Rankų dezinfekavimo priemonės grandinė/pasidaryk pats [be kontakto]: 10 žingsnių

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:44

Parašė Hesamas Moshiri, [email protected]

funkcijos

1. Didelis stabilumas ir nėra jautrumo aplinkos šviesai
2. Lazeriu supjaustytas akrilo (organinio stiklo) gaubtas
3. Taupus
4. Rankų dezinfekavimo priemonės/alkoholio srauto valdymo galimybė (efektyvumas)
5. Skylių komponentai (lengvai lituoti)
6. Vieno sluoksnio PCB plokštė (lengva gaminti)
7. Vienas ir pigus ATTiny13 mikrovaldiklis
8. Mažas srovės suvartojimas budėjimo režimu

-

Kaip visi žinome, COVID-19 protrūkis pasiekė pasaulį ir pakeitė mūsų gyvenimo būdą. Esant tokiai būklei, alkoholis ir rankų dezinfekavimo priemonės yra gyvybiškai svarbios, brangios, o kai kuriose vietovėse sunku rasti skysčių, todėl jas reikia naudoti tinkamai ir efektyviai. Antroje rankų dezinfekavimo priemonės dozatoriaus versijoje aš išsprendžiau ankstesnes projektavimo problemas ir pristatiau prietaisą, nejaučiantį alkoholio/dezinfekavimo priemonės aplinkos šviesos ir srauto valdymo galimybių. Todėl į kiekvieną prašymą bus pilamas tik pakankamai skysčio. Dizainas naudoja pigų ATTiny13 mikrovaldiklį.

[A] Grandinių analizė

1 paveiksle parodyta įrenginio schema. Užduotis galėjo būti įvykdyta įvairiais jutikliais ir projektavimo metodais, tačiau mano tikslas buvo sukurti efektyvią, pigią ir paprastą grandinę.

1 žingsnis: 1 paveikslas, automatinio rankų dezinfekavimo priemonės dozatoriaus schema

P2 yra 2 kontaktų XH jungtis. Jis naudojamas prijungti 5 mm mėlyną šviesos diodą, kuris turi būti pritvirtintas prie korpuso ir rankų dezinfekavimo/alkoholio talpyklos. R5 riboja šviesos diodo srovę. U1 yra TSOP1738 [1] arba HS0038 IR imtuvo modulis. Tai pilnas įrenginys, naudojamas IR signalams aptikti ir iššifruoti. 2 paveiksle parodyta šio komponento blokinė schema.

2 žingsnis: 2 paveikslas, TSOP1738 (HS0038) IR imtuvo modulio blokinė schema

Modulis gali priimti 5 V maitinimo bėgį ir sunaudoja apie 5 mA. Mažas komponento srovės suvartojimas leidžia mums naudoti paprastą RC filtrą (C1 ir R3), kad būtų pašalintas galimas nestabilumas (klaidingo IR signalo aptikimas), kurį gali sukelti maitinimo triukšmas.

Minėto RC filtro išjungimo dažnis gali būti imituojamas (pvz., „LTSpice“) arba išnagrinėjamas praktikoje. Norėdami praktiškai patikrinti filtro elgseną, aš naudoju „Siglent SDS1104X-E“osciloskopą ir „Siglent SDG1025“bangos formos generatorių. Šie du įrenginiai turi būti prijungti naudojant USB kabelį. 3 paveiksle parodyta filtro elgsenos schema. Skaičiavimai patvirtina, kad filtro išjungimo dažnis praktiškai yra apie 112 Hz. Norėdami gauti daugiau informacijos, žiūrėkite vaizdo įrašą.

3 žingsnis: 3 paveikslas, RC filtro veikimo praktinis išbandymas naudojant Bode plotą ir SDS1104X-E osciloskopą

R4 yra traukiamasis rezistorius, o C2 sumažina U1 išėjimo triukšmą. D1 yra 5 mm IR siųstuvo diodas, o R1 riboja srovę iki diodo. R1 vertė gali būti nuo 150R iki 220R. Mažesnis pasipriešinimas reiškia didesnį aptikimo diapazoną ir atvirkščiai. R1 naudojau 180R rezistorių. Q1 yra 2N7000 [2] N kanalų MOSFET, naudojamas įjungti/išjungti D1 IR diodą. R2 riboja vartų srovę.

IC1 yra mikrovaldiklis ATTiny13 [3]. Tai žinomas ir pigus mikrovaldiklis, kuris suteikia šiai programai tinkamus periferinius įrenginius. PORTB.4 sukuria kvadratinių bangų impulsą IR siųstuvo diodui, o PORTB.3 nustato aktyvinimo ir žemo signalo lygį. PORTB.1 naudojamas aktyvavimo signalui siurbti siurbliui. Šio vieno impulso darbo ciklas apibrėžia alkoholio ar rankų dezinfekavimo priemonės srautą. Q2 yra BD139 [4] NPN tranzistorius, naudojamas siurbliui įjungti/išjungti. D3 pašalina atvirkštines induktyvumo sroves (siurblio nuolatinės srovės variklis), o C5 sumažina siurblio triukšmą. D2 rodo siurblio įjungimą. R7 riboja šviesos diodo srovę. C3, C4 ir C6 naudojami tiekimo triukšmui mažinti.

[B] PCB išdėstymas

4 paveiksle pavaizduotas automatinio rankų dezinfekavimo priemonės dozatoriaus PCB išdėstymas. Tai vieno sluoksnio PCB plokštė ir visi komponentų paketai yra per skylę.

4 žingsnis: 4 paveikslas, automatinio rankų dezinfekavimo priemonės dozatoriaus PCB išdėstymas

Q1 [5], Q2 [6] ir IC1 [7] naudojau „SamacSys“komponentų bibliotekas. „SamacSys“bibliotekos man visada padeda išvengti nepageidaujamų klaidų ir apeiti daug laiko reikalaujantį komponentų bibliotekų kūrimo procesą. Yra dvi bibliotekos diegimo ir naudojimo galimybės. Pirma, atsisiųskite ir įdiekite juos iš „sastāvdaļasearchengine.com“arba antra, įdiekite juos tiesiogiai naudodami pateiktus CAD papildinius [8]. „SamacSys“pateikė papildinius beveik visai elektroninio projektavimo CAD programinei įrangai. Mano atveju naudojau „Altium Designer“papildinį (5 pav.).

5 veiksmas: 5 paveikslas, „SamacSys Altium Designer“papildinio pasirinkti komponentai

6 paveiksle pavaizduotas pirmojo darbinio rankų dezinfekcinės dozatoriaus plokštės prototipas. Ar matote iškirptę PCB plokštėje? Būtina užkirsti kelią nepageidaujamam IR signalo priėmimui iš U1 modulio. Ši spraga užpildoma gaubto gabalu.

6 žingsnis: 6 paveikslas, pirmoji rankų dezinfekavimo priemonės dozatoriaus darbo prototipo lenta

[C] Mikrovaldiklio šaltinio kodas

Kodas buvo parašytas C. Svarbi kodo dalis, kurią „gali tekti“pakeisti, yra „Timer-0“perpildymo pertraukimo tvarka:

7 žingsnis:

„15 atvejis“apibrėžia išankstinio aktyvinimo uždelsimą. Vartotojui reikia trumpai atidėti ranką žemiau jutiklio ir antgalio. „Atvejis 23“apibrėžia siurblio įjungimo laiką, o „atvejis 372“- vėlavimą iki kito galimo įjungimo. Šis uždelsimas suteikia vartotojui pakankamai laiko surinkti visus rankų dezinfekavimo/alkoholio lašus. Be to, tai neleidžia vaikams ar kai kuriems asmenims netinkamai naudoti prietaiso ir švaistyti brangaus skysčio. Saugiklių bitai turi būti nustatyti 9,6 MHz vidinio laikrodžio šaltinyje be laikrodžio padalijimo.

[D] Lazeriu supjaustytas „Corel Draw“korpuso dizainas

7 paveiksle pavaizduotas suprojektuotas korpusas „Corel Draw“. Jums tereikia nusiųsti failą „sanitizer.cdr“lazerinio pjovimo dirbtuvėms/įmonei ir užsisakyti 2 mm matinio juodo organinio stiklo (akrilo) pjovimą lazeriu. Plona fanera taip pat tinka.

8 žingsnis: 7 paveikslas, rankų dezinfekavimo priemonės dozatoriaus korpuso dizainas „Corel Draw“

8 paveiksle pavaizduotas visas automatinis rankų dezinfekavimo priemonės dozatorius. Korpusą galite pritvirtinti prie norimo konteinerio. Aš naudojau stiklinį indą.

9 žingsnis: 8 paveikslas, automatinis rankų dezinfekavimo priemonės dozatorius su stikliniu indeliu

[E] Sąrašas medžiagų

10 žingsnis: Sąrašas medžiagų

[F] Literatūra

Šaltinis:

[1]: TSOP1738 duomenų lapas:

[2]: 2N7000 duomenų lapas:

[3]: ATTiny13 duomenų lapas:

[4]: BD139 duomenų lapas:

[5]: 2N7000 scheminis simbolis ir PCB pėdsakas:

[6]: BD139 scheminis simbolis ir PCB pėdsakas:

[7]: ATTiny13 scheminis simbolis ir PCB pėdsakas:

[8]: CAD papildiniai: