„Pasidaryk pats“bekontaktis rankų dezinfekavimo priemonės dozatorius be „Arduino“ar mikrovaldiklio: 17 žingsnių (su nuotraukomis)

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

Kaip visi žinome, COVID-19 protrūkis pasiekė pasaulį ir pakeitė mūsų gyvenimo būdą. Esant tokiai būklei, alkoholis ir rankų dezinfekavimo priemonės yra gyvybiškai svarbūs skysčiai, tačiau jie turi būti naudojami tinkamai. Palietus alkoholio talpyklas ar rankų dezinfekavimo priemones užkrėstomis rankomis, virusas gali būti perduotas kitam asmeniui. Šiame straipsnyje mes sukursime automatinį rankų dezinfekavimo priemonės dozatorių, kuris naudoja IR jutiklius, kad nustatytų rankos buvimą, ir suaktyvina siurblį skysčiui pilti ant rankos. Tikslas buvo rasti pigiausią ir lengviausią sprendimą ir sukurti grandinę. Todėl nebuvo naudojamas nei mikrovaldiklis, nei „Arduino“. Buvo pristatyti du dizainai ir jūs galite laisvai pasirinkti ir kurti bet kurį iš jų. Pirmasis dizainas naudoja SMD komponentus, o antrasis dizainas yra dar paprastesnis. Jis naudoja DIP komponentus mažoje vieno sluoksnio PCB plokštėje.

I. Pirmasis dizainas:

[A] Grandinių analizė

Jūs galite apsvarstyti schemą 1 paveiksle. P1 jungtis naudojama prijungti 6V iki 12V maitinimą prie grandinės. C6 kondensatorius buvo naudojamas siekiant sumažinti galimą tiekimo triukšmą. REG-1 yra garsusis AMS1117 [1] LDO reguliatorius, stabilizuojantis 5 V įtampą.

1 žingsnis: 1 pav. Automatinio rankų dezinfekavimo priemonės dozatoriaus schema (pirmasis dizainas)

D2 rodo tinkamą maitinimo jungtį, o R5 riboja šviesos diodų srovę. D1 yra IR siųstuvo diodas, o R1 riboja D1 srovę, kitaip tariant, jis nustato jutiklio jautrumą. U1 yra garsusis 555 [2] laikmačio IC, sukonfigūruotas taip, kad į D1 (siųstuvo) diodą įvestų 38KHz impulsą. Pasukdami potenciometrą R4, galite reguliuoti dažnį. C1 ir C2 naudojami triukšmui mažinti. U2 yra TSOP1738 IR imtuvas [3]. Pagal TSOP17XX duomenų lapą: „TSOP17XX serija yra miniatiūriniai infraraudonųjų spindulių nuotolinio valdymo sistemų imtuvai. PIN diodas ir išankstinis stiprintuvas yra sumontuoti ant laido rėmo, epoksidinė pakuotė sukurta kaip IR filtras. Demoduliuotą išėjimo signalą gali tiesiogiai iššifruoti mikroprocesorius. TSOP17.. yra standartinė IR nuotolinio valdymo imtuvų serija, palaikanti visus pagrindinius perdavimo kodus. TSOP1738 pristato aktyvią ir žemą išvestį. Tai reiškia, kad U2 išėjimo kaištis yra žemas esant 38KHz IR šviesai. Todėl aš naudojau pigų P kanalo NDS356 MOSFET [4], kad galėčiau valdyti nuolatinės srovės variklį (skysčio siurblį). D4 yra apsauginis diodas nuo atvirkštinių variklio srovių, o C8 sumažina variklio indukcinius triukšmus. D3 yra šviesos diodas, rodantis infraraudonųjų spindulių priėmimą ir skysčio siurblio įjungimą. C4 ir C5 buvo naudojami tiekimo triukšmui mažinti.

[B] PCB išdėstymas

2 paveiksle parodytas PCB išdėstymas. Kaip aišku, visi komponentai, išskyrus IR siųstuvo diodą ir TSOP IR imtuvą, yra SMD.

2 žingsnis: 2 pav. Automatinio rankų dezinfekavimo priemonės dozatoriaus PCB išdėstymas (pirmasis dizainas)

AMS1117-5.0 [5], LM555 [6], TSOP1738 [7] ir NDS536AP [8] naudojau „SamacSys“komponentų bibliotekas (scheminius simbolius ir PCB pėdsakus). „SamacSys“bibliotekos yra nemokamos ir atitinka IPC pėdsakų standartus. Naudojant šias bibliotekas žymiai sutrumpėja projektavimo laikas ir išvengiama projektavimo klaidų. Norėdami įdiegti bibliotekas, galite naudoti CAD papildinį [9] (3 pav.) Arba atsisiųsti jas iš komponentų paieškos variklio. Aš naudoju „Altium Designer“, todėl norėjau naudoti „Altium“papildinį.

3 žingsnis: 3 pav. „SamacSys“palaikomi CAD papildiniai ir „Altium Designer“papildinio naudojami komponentai

4 paveiksle ir 5 paveiksle pavaizduotas 3D vaizdas iš PCB plokštės viršaus ir apačios

4 žingsnis: 4 paveikslas: 3D vaizdas iš PCB plokštės (viršuje)

5 veiksmas: 5 paveikslas: 3D vaizdas iš PCB plokštės (apačioje)

[C] Surinkimas ir bandymas Niekas nėra ypatingas dalių surinkimo procese. Visi komponentai, išskyrus TR ir RE jutiklius, yra SMD. Turėjau ketinimą greitai išbandyti grandinę, todėl naudojau pusiau naminę PCB plokštę be litavimo kaukių ir šilkografijos. Jūsų užduotis yra daug lengvesnė naudojant profesionaliai pagamintą PCB plokštę:-). 6 paveiksle parodytas prototipas.

6 žingsnis: 6 paveikslas: rankų dezinfekavimo priemonės dozatoriaus prototipas (pirmasis dizainas) ant pusiau naminės PCB plokštės

Po surinkimo pabandykite sureguliuoti R1 ir R4, kad surastumėte geriausią pritaikymą ir aptikimo diapazoną. R1 apibrėžia IR galią (diapazoną), o R4 - perdavimo dažnį.

7 žingsnis: [D] Sąrašas medžiagų

II. Antrasis dizainas

[A] Grandinių analizė

7 paveiksle pavaizduota įrenginio schema. P3 jungtis naudojama prijungti +5 V maitinimą prie grandinės. C4 ir C5 kondensatoriai naudojami įvesties tiekimo triukšmui sumažinti. IC1 yra grandinės širdis. Tai garsusis LM393 palyginimas [10].

8 žingsnis: 7 pav. Automatinio rankų dezinfekavimo priemonės dozatoriaus schema (antrasis dizainas)

Pagal LM393 duomenų lapą: „LM393 serija yra dvigubi nepriklausomi tikslūs įtampos palyginamieji įrenginiai, galintys atlikti vieną arba padalintą maitinimą. Šie įtaisai suprojektuoti taip, kad vienu režimu veiktų bendras režimas nuo žemės iki žemės lygio. Dėl 2,0 mV įvesties poslinkio įtampos specifikacijų šis prietaisas yra puikus pasirinkimas daugeliui vartotojų, automobilių ir pramoninės elektronikos programų.

Tai pigus ir patogus IC. Apskritai aš siūlau jums, jei jūsų programa yra lyginamoji priemonė, tiesiog naudokite lyginamąją mikroschemą, o ne OPAMP. Mes panaudojome pirmąjį lusto palyginamąjį elementą, o R3 potenciometras nustato aktyvinimo slenkstį. C2 sumažina galimus garsus viduriniame potenciometro kaištyje. D1 yra IR siųstuvas, o D2 - IR imtuvo diodas. D2 yra prijungtas prie neigiamo lygintuvo kaiščio (-), kurį reikia palyginti su teigiama kaiščio (+) įtampa. Lygintuvo išvesties kaištis yra žemas, tačiau geriau jį ištraukti naudojant R4.

Q1 yra garsusis BD140 PNP tranzistorius [11], kuris varo siurblį (nuolatinės srovės variklį) ir D3 šviesos diodą. D4 yra atvirkštinės apsaugos diodas, o C3 sumažina siurblio indukcinius triukšmus, kad nepakenktų grandinės stabilumui. Galiausiai P1 naudojamas norint prijungti mėlyną 5 mm šviesos diodą, rodantį tinkamą maitinimo jungtį.

[B] PCB išdėstymas

8 paveiksle pavaizduotas antrojo dizaino PCB išdėstymas. Tai vieno sluoksnio PCB plokštė ir visi komponentai yra DIP. Gana lengva visiems greitai pasidaryti šį „pasidaryk pats“namuose.

9 žingsnis: 8 pav. Automatinio rankų dezinfekavimo priemonės dozatoriaus PCB išdėstymas (antrasis dizainas)

Kaip ir pirmasis dizainas, LM393 [12] ir BD140 [13] naudojau „SamacSys“komponentų bibliotekas (scheminius simbolius ir PCB pėdsakus). „SamacSys“bibliotekos yra nemokamos ir atitinka IPC pėdsakų standartus. Norėdami įdiegti bibliotekas, galite naudoti CAD papildinį [9] (9 pav.) Arba atsisiųsti jas iš komponentų paieškos variklio. Naudojant šias bibliotekas žymiai sutrumpėja projektavimo laikas ir išvengiama projektavimo klaidų. Aš naudoju „Altium Designer CAD“programinę įrangą, todėl norėjau įdiegti „Altium“papildinį.

10 veiksmas: 9 paveikslas: „SamacSys“palaikomi CAD papildiniai ir naudojami komponentai „Altium Designer“papildinyje

10 paveiksle pavaizduotas 3D vaizdas iš surinktos PCB plokštės.

11 veiksmas: 10 paveikslas: 3D vaizdas iš PCB plokštės (viršuje)

[C] Surinkimas ir bandymas

11 paveiksle parodyta surinkta PCB plokštė. Tai pusiau naminė PCB plokštė, kurią aš greitai išbandžiau koncepciją. Galite užsisakyti gamybai. Lituoti nieko ypatingo. Visi komponentai yra DIP. Gana lengva. Tiesiog padaryk tai:-). Šis dizainas yra lengvesnis ir netgi pigesnis nei pirmasis. Taigi aš sekiau šį ir užbaigiau rankų dezinfekavimo priemonės dozatorių.

12 žingsnis: 11 pav. Dezinfekavimo priemonės dozatoriaus prototipas (antrasis dizainas) ant pusiau naminės PCB plokštės

12 paveiksle pavaizduotas pasirinktas skysčio siurblys. Tai turbūt pigiausias rinkoje, tačiau esu patenkintas jo veikimu.

13 žingsnis: 12 pav. Pasirinktas skysčio siurblys, skirtas tekėti rankų dezinfekavimo skysčiui

Galiausiai 13 paveiksle parodyta visa rankų dezinfekavimo priemonė. Galite pasirinkti bet kokį panašų stiklinį ar plastikinį indą, pavyzdžiui, plastikinį kavos laikymo indą. Mano pasirinktas yra stiklo padažo indas:-). Žarną sulenkiau ir laikiau paprasta varine viela. Pasukite potenciometrą R3 nuo žemiausio jautrumo lygio ir šiek tiek padidinkite jį, kad pasiektumėte norimą aptikimo diapazoną. NENAUDOKITE jo per jautriai, nes siurblys gali veikti spontaniškai be jokio gaiduko!

14 veiksmas: 13 paveikslas: visas rankų dezinfekavimo priemonės dozatoriaus „pasidaryk pats“pasidaryk pats

14 paveiksle pavaizduotas dozatorius tamsoje. Mėlyna šviesos diodo lemputė (P1) suteikia patrauklų vaizdą, kuris turėtų būti sumontuotas ant talpyklos dangčio.

15 žingsnis: 14 pav. Rankų dezinfekavimo priemonės dozatoriaus vaizdas tamsoje

16 žingsnis: [D] Sąrašas medžiagų

17 žingsnis: nuorodos

Pagrindinis straipsnis:

[1]: AMS1117-5.0 duomenų lapas:

[2]: LM555 duomenų lapas:

[3]: TSOP1738 duomenų lapas:

[4]: NDS356 duomenų lapas:

[5]: AMS1117-5.0 scheminis simbolis ir PCB pėdsakas:

[6]: LM555 scheminis simbolis ir PCB pėdsakas:

[7]: TSOP1738 scheminis simbolis ir PCB pėdsakas:

[8]: NDS356 scheminis simbolis ir PCB pėdsakas:

[9]: CAD papildiniai:

[10]: LM393 duomenų lapas:

[11]: BD140 duomenų lapas:

[12]: LM393 scheminis simbolis ir PCB pėdsakas:

[13]: BD140 scheminis simbolis ir PCB pėdsakas: