reduir els sorolls de subministrament.

[B] Disseny de PCB

La figura 4 mostra el disseny de PCB del dispensador automàtic de desinfectant de mans. És una placa de PCB d'una sola capa i tots els paquets de components són forats passants.

Pas 4: Figura 4, Disseny de PCB del dispositiu dispensador automàtic de desinfectant de mans

Figura 4, Disposició de PCB del dispositiu dispensador automàtic de desinfectant de mans
Figura 4, Disposició de PCB del dispositiu dispensador automàtic de desinfectant de mans

He utilitzat les biblioteques de components SamacSys per a Q1 [5], Q2 [6] i IC1 [7]. Les biblioteques SamacSys sempre m’ajuden a evitar errors no desitjats i evitar el procés que requereix temps de dissenyar les biblioteques de components des de zero. Hi ha dues opcions per instal·lar i utilitzar les biblioteques. En primer lloc, descarregueu-los i instal·leu-los des de componentsearchengine.com o, en segon lloc, instal·leu-los directament mitjançant els connectors CAD proporcionats [8]. SamacSys ha proporcionat connectors per a gairebé tots els programes CAD de disseny electrònic. En el meu cas, he utilitzat el connector Altium Designer (Figura 5).

Pas 5: Figura 5, els components seleccionats al connector SamacSys Altium Designer

Figura 5, els components seleccionats al connector SamacSys Altium Designer
Figura 5, els components seleccionats al connector SamacSys Altium Designer

La figura 6 mostra una imatge del primer prototip de treball del tauler dispensador de desinfectant de mans. Veieu el retallable a la placa PCB? Cal evitar qualsevol recepció de senyal IR no desitjada pel mòdul U1. Aquest buit s’omple amb un tros del recinte.

Pas 6: figura 6, la primera placa de prototipus de treball del dispensador de desinfectant de mans

Figura 6, primer tauler de prototips de treball del dispensador de desinfectant de mans
Figura 6, primer tauler de prototips de treball del dispensador de desinfectant de mans

[C] Codi font del microcontrolador

El codi s'ha escrit en C. La part important del codi que "potser" necessiteu modificar és la rutina d'interrupció de desbordament del temporitzador-0:

Pas 7:

Imatge
Imatge

"Cas 15" defineix el retard de preactivació. Cal un petit retard perquè l'usuari pugui fixar la mà per sota del sensor i el broquet. "Cas 23" defineix el temps d'activació de la bomba i "cas 372" defineix el retard abans de la propera activació possible. Aquest retard permet a l’usuari prou temps per recollir totes les gotes de desinfectant de mans / alcohol. A més, evita el mal ús del dispositiu i el malbaratament del costós líquid per part de nens o algunes persones. Els fusibles s'han de configurar a la font de rellotge interna de 9,6 MHz sense divisió de rellotge.

[D] Disseny de tancament Corel Draw tallat amb làser

La figura 7 mostra el recinte dissenyat a Corel Draw. Només heu d’enviar el fitxer “sanitizer.cdr” a un taller / empresa de tall per làser i demanar el tall per làser de 2 mm de plexiglàs negre mat (acrílic). La fusta contraxapada fina també està bé.

Pas 8: figura 7, disseny del recinte del dispensador de desinfectant de mans a Corel Draw

Figura 7, disseny del recinte del dispensador de desinfectant de mans a Corel Draw
Figura 7, disseny del recinte del dispensador de desinfectant de mans a Corel Draw

La figura 8 mostra la unitat dispensadora automàtica completa de desinfectant de mans. Podeu muntar el recinte al contenidor desitjat. He utilitzat un recipient de vidre.

Pas 9: figura 8, dispensador automàtic de desinfectant de mans amb contenidor de vidre

Figura 8, Dispensador automàtic de desinfectant de mans amb contenidor de vidre
Figura 8, Dispensador automàtic de desinfectant de mans amb contenidor de vidre

[E] Declaració de materials

Pas 10: llista de materials

Factura de materials
Factura de materials

[F] Referències

Font:

[1]: full de dades TSOP1738:

[2]: full de dades 2N7000:

[3]: Full de dades ATTiny13:

[4]: full de dades BD139:

[5]: símbol esquemàtic 2N7000 i petjada del PCB:

[6]: símbol esquemàtic BD139 i petjada del PCB:

[7]: símbol esquemàtic ATTiny13 i petjada de PCB:

[8]: Connectors CAD:

Recomanat: