Litar Dispenser Pembersih Tangan / DIY [Non Contact]: 10 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:06

Oleh Hesam Moshiri, [email protected]

ciri-ciri

1. Kestabilan tinggi dan tiada kepekaan terhadap cahaya sekeliling
2. Kandang akrilik potong laser (plexiglass)
3. Menjimatkan kos
4. Keupayaan kawalan aliran pembersih tangan / alkohol (kecekapan)
5. Komponen lubang melalui (mudah disolder)
6. Papan PCB lapisan tunggal (mudah dibuat)
7. Mikrokontroler ATTiny13 tunggal dan murah
8. Penggunaan semasa siap sedia rendah

-

Seperti yang kita semua ketahui, wabak COVID-19 melanda dunia dan mengubah gaya hidup kita. Dalam keadaan ini, alkohol dan pembersih tangan sangat penting, mahal, dan di beberapa kawasan sukar dijumpai cecair, jadi ia mesti digunakan dengan betul dan cekap. Dalam versi kedua peranti dispenser pembersih tangan, saya telah menangani masalah reka bentuk sebelumnya dan memperkenalkan peranti yang tidak sensitif terhadap keupayaan kawalan cahaya dan aliran persekitaran alkohol / pembersih. Oleh itu jumlah cecair yang mencukupi akan dicurahkan pada setiap permintaan. Reka bentuknya menggunakan mikrokontroler ATTiny13 yang murah.

[A] Analisis Litar

rajah 1 menunjukkan gambarajah skematik peranti. Tugas itu dapat diselesaikan dengan pelbagai sensor dan kaedah reka bentuk, namun fokus saya adalah merancang litar yang cekap, murah, dan sederhana.

Langkah 1: Rajah 1, Diagram Skematik Dispenser Pembersih Tangan Automatik

P2 adalah penyambung XH lelaki 2-pin. Ia digunakan untuk menyambungkan LED biru 5mm yang harus dipasang di kandang dan bekas pembersih tangan / alkohol. R5 menghadkan arus LED. U1 adalah modul penerima TSOP1738 [1] atau HS0038 IR. Ia adalah unit lengkap yang digunakan untuk mengesan dan menyahkod isyarat IR. Rajah 2 menunjukkan gambarajah blok komponen ini.

Langkah 2: Rajah 2, Gambarajah Blok Modul Penerima IR TSOP1738 (HS0038)

Modul ini boleh menerima 5V di rel bekalan dan ia menghabiskan sekitar 5mA. Penggunaan komponen semasa yang rendah membolehkan kita menggunakan penapis RC sederhana (C1 dan R3) untuk menghilangkan kemungkinan ketidakstabilan (pengesanan isyarat IR palsu) yang mungkin diperkenalkan oleh kebisingan bekalan.

Kekerapan pemotongan penapis RC yang disebutkan di atas dapat disimulasikan (seperti LTSpice) atau diperiksa dalam praktik. Untuk menguji tingkah laku penapis dalam praktik, saya menggunakan osiloskop Siglent SDS1104X-E dan penjana bentuk gelombang Siglent SDG1025. Kedua-dua peranti ini mesti disambungkan menggunakan kabel USB. Gambar 3 menunjukkan plot pertimbangan tingkah laku penapis. Pengiraan mengesahkan bahawa kekerapan pemotongan penapis adalah sekitar 112Hz dalam praktiknya. Untuk keterangan lebih lanjut sila tonton videonya.

Langkah 3: Rajah 3, Menguji Kelakuan Penapis RC dalam Amalan oleh Bode Plot dan Osiloskop SDS1104X-E

R4 adalah resistor pull-up dan C2 mengurangkan bunyi output U1. D1 adalah diod pemancar IR 5mm dan R1 menghadkan arus ke diod. Nilai R1 dapat berkisar antara 150R hingga 220R. Rintangan yang lebih rendah bermaksud jarak pengesanan yang lebih tinggi dan sebaliknya. Saya menggunakan perintang 180R untuk R1. Q1 adalah MOSFET N-Channel 2N7000 [2] yang digunakan untuk menghidupkan / mematikan diod IR D1. R2 menghadkan arus gerbang.

IC1 adalah mikrokontroler ATTiny13 [3]. Ini adalah mikrokontroler yang terkenal dan murah yang menyediakan periferal yang mencukupi untuk aplikasi ini. PORTB.4 menghasilkan denyut gelombang persegi untuk diod pemancar IR dan PORTB.3 merasakan isyarat rendah-aktif. PORTB.1 digunakan untuk menghantar isyarat pengaktifan ke pam. Kitaran tugas nadi tunggal ini menentukan aliran alkohol atau pembersih tangan. Q2 adalah transistor NPN BD139 [4] yang digunakan untuk menghidupkan / mematikan pam. D3 menghilangkan arus induktor terbalik (motor DC pam) dan C5 mengurangkan bunyi pam. D2 menunjukkan pengaktifan pam. R7 menghadkan arus LED. C3, C4, dan C6 digunakan untuk mengurangi kebisingan bekalan.

[B] Susun atur PCB

Rajah 4 menunjukkan susun atur PCB dispenser pembersih tangan automatik. Ia adalah papan PCB satu lapisan dan semua pakej komponen adalah melalui lubang.

Langkah 4: Gambar 4, Susun atur PCB Peranti Dispenser Pembersih Tangan Automatik

Saya menggunakan perpustakaan komponen SamacSys untuk Q1 [5], Q2 [6], dan IC1 [7]. Perpustakaan SamacSys selalu menolong saya untuk mengelakkan kesilapan yang tidak diingini dan melewati proses yang memakan masa untuk merancang perpustakaan komponen dari awal. Terdapat dua pilihan untuk memasang dan menggunakan perpustakaan. Pertama, memuat turun dan memasangnya dari componentsearchengine.com atau kedua dengan memasangnya secara langsung menggunakan pemalam CAD yang disediakan [8]. SamacSys telah menyediakan plugin untuk hampir semua perisian CAD merancang elektronik. Dalam kes saya, saya menggunakan pemalam Altium Designer (Rajah5).

Langkah 5: Rajah 5, Komponen Terpilih dalam Plugin Pereka SamacSys Altium

Gambar 6 menunjukkan gambar prototaip pertama yang berfungsi pada papan dispenser pembersih tangan. Adakah anda melihat jalan keluar di papan PCB? Adalah perlu untuk mengelakkan penerimaan isyarat IR yang tidak diingini oleh modul U1. Jurang ini dipenuhi dengan kepingan.

Langkah 6: Rajah 6, Papan Prototaip Kerja Pertama Hand Sanitizer Dispenser

[C] Kod Sumber Pengawal Mikro

Kod telah ditulis dalam C. Bahagian penting kod yang anda "mungkin" perlu ubah adalah rutin gangguan Timer-0 overflow:

Langkah 7:

"Kes 15" menentukan kelewatan praaktif. Kelewatan yang singkat diperlukan untuk pengguna meletakkan tangannya di bawah sensor dan muncung. "Kes 23" menentukan masa pengaktifan pam dan "kes 372" menentukan kelewatan sebelum kemungkinan pengaktifan berikutnya. Kelewatan ini memberi masa yang cukup untuk pengguna mengumpulkan semua titisan pembersih tangan / alkohol. Ia juga mencegah penyalahgunaan peranti dan membuang cecair mahal oleh kanak-kanak atau beberapa individu. Fusebits mesti ditetapkan pada sumber jam dalaman 9.6MHz tanpa pembahagian jam.

[D] Reka Bentuk Lekapan Corel Lukisan Laser-Cut

Gambar 7 menunjukkan kandang yang dirancang dalam Corel Draw. Anda hanya perlu menghantar fail "sanitizer.cdr" ke bengkel / syarikat pemotong laser dan memesan potongan laser untuk plexiglass hitam matt 2mm (akrilik). Papan lapis nipis juga tidak mengapa.

Langkah 8: Gambar 7, Reka Bentuk Lekapan Pembersih Tangan Pembersih Tangan dalam Corel Draw

Rajah 8 menunjukkan unit dispenser pembersih tangan automatik yang lengkap. Anda boleh memasang penutup pada bekas yang anda inginkan. Saya menggunakan bekas kaca.

Langkah 9: Gambar 8, Dispenser Pembersih Tangan Automatik Dengan Bekas Kaca

[E] Bil Bahan

Langkah 10: Bil Bahan

[F] Rujukan

Sumber:

[1]: Lembar data TSOP1738:

[2]: Lembar data 2N7000:

[3]: Lembar data ATTiny13:

[4]: Lembar data BD139:

[5]: Simbol skema 2N7000 dan jejak PCB:

[6]: Simbol skematik BD139 dan jejak PCB:

[7]: Simbol skema ATTiny13 dan jejak PCB:

[8]: Pemalam CAD: