Ebben a cikkben megtudhatjuk, hogyan lehet olcsó, mégis teljesen automatikus kézfertőtlenítő adagoló áramkört létrehozni, amely lehetővé teszi a fertőtlenítő folyadék érintés nélküli vagy érintés nélküli adagolását a felhasználó kezén.
Ez az érintés nélküli kézfertőtlenítő áramkör megkönnyíti a felhasználót, hogy automatikusan elérje a kezein lévő fertőtlenítő folyadékot anélkül, hogy kézzel kellene működtetnie vagy megérintenie a fertőtlenítő palack szivattyúját. Ez a funkció biztosítja, hogy a vírusok esélye ne legyen a fertőtlenítő palack és annak működési részeinek fizikai megérintésével terjedni.
Ahhoz azonban, hogy az automatikus legyen, a rendszernek valamilyen érzékelőre lesz szüksége az ember vagy az emberi kéz jelenlétének detektálására az adagolóegység alatt.
Ehhez a legalapvetőbb emberi érzékelő egységet alkalmazzuk, amely a PIR vagy passzív infravörös eszköz .
Alapvető munkaadatok
A PIR-t arra tervezték, hogy érzékelje az emberi testből származó infravörös hőt, és a kimeneti tüskénél megfelelő elektromos impulzust hozzon létre.
Ez az impulzus egylépéses időzítő aktiválásához használható váltóversenyző szakasz amely pillanatnyilag aktiválja a relét és meghajtja egy rugós mágnesszelepet.
A mágnesszelep tolja a fertőtlenítő palack szivattyú tengelyét, hogy a folyadékot a felhasználó kezébe juttassa. A koncepció a következő képen vizualizálható.
A fenti képen látható mágnesszelep egy monostabil áramkör kimenetéhez van csatlakoztatva.
A monostabil áramkör olyan konfiguráció, amely pillanatnyi nagy kimenetet eredményez egy pillanatnyi bemeneti triggerre reagálva. A kimenet előre meghatározott fix ideig magas marad, függetlenül a bemeneti trigger időtartamától.
Ebben az automatikus fertőtlenítő adagoló áramkörben a monostabilitást egy PIR váltja ki, amint egy közeledő emberi kezet észlel a PIR.
A monostabil viszont bizonyos időre aktiválja a mágnesszelepet, amelyet az RC időzítő alkatrészei határoznak meg.
A mágnesszelep aktiválása miatt a központi orsó gyorsan függőleges irányba tolódik és húzódik, egyszer megnyomva a fertőtlenítő palack szivattyújának fogantyúját.
Ez végül arra készteti az üveget, hogy a fertőtlenítő folyadékot a felhasználó kezébe adja.
Amint a felhasználó kiveszi a kezét a rendszerből, a PIR kikapcsol, és a monostabil is kikapcsolja az egész rendszert, amíg egy másik felhasználó a kezét a PIR tartományába hozza, hogy megismételje az eljárást.
A javasolt automatikus kézfertőtlenítő adagoló egység monostabil kioldó áramköre tranzisztoros monostabil alkalmazással vagy egy népszerű IC 555 alapú monostabil áramkör .
Mindkét változatot a következő megbeszélésekben fogjuk megvitatni:
Tranzisztorizált kézfertőtlenítő adagoló áramkör
Az áramkör tranzisztoros változata nagyon egyszerűnek tűnik. Amikor a PIR eszköz emberi beavatkozást észlel, C1-en keresztül impulzust vezet és küld a T1 bázisára.
A C1-n átáramló áram azonnal aktiválja a T1-et, ami viszont aktiválja a T2-t és a mágnesszelepet is.
Időközben a C1 gyorsan feltölti és megakadályozza az esetleges további áramok bejutását a T1 bázisába, így blokkolja a PIR kimenet ismétlődő DC impulzusait. Ez biztosítja, hogy a rendszer minden érzékelésnél csak pillanatnyilag működjön, majd leáll, amíg a kezet eltávolítják és egy új ciklust meg nem indítanak.
A T1 / T2 ezen egylépéses aktiválása biztosítja, hogy a csatlakoztatott mágnesszelep terhelése aktiválódjon, és egyetlen nyomó-húzó műveletet generáljon mágneses orsóján.
Az orsó működteti a fertőtlenítő szivattyú fogantyúját, hogy a fertőtlenítő folyadék egyetlen adagját kiadja a felhasználó kezére.
Észreveheti, hogy a mágnesszelep a tranzisztor emitter oldalán csatlakozik, a szokásos kollektor oldal helyett. Az emittercsatlakozás valójában biztosítja, hogy a mágnesszelep egy enyhe lágyindító nyomással aktiválódjon, válaszul a 10uF C2 kondenzátor töltésére.
Ha a kollektor oldalán van csatlakoztatva, akkor a mágnesszelepet hirtelen tolással tolják, ami nem tűnhet túl lenyűgözőnek.
A fenti tervezés egyszerűsítése
A fenti tranzisztoros, érintés nélküli kézfertőtlenítő tovább egyszerűsíthető egy relé használatával, amelyet a következő kivitel mutat:
IC 555 használatával
A fenti ábra egy szokásos IC 555 monostabil áramkört mutat. Itt, amikor a pin2 földelve van, a kimeneti pin3 a R1, C1 értékek vagy azok szorzata által meghatározott időtartamra magasra megy.
Ebben az automatikus fertőtlenítő adagoló kialakításban az R1, C1 kiszámítása körülbelül 1 másodperc magas kimenetet eredményez, válaszul a 2. tűn lévő alacsony jelre.
Amikor a PIR emberi kezet észlel, vezeti és bekapcsolja a BC547 tranzisztort, amely viszont kiváltja az IC pin2-jét.
Ez azonnal a pin3 magasba kerül, és aktiválja a TIP142 tranzisztort és a csatlakoztatott mágnesszelepet, 1 másodperces hosszú nyomást, majd leállított húzóerőt generálva a mágnesszelepen. A húzást a mágnesszelep tengelyéhez kapcsolódó rugófeszültség generálja .
Ismételten ebben a változatban a mágnesszelep is látható a tranzisztor emitter oldalán csatlakozva annak érdekében, hogy a C3 töltési reakciójától függően lágy tolóerő legyen a mágnesszelepen.
A teljes rendszer animált nézete a következő GIF képben jeleníthető meg.
Infravörös fényvisszaverő érzékelő TCRT5000
Mivel a PIR egy viszonylag drága érzékelő, az automatikus kézfertőtlenítő olcsóbb alternatívája lehet a TCRT5000 IR fényvisszaverő érzékelő használata.
Az érzékelő az IR fotodióda adó és az IR fotó vevő egyszerű kombinációja, egymás mellé csomagolva, egyetlen csomagolásban, az alábbiak szerint:
Ennek a közelséges IR-érzékelő modulnak a jellemzői a következő adatokból érthetők meg:
Az érzékelő belső elrendezési diagramjából jól látható, hogy a modul egy fotodiódából áll, amely az IR jelet bocsátja ki a cél felé, és egy szomszédos fototranzisztoros vevőből, amely úgy van elhelyezve, hogy a visszavert IR jelet a céltól fogadja.
Az érzékelő automatikus kézfertőtlenítő gépbe történő adaptálásához ismét megvalósíthatjuk az IC 555 alapú munkalovát, amely az alábbiakban látható:
Az áramkör teljesen magától értetődő, de ha problémái adódnak a részletek megértésével, akkor bármikor nyugodtan használhatja az alábbi megjegyzésmezőt a beszélgetés megkezdéséhez.
HC-SR04 és IC555 alkalmazásával
A fent bemutatott áramkör felhasználható egy automatikus fertőtlenítő adagoló megvalósításához az ultrahangos közelségérzékelő modulon (HC-SR04) és néhány IC 555 áramkörön keresztül.
A bal oldali IC 555-ös készüléket egy Astable multivibrator-ként konfigurálják, míg a jobb oldali IC 555-ös áramkört monostabil multivibtatorként vezetik be.
Az Astable RA, RB, C komponensek értékét úgy kell kiszámítani, hogy ennek az IC-nek a 3. pólusából 10us ON és 60us OFF PWM legyen elérhető.
A monostabil RA és C időzítő komponenseit úgy kell beállítani, hogy 1 másodperc magas egylépéses kimenetet hozzanak létre ennek a fokozatnak a pin3-ból.
Ez a kimenet felhasználható az adagolószivattyú, motor, mágnesszelep stb. Áramellátására a tervezés követelményei szerint.
Előző: Hogyan működnek az RC áramkörök Következő: Hogyan működnek az érintés nélküli infravörös hőmérők - hogyan készítsünk ilyet
