Circuit dispenser pentru dezinfectarea mâinilor / DIY [fără contact]: 10 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:41

De Hesam Moshiri, [email protected]

Caracteristici

1. Stabilitate ridicată și fără sensibilitate la lumina ambientală
2. Carcasă din acril (plexiglas) tăiată cu laser
3. Cost-eficient
4. Capacitatea de control al debitului de dezinfectant pentru mâini / alcool (eficiență)
5. Componente prin gaură (ușor de lipit)
6. Placă PCB cu un singur strat (ușor de fabricat)
7. Microcontroler ATTiny13 unic și ieftin
8. Consum redus de curent de așteptare

-

După cum știm cu toții, focarul COVID-19 a lovit lumea și ne-a schimbat stilul de viață. În această stare, alcoolul și dezinfectantele pentru mâini sunt vitale, costisitoare și în unele zone greu de găsit lichide, deci trebuie utilizate corect și eficient. În cea de-a doua versiune a dispozitivului de distribuție a dezinfectantului pentru mâini, am abordat problemele anterioare de proiectare și am introdus un dispozitiv fără sensibilitate la lumina ambientală și capacitatea de control al debitului alcoolului / dezinfectantului. Prin urmare, la fiecare cerere se va turna o cantitate suficientă de lichid. Designul folosește un microcontroler ATTiny13 ieftin.

[A] Analiza circuitului

figura 1 prezintă schema schematică a dispozitivului. Sarcina ar putea fi îndeplinită printr-o varietate de senzori și metode de proiectare, cu toate acestea, accentul meu a fost să proiectez un circuit eficient, ieftin și simplu.

Pasul 1: Figura 1, Diagrama schematică a distribuitorului automat de dezinfectant pentru mâini

P2 este un conector XH tată cu 2 pini. Se utilizează pentru a conecta un LED albastru de 5 mm care ar trebui montat pe carcasă și pe recipientul pentru dezinfectant pentru mâini / alcool. R5 limitează curentul LED-ului. U1 este modulul receptor TSOP1738 [1] sau HS0038 IR. Este o unitate completă care este utilizată pentru detectarea și decodarea semnalelor IR. Figura 2 prezintă schema bloc a acestei componente.

Pasul 2: Figura 2, schema bloc a modulului receptor TSOP1738 (HS0038) IR

Modulul poate accepta 5V la șina de alimentare și consumă aproximativ 5mA. Consumul redus de curent al componentei ne permite să folosim un filtru RC simplu (C1 și R3) pentru a elimina eventualele instabilități (detectare falsă a semnalului IR) care ar putea fi introduse de zgomotul de alimentare.

Frecvența de întrerupere a filtrului RC menționat mai sus poate fi atât simulată (cum ar fi LTSpice), fie examinată în practică. Pentru a testa comportamentul filtrului în practică, am folosit un osciloscop Siglent SDS1104X-E și un generator de forme de undă Siglent SDG1025. Aceste două dispozitive trebuie conectate utilizând un cablu USB. Figura 3 prezintă graficul de comportament al filtrului. Calculele confirmă faptul că frecvența de întrerupere a filtrului este de aproximativ 112Hz în practică. Pentru mai multe detalii vă rugăm să urmăriți videoclipul.

Pasul 3: Figura 3, Testarea comportamentului filtrului RC în practică de Bode Plot și osciloscopul SDS1104X-E

R4 este un rezistor de tragere și C2 reduce zgomotele de ieșire U1. D1 este o diodă transmițătoare IR de 5 mm și R1 limitează curentul la diodă. Valoarea R1 ar putea fi cuprinsă între 150R și 220R. Rezistența mai mică înseamnă un domeniu de detectare mai mare și invers. Am folosit un rezistor 180R pentru R1. Q1 este 2N7000 [2] MOSFET N-Channel care a folosit pentru a porni / opri dioda IR D1. R2 limitează curentul porții.

IC1 este microcontrolerul ATTiny13 [3]. Este un microcontroler cunoscut și ieftin, care oferă periferice adecvate pentru această aplicație. PORTB.4 generează un impuls de undă pătrată pentru dioda transmițătorului IR și PORTB.3 detectează semnalul de activare scăzută. PORTB.1 folosit pentru a trimite semnalul de activare la pompă. Ciclul de funcționare al acestui impuls unic definește fluxul de alcool sau dezinfectant pentru mâini. Q2 este BD139 [4] tranzistor NPN care obișnuia să pornească / oprească pompa. D3 elimină curenții inductorului invers (motorul continuu al pompei), iar C5 reduce zgomotele pompei. D2 indică activarea pompei. R7 limitează curentul LED-ului. C3, C4 și C6 utilizate pentru a reduce zgomotele de alimentare.

[B] Aspect PCB

Figura 4 prezintă aspectul PCB al distribuitorului automat de dezinfectant pentru mâini. Este o placă PCB cu un singur strat și toate pachetele de componente sunt găurite.

Pasul 4: Figura 4, Structura PCB a dispozitivului automat de dezinfectare a mâinilor

Am folosit bibliotecile de componente SamacSys pentru Q1 [5], Q2 [6] și IC1 [7]. Bibliotecile SamacSys mă ajută întotdeauna să evit greșelile nedorite și să ocolesc procesul de consumare a timpului de proiectare a bibliotecilor componente de la zero. Există două opțiuni pentru instalarea și utilizarea bibliotecilor. În primul rând, descărcați-le și instalați-le de pe componentsearchengine.com sau în al doilea rând instalându-le direct utilizând pluginurile CAD furnizate [8]. SamacSys a furnizat pluginuri pentru aproape toate software-urile CAD de proiectare electronică. În cazul meu, am folosit pluginul Altium Designer (Figura 5).

Pasul 5: Figura 5, componentele selectate din pluginul SamacSys Altium Designer

Figura 6 prezintă o imagine a primului prototip de lucru al plăcii distribuitoare de dezinfectant pentru mâini. Vedeți decupajul în placa PCB? Este necesar să preveniți orice recepție nedorită a semnalului IR de către modulul U1. Acest gol este umplut cu o bucată din incintă.

Pasul 6: Figura 6, prima placă de prototip de lucru a distribuitorului de dezinfectant pentru mâini

[C] Codul sursă al microcontrolerului

Codul a fost scris în C. Partea importantă a codului pe care „s-ar putea” să o modificați este rutina de întrerupere a revărsării Timer-0.:

Pasul 7:

„Cazul 15” definește întârzierea preactivării. Este necesară o scurtă întârziere pentru ca utilizatorul să-și fixeze mâna sub senzor și duză. „Cazul 23” definește timpul de activare a pompei și „cazul 372” definește întârzierea înainte de următoarea posibilă activare. Această întârziere permite utilizatorului suficient timp pentru a strânge toate picăturile de dezinfectant pentru mâini / alcool. De asemenea, previne utilizarea incorectă a dispozitivului și risipirea lichidului scump de către copii sau unele persoane. Fusebit-urile trebuie setate pe sursa de ceas internă de 9,6 MHz fără diviziune de ceas.

[D] Proiectarea incintei Corel Draw cu tăiere cu laser

Figura 7 prezintă carcasa proiectată în Corel Draw. Trebuie doar să trimiteți fișierul „sanitizer.cdr” la un atelier / companie de tăiere cu laser și să comandați tăierea cu laser pentru plexiglas negru mat de 2 mm (acrilic). Placajul subțire este, de asemenea, în regulă.

Pasul 8: Figura 7, Proiectarea incintei distribuitorului de dezinfectant pentru mâini în Corel Draw

Figura 8 prezintă unitatea completă de dozare automată a dezinfectantului pentru mâini. Puteți monta carcasa pe containerul dorit. Am folosit un recipient din sticlă.

Pasul 9: Figura 8, Dispenser automat pentru dezinfectarea mâinilor cu un recipient de sticlă

[E] Lista de materiale

Pasul 10: Lista materialelor

[F] Referințe

Sursa:

[1]: Foaie de date TSOP1738:

[2]: 2N7000 foaie tehnică:

[3]: Fișă tehnică ATTiny13:

[4]: Foaie de date BD139:

[5]: simbol schematic 2N7000 și amprentă PCB:

[6]: simbol schematic BD139 și amprentă PCB:

[7]: simbol schematic ATTiny13 și amprentă PCB:

[8]: Pluginuri CAD: