Dispenser Pembersih Tangan Bukan Sentuhan DIY Tanpa Arduino atau Pengawal Mikro: 17 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:07

Seperti yang kita semua ketahui, wabak COVID-19 melanda dunia dan mengubah gaya hidup kita. Dalam keadaan ini, alkohol dan pembersih tangan adalah cecair penting, namun ia mesti digunakan dengan betul. Menyentuh bekas alkohol atau pembersih tangan dengan tangan yang dijangkiti boleh menyebarkan virus kepada orang seterusnya. Dalam artikel ini, kami akan membina dispenser pembersih tangan automatik yang menggunakan sensor IR untuk mengesan kehadiran tangan dan mengaktifkan pam untuk menuangkan cecair di tangan. Tujuannya adalah untuk mencari penyelesaian termurah dan termudah dan merancang litar. Oleh itu tidak ada Mikrokontroler atau Arduino yang digunakan. Dua reka bentuk telah diperkenalkan dan anda bebas memilih dan membina salah satu daripadanya. Reka bentuk pertama menggunakan komponen SMD dan reka bentuk kedua lebih ringkas. Ia menggunakan komponen DIP pada papan PCB lapisan tunggal kecil.

I. Reka Bentuk Pertama:

[A] Analisis Litar

Anda boleh mempertimbangkan rajah skematik pada rajah 1. Penyambung P1 digunakan untuk menyambungkan bekalan 6V hingga 12V ke litar. Kapasitor C6 telah digunakan untuk mengurangkan kemungkinan bunyi bising. REG-1 adalah pengatur LSO AMS1117 [1] yang terkenal yang menstabilkan voltan pada 5V.

Langkah 1: Rajah-1: Diagram Skematik Dispenser Pembersih Tangan Automatik (Reka Bentuk Pertama)

D2 menunjukkan sambungan kuasa yang betul dan R5 menghadkan arus LED. D1 adalah diod pemancar IR dan R1 menghadkan arus D1, dengan kata lain, ia menentukan kepekaan sensor. U1 adalah IC pemasa 555 [2] yang terkenal yang telah dikonfigurasi untuk menyuntikkan nadi 38KHz ke diod D1 (pemancar). Dengan memutar potensiometer R4, anda boleh menyesuaikan frekuensi. C1 dan C2 digunakan untuk mengurangkan kebisingan. U2 adalah penerima IR TSOP1738 [3]. Menurut lembar data TSOP17XX: “Seri TSOP17XX adalah penerima miniatur untuk sistem kawalan jauh inframerah. Diod PIN dan preamplifier dipasang pada bingkai plumbum, paket epoksi dirancang sebagai penapis IR. Isyarat output yang didemodulasi secara langsung dapat disahkod oleh mikropemproses. TSOP17.. adalah siri penerima kawalan jauh IR standard, yang menyokong semua kod penghantaran utama. " TSOP1738 memperkenalkan output rendah aktif. Ini bermaksud pin keluaran U2 menjadi Rendah di hadapan lampu IR 38KHz. Oleh itu saya menggunakan P-Channel NDS356 MOSFET [4] yang murah untuk menggerakkan motor DC (pam cecair). D4 adalah diod pelindung terhadap arus balik motor dan C8 mengurangkan bunyi induktif motor. D3 adalah LED yang menunjukkan penerimaan IR dan pengaktifan pam cecair. C4 dan C5 telah digunakan untuk mengurangi kebisingan bekalan.

[B] Susun atur PCB

Rajah 2 menunjukkan susun atur PCB. Seperti yang jelas, semua komponen kecuali diod pemancar IR dan penerima TSOP IR adalah SMD.

Langkah 2: Gambar-2: Susun atur PCB Dispenser Pembersih Tangan Automatik (Reka bentuk pertama)

Saya menggunakan perpustakaan komponen SamacSys (Skema Skema dan Jejak Kaki PCB) untuk AMS1117-5.0 [5], LM555 [6], TSOP1738 [7], dan NDS536AP [8]. Perpustakaan SamacSys percuma dan mengikut standard jejak IPC. Menggunakan perpustakaan ini secara signifikan mengurangkan masa reka bentuk dan mencegah kesilapan reka bentuk. Untuk memasang perpustakaan, anda boleh menggunakan pemalam CAD [9] (gambar 3) atau memuat turunnya dari komponen carian mesin. Saya menggunakan Altium Designer, jadi saya lebih suka menggunakan plugin Altium.

Langkah 3: Rajah-3: Plugin CAD yang Disokong oleh SamacSys dan Komponen Terpakai dalam Plugin Pereka Altium

Gambar 4 dan rajah 5 menunjukkan paparan 3D bahagian atas dan bawah papan PCB

Langkah 4: Gambar-4: Paparan 3D Dari Papan PCB (atas)

Langkah 5: Gambar-5: Paparan 3D Dari Papan PCB (bawah)

[C] Assembly dan TestNothing adalah istimewa dalam proses pemasangan bahagian. Semua komponen kecuali sensor TR dan RE adalah SMD. Saya mempunyai niat untuk menguji litar dengan cepat, jadi saya menggunakan papan PCB separa buatan sendiri tanpa topeng solder dan silkscreen. Tugas anda lebih mudah dengan papan PCB buatan profesional:-). Rajah 6 menunjukkan prototaip.

Langkah 6: Gambar-6: Prototaip Hand Sanitizer Dispenser (Reka bentuk pertama) pada Papan PCB Separa Buatan Sendiri

Selepas pemasangan, cuba sesuaikan R1 dan R4 untuk mencari julat kesesuaian dan pengesanan yang terbaik. R1 mentakrifkan daya IR (julat) dan R4 menentukan frekuensi penghantaran.

Langkah 7: [D] Bil Bahan

II. Reka Bentuk Kedua

[A] Analisis Litar

Rajah 7 menunjukkan rajah skematik peranti. Penyambung P3 digunakan untuk menyambungkan bekalan + 5V ke litar. Kapasitor C4 dan C5 digunakan untuk mengurangi kebisingan bekalan input. IC1 adalah jantung litar. Ia adalah pembanding LM393 yang terkenal [10].

Langkah 8: Rajah-7: Diagram Skematik Dispenser Pembersih Tangan Automatik (Reka Bentuk Kedua)

Menurut lembar data LM393: "Siri LM393 adalah pembanding voltan ketepatan bebas dua yang mampu operasi bekalan tunggal atau berpecah. Peranti ini direka untuk membolehkan jarak mod biasa ke permukaan tanah dengan operasi bekalan tunggal. Spesifikasi voltan offset input serendah 2.0 mV menjadikan peranti ini pilihan yang sangat baik untuk banyak aplikasi dalam elektronik pengguna, automotif, dan industri."

Ia adalah IC yang murah dan berguna. Secara amnya, saya mencadangkan anda jika aplikasi anda adalah pembanding, gunakan cip pembanding dan bukannya OPAMP. Kami menggunakan pembanding pertama cip dan potensiometer R3 menentukan ambang pengaktifan. C2 mengurangkan kemungkinan bunyi pada pin tengah potensiometer. D1 adalah pemancar IR dan D2 adalah diod penerima IR. D2 disambungkan ke pin negatif (-) pembanding untuk dibandingkan dengan voltan pin positif (+). Pin output pembanding aktif-rendah, namun lebih baik ditarik menggunakan R4.

Q1 adalah transistor PNP BD140 yang terkenal [11] yang menggerakkan pam (motor DC) dan D3 LED. D4 adalah diod perlindungan terbalik dan C3 mengurangkan bunyi induktif pam agar tidak menjejaskan kestabilan litar. Akhirnya, P1 digunakan untuk menyambungkan LED 5mm biru untuk menunjukkan sambungan kuasa yang betul.

[B] Susun atur PCB

Rajah 8 menunjukkan susun atur PCB reka bentuk kedua. Ia adalah papan PCB lapisan tunggal dan semua komponen adalah DIP. Cukup mudah untuk semua orang membina DIY ini di rumah dengan cepat.

Langkah 9: Gambar-8: Susun atur PCB Dispenser Pembersih Tangan Automatik (Reka bentuk kedua)

Sama seperti reka bentuk pertama, saya menggunakan perpustakaan komponen SamacSys (Skema Simbol dan Jejak Kaki PCB) untuk LM393 [12], dan BD140 [13]. Perpustakaan SamacSys percuma dan mengikut standard jejak IPC. Untuk memasang perpustakaan, anda boleh menggunakan pemalam CAD [9] (gambar 9) atau memuat turunnya dari komponen carian mesin. Menggunakan perpustakaan ini secara signifikan mengurangkan masa reka bentuk dan mencegah kesilapan reka bentuk. Saya menggunakan perisian Altium Designer CAD, jadi saya lebih suka memasang pemalam Altium.

Langkah 10: Rajah-9: Plugin CAD yang Disokong oleh SamacSys dan Komponen Terpakai dalam Plugin Pereka Altium

Rajah 10 menunjukkan paparan 3D dari papan PCB yang dipasang.

Langkah 11: Gambar-10: Paparan 3D Dari Papan PCB (atas)

[C] Perhimpunan dan Ujian

Rajah 11 menunjukkan papan PCB yang dipasang. Ini adalah papan PCB separa buatan sendiri yang saya gunakan untuk menguji konsep dengan cepat. Anda boleh memesannya untuk fabrikasi. Tidak ada yang istimewa dalam pematerian. Semua komponen adalah DIP. Agak mudah. Buat sahaja:-). Reka bentuk ini lebih mudah dan lebih murah daripada reka bentuk pertama. Oleh itu, saya mengikuti yang ini dan melengkapkan alat dispenser pembersih tangan.

Langkah 12: Gambar-11: Prototaip Sanitizer Dispenser (Reka Bentuk Kedua) pada Papan PCB Separa Buatan Sendiri

Rajah 12 menunjukkan pam cecair yang dipilih. Ini mungkin yang paling murah di pasaran, namun saya berpuas hati dengan operasinya.

Langkah 13: Rajah-12: Pam Cecair Terpilih untuk Mengalir Cecair Pembersih Tangan

Akhirnya, gambar 13 menunjukkan dispenser pembersih tangan yang lengkap. Anda boleh memilih bekas kaca atau plastik yang serupa, seperti bekas simpanan kopi plastik. Yang saya pilih adalah bekas sos kaca:-). Saya menggunakan wayar tembaga sederhana untuk membengkokkan dan menahan selang. Putar potensiometer R3 dari tahap kepekaan terendah, dan tingkatkan sedikit untuk mencapai julat pengesanan yang anda inginkan. JANGAN membuatnya terlalu sensitif kerana pam mungkin bertindak secara spontan tanpa pencetus!

Langkah 14: Gambar-13: DIY lengkap Pembersih Tangan

Rajah 14 menunjukkan dispenser dalam keadaan gelap. Lampu LED biru (P1) memberikan pemandangan menarik yang harus dipasang pada penutup bekas.

Langkah 15: Gambar-14: Pandangan Dispenser Pembersih Tangan dalam Gelap

Langkah 16: [D] Bil Bahan

Langkah 17: Rujukan

Artikel Utama:

[1]: Lembaran Data AMS1117-5.0:

[2]: Lembar Data LM555:

[3]: Lembaran Data TSOP1738:

[4]: Lembar Data NDS356:

[5]: Simbol Skema AMS1117-5.0 dan Jejak PCB:

[6]: LM555 Lambang Skematik dan Jejak PCB:

[7]: TSOP1738 Simbol Skematik dan Jejak PCB:

[8]: Simbol Skematik NDS356 dan Jejak PCB:

[9]: Pemalam CAD:

[10]: Lembar Data LM393:

[11]: Lembar Data BD140:

[12]: LM393 Lambang Skematik dan Jejak PCB:

[13]: Simbol Skematik BD140 dan Jejak PCB: