DIY nie -kontak handreiniger sonder 'n Arduino of 'n mikrobeheerder: 17 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:24

Soos ons almal weet, het die COVID-19-uitbraak die wêreld getref en ons leefstyl verander. In hierdie toestand is alkohol en handontsmettings noodsaaklike vloeistowwe, maar dit moet behoorlik gebruik word. Deur alkoholhouers of ontsmettingsmiddels met besmette hande aan te raak, kan die virus na die volgende persoon versprei word. In hierdie artikel bou ons 'n outomatiese dispenser vir hande -ontsmettingsmiddels wat IR -sensors gebruik om die teenwoordigheid van 'n hand op te spoor en 'n pomp aktiveer om die vloeistof op die hand te gooi. Die bedoeling was om die goedkoopste en maklikste oplossing te vind en 'n stroombaan te ontwerp. Daarom is geen mikrobeheerder of Arduino gebruik nie. Twee ontwerpe is bekendgestel en u kan elkeen daarvan kies en bou. Die eerste ontwerp gebruik SMD -komponente en die tweede ontwerp is selfs eenvoudiger. Dit gebruik DIP -komponente op 'n klein enkellaagse PCB -bord.

I. Eerste ontwerp:

[A] Kringontleding

U kan die skematiese diagram in figuur 1 oorweeg. Die P1 -aansluiting word gebruik om 6V tot 12V voeding aan die stroombaan te koppel. Die C6 -kondensator is gebruik om die moontlike toevoergeluide te verminder. Die REG-1 is die beroemde AMS1117 [1] LDO-reguleerder wat die spanning op 5V stabiliseer.

Stap 1: Figuur 1: Skematiese diagram van die outomatiese handreiniger (eerste ontwerp)

D2 dui die korrekte kragverbinding aan en R5 beperk die LED -stroom. D1 is 'n IR -senderdiode en R1 beperk die D1 -stroom, met ander woorde, dit bepaal die sensitiwiteit van die sensor. U1 is die beroemde 555 [2] timer IC wat gekonfigureer is om 'n 38KHz puls aan die D1 (sender) diode te spuit. Deur die R4 -potensiometer te draai, kan u die frekwensie aanpas. C1 en C2 word gebruik om geraas te verminder. U2 is 'n TSOP1738 IR -ontvanger [3]. Volgens die TSOP17XX -datablad: “Die TSOP17XX -reeks is geminiaturiseerde ontvangers vir infrarooi afstandbeheerstelsels. PIN -diode en voorversterker word op die loodraam gemonteer, die epoksie -pakket is ontwerp as 'n IR -filter. Die gedemoduleerde uitsetsein kan direk deur 'n mikroverwerker gedekodeer word. TSOP17.. is die standaard IR -afstandsbedieningsontvangerreeks, wat alle groot transmissiekodes ondersteun.” Die TSOP1738 stel 'n aktief-lae uitset bekend. Dit beteken dat die uitvoerpen van die U2 laag word in teenwoordigheid van die 38KHz IR -lig. Daarom het ek 'n goedkoop P-Channel NDS356 MOSFET [4] gebruik om die GS-motor (vloeistofpomp) aan te dryf. D4 is 'n beskermende diode teen omgekeerde strome van die motor en C8 verminder die motor se induktiewe geluide. D3 is 'n LED wat die IR -ontvangs en aktivering van die vloeistofpomp aandui. C4 en C5 is gebruik om die aanbodgeluide te verminder.

[B] PCB -uitleg

Figuur 2 toon die PCB -uitleg. Soos dit duidelik is, is alle komponente behalwe die IR -senderdiode en die TSOP IR -ontvanger SMD.

Stap 2: Figuur 2: PCB-uitleg van die outomatiese handreiniger (eerste ontwerp)

Ek het die SamacSys-komponentbiblioteke (skematiese simbole en PCB-voetspore) gebruik vir die AMS1117-5.0 [5], LM555 [6], TSOP1738 [7] en NDS536AP [8]. Die SamacSys -biblioteke is gratis en volg IPC -voetafdrukstandaarde. Die gebruik van hierdie biblioteke verminder die ontwerptyd aansienlik en voorkom ontwerpfoute. Om die biblioteke te installeer, kan u 'n CAD-inprop [9] gebruik (figuur 3) of dit aflaai van die komponent-soekenjin. Ek het Altium Designer gebruik, so ek het verkies om die Altium -inprop te gebruik.

Stap 3: Figuur 3: SamacSys ondersteunde CAD-inproppe en die gebruikte komponente in die inprop van die Altium Designer

Figuur 4 en figuur 5 demonstreer 3D -aansigte van die bokant en onderkant van die printplaat

Stap 4: Figuur 4: 'n 3D-aansig vanaf die printplaat (bo)

Stap 5: Figuur 5: 'n 3D-aansig vanaf die printplaat (onder)

[C] Montering en toetsNiks is spesiaal in die monteerproses van onderdele nie. Alle komponente behalwe TR- en RE -sensors is SMD. Ek was van plan om die stroombaan vinnig te toets, en ek het 'n halfgemaakte PCB-bord gebruik sonder soldeermaskers en syskerm. U taak is baie makliker met 'n professionele vervaardigde PCB-bord:-). Figuur 6 toon die prototipe aan.

Stap 6: Figuur 6: 'n prototipe van die handreiniger (eerste ontwerp) op 'n halfgemaakte PCB-bord

Na die montering, probeer om die R1 en R4 aan te pas om die beste pas- en opsporingsbereik te vind. R1 definieer die IR -krag (omvang) en R4 definieer die transmissiefrekwensie.

Stap 7: [D] Staatsbrief

II. Tweede ontwerp

[A] Kringontleding

Figuur 7 toon die skematiese diagram van die toestel. Die P3 -aansluiting word gebruik om die +5V -voeding aan die stroombaan te koppel. C4- en C5 -kapasitors word gebruik om die insetvoorraadgeluide te verminder. IC1 is die hart van die kring. Dit is die beroemde LM393 -vergelyker [10].

Stap 8: Figuur 7: Skematiese diagram van die outomatiese handreiniger (tweede ontwerp)

Volgens die LM393 -datablad: Die LM393 -reeks is dubbele onafhanklike presisie -spanningsvergelykers wat in staat is om enkel- of gesplete toevoer te werk. Hierdie toestelle is ontwerp om 'n gemeenskaplike modusreeks tot op grondvlak toe te laat met die enkelvoorsiening. Insetversetspanning spesifikasies tot 2,0 mV maak hierdie toestel 'n uitstekende keuse vir baie toepassings in verbruikers-, motor- en industriële elektronika.

Dit is 'n goedkoop en handige IC. Oor die algemeen stel ek u voor dat as u aansoek 'n vergelyking is, eenvoudig vergelykerskyfies gebruik in plaas van OPAMP's. Ons het die eerste vergelyking van die chip gebruik en die R3 -potensiometer definieer die aktiveringsdrempel. C2 verminder die moontlike geluide op die middelste pen van die potensiometer. D1 is 'n IR -sender en D2 is 'n IR -ontvanger -diode. D2 is gekoppel aan die negatiewe pen (-) van die vergelyker wat vergelyk moet word met die positiewe pen (+) spanning. Die uitvoerpen van die vergelyker is aktief-laag, maar dit is beter om met R4 opgetrek te word.

Q1 is die beroemde BD140 PNP -transistor [11] wat die pomp (GS -motor) en die D3 LED aandryf. D4 is 'n omgekeerde beskermingsdiode en C3 verminder die pomp se induktiewe geluide om die kringstabiliteit nie te beïnvloed nie. Laastens word P1 gebruik om 'n blou 5mm LED aan te sluit om 'n behoorlike kragverbinding aan te dui.

[B] PCB -uitleg

Figuur 8 toon die PCB -uitleg van die tweede ontwerp. Dit is 'n enkellaagse PCB -bord en alle komponente is DIP. Dit is redelik maklik vir almal om hierdie DIY tuis vinnig te bou.

Stap 9: Figuur 8: PCB-uitleg van die outomatiese handreiniger (tweede ontwerp)

Dieselfde as die eerste ontwerp, ek het die SamacSys -komponentbiblioteke (skematiese simbole en PCB -voetspore) gebruik vir die LM393 [12] en BD140 [13]. SamacSys -biblioteke is gratis en volg IPC -voetafdrukstandaarde. Om die biblioteke te installeer, kan u 'n CAD-inprop [9] (figuur 9) gebruik of dit aflaai van die komponent-soekenjin. Die gebruik van hierdie biblioteke verminder die ontwerptyd aansienlik en voorkom ontwerpfoute. Ek het die Altium Designer CAD -sagteware gebruik, so ek het verkies om die Altium -inprop te installeer.

Stap 10: Figuur 9: SamacSys ondersteunde CAD-inproppe en die gebruikte komponente in die inprop van die Altium Designer

Figuur 10 toon 'n 3D -aansig van die saamgestelde PCB -bord.

Stap 11: Figuur 10: 'n 3D-aansig vanaf die printplaat (bo)

[C] Samestelling en toets

Figuur 11 toon die saamgestelde PCB -bord. Dit is 'n halfgemaakte PCB-bord waarmee ek die konsep vinnig getoets het. U kan dit vir vervaardiging bestel. Niks is besonders in soldeer nie. Alle komponente is DIP. Redelik maklik. Doen dit net:-). Hierdie ontwerp is makliker en selfs goedkoper as die eerste ontwerp. Dus het ek hierdie een gevolg en die toestel met die handreiniger voltooi.

Stap 12: Figuur 11: 'n prototipe van die ontsmettingsdispenser (tweede ontwerp) op 'n halfgemaakte PCB-bord

Figuur 12 toon die geselekteerde vloeistofpomp. Dit is waarskynlik die goedkoopste in die mark, maar ek is tevrede met die werking daarvan.

Stap 13: Figuur 12: Geselekteerde vloeistofpomp om die vloeistof van die handreiniger te laat vloei

Laastens toon figuur 13 die volledige handreiniger. U kan enige soortgelyke glas- of plastiekhouer, soos 'n plastiekhouer vir koffie, kies. My gekose een is 'n glasiesoushouer:-). Ek het 'n eenvoudige koperdraad gebruik om die slang te buig en vas te hou. Draai die R3 -potensiometer vanaf die laagste sensitiwiteitsvlak, en verhoog dit effens om die gewenste opsporingsbereik te bereik. Moenie dit te sensitief maak nie, want die pomp kan spontaan werk sonder enige sneller!

Stap 14: Figuur 13: 'n Volledige selfdoen van die handreiniger

Figuur 14 toon die dispenser in die donker. Die blou LED se lig (P1) gee 'n aantreklike uitsig wat op die houer se deksel gemonteer moet word.

Stap 15: Figuur 14: Hand-ontsmettingsdispenser in die donker

Stap 16: [D] Staatsbrief

Stap 17: Verwysings

Hoofartikel:

[1]: AMS1117-5.0 Gegevensblad:

[2]: LM555 Gegevensblad:

[3]: TSOP1738 Gegevensblad:

[4]: NDS356 Gegevensblad:

[5]: AMS1117-5.0 Skematiese simbool en PCB-voetspoor:

[6]: LM555 skematiese simbool en PCB -voetspoor:

[7]: TSOP1738 Skematiese simbool en PCB -voetspoor:

[8]: NDS356 skematiese simbool en PCB -voetspoor:

[9]: CAD-inproppe:

[10]: LM393 Gegevensblad:

[11]: BD140 Gegevensblad:

[12]: LM393 skematiese simbool en PCB -voetspoor:

[13]: BD140 skematiese simbool en PCB -voetspoor: