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

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:32

Kao što svi znamo, izbijanje COVID-19 pogodilo je svijet i promijenilo naš način života. U tom su stanju alkohol i sredstva za dezinfekciju ruku vitalne tekućine, međutim moraju se pravilno koristiti. Dodirivanje posuda s alkoholom ili dezinfekcijskih sredstava za ruke zaraženim rukama može prenijeti virus na sljedeću osobu. U ovom ćemo članku izraditi 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 osmisliti sklop. Stoga nisu korišteni mikrokontroler ili Arduino. Uvedena 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 kruga

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

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

D2 označava pravilan priključak napajanja, a R5 ograničava struju LED diode. D1 je dioda IC odašiljača, a R1 ograničava struju D1, drugim riječima, određuje osjetljivost senzora. U1 je poznata IC mjerača vremena od 555 [2] koji je konfiguriran za ubrizgavanje impulsa od 38KHz na D1 (odašiljač) diodu. Okretanjem potenciometra R4 možete podesiti frekvenciju. C1 i C2 koriste se za smanjenje buke. U2 je IC prijemnik TSOP1738 [3]. Prema podatkovnom listu TSOP17XX: „Serija TSOP17XX minijaturni su prijemnici za infracrvene sustave daljinskog upravljanja. PIN dioda i pretpojačalo montirani su na vodeći okvir, epoksidni paket je dizajniran kao IC filter. Demodulirani izlazni signal može se izravno dekodirati mikroprocesorom. TSOP17.. standardna je serija IR prijemnika za daljinsko upravljanje koja podržava sve glavne kodove prijenosa.” TSOP1738 uvodi aktivni-niski izlaz. To znači da izlazni pin U2 opada u prisutnosti 38KHz IC svjetla. Stoga sam za pogon istosmjernog motora (crpka za tekućinu) koristio jeftin P-kanalni NDS356 MOSFET [4]. 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 korišteni su za smanjenje šumova napajanja.

[B] Raspored PCB -a

Slika 2 prikazuje izgled PCB -a. Kao što je jasno, sve komponente osim diode IC odašiljača i TSOP IR 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]. Knjižnice SamacSys besplatne su i slijede standarde IPC -a. Korištenje ovih knjižnica značajno skraćuje vrijeme projektiranja i sprječava greške u projektiranju. Za instaliranje knjižnica 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 s ploče PCB-a (gore)

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

[C] Sklapanje i testiranje Ništa nije posebno u procesu sastavljanja dijelova. Sve komponente osim senzora TR i RE su SMD. Imao sam namjeru brzo testirati krug, pa sam upotrijebio polu-domaću PCB ploču bez maski za lemljenje i sitotiska. Vaš je zadatak puno 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 otkrivanja. R1 definira infracrvenu snagu (raspon), a R4 definira frekvenciju prijenosa.

Korak 7: [D] Opis materijala

II. Drugi dizajn

[A] Analiza kruga

Na slici 7 prikazan je shematski dijagram uređaja. Priključak P3 koristi se za spajanje napajanja +5V na krug. Kondenzatori C4 i C5 koriste se za smanjenje buke ulaznog napajanja. IC1 je srce kruga. To je poznati LM393 usporednik [10].

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

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

To je jeftin i zgodan IC. Općenito, predlažem vam da, ako je vaša aplikacija usporednik, jednostavno upotrijebite usporedne 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 podigne pomoću R4.

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

[B] Raspored PCB -a

Slika 8 prikazuje izgled 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]. Knjižnice SamacSys besplatne su i slijede standarde IPC -a. Za instaliranje knjižnica možete upotrijebiti CAD dodatak [9] (slika 9) ili ih preuzeti sa komponente za pretraživanje. Korištenje ovih knjižnica značajno skraćuje vrijeme projektiranja i sprječava greške u projektiranju. 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 s ploče PCB-a (gore)

[C] Sklapanje i ispitivanje

Slika 11 prikazuje sastavljenu 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. Poprilično jednostavno. Jednostavno učinite to:-). Ovaj je dizajn 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 vjerojatno najjeftiniji na tržištu, međutim, zadovoljan sam njegovim radom.

Korak 13: Slika-12: Odabrana pumpa za tekućinu za protok tekućine za dezinfekciju ruku

Na kraju, 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 umak:-). 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 crpka 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 na dozator za dezinfekciju ruku u mraku

Korak 16: [D] Opis 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 Shematski simbol i otisak PCB-a:

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

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

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

[9]: CAD dodaci:

[10]: Tehnički list LM393:

[11]: Tehnički list BD140:

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

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