Circuit de désinfectant pour les mains automatique - Entièrement sans contact

Dans cet article, nous allons apprendre comment créer un circuit distributeur de désinfectant pour les mains à faible coût mais entièrement automatique qui permettra une distribution sans contact ou sans contact du liquide désinfectant sur les mains de l'utilisateur.

Ce circuit de désinfectant pour les mains sans contact permet à l'utilisateur d'accéder automatiquement au liquide désinfectant sur les mains sans avoir besoin de faire fonctionner ou de toucher manuellement la pompe du flacon de désinfectant. Cette fonction garantit que les virus n'ont aucune chance de se propager en touchant physiquement le flacon de désinfectant et ses éléments fonctionnels.

Cependant, pour être automatique, le système nécessitera une sorte de capteur pour détecter la présence d'un humain ou d'une main humaine sous l'unité de distribution.

Pour cela, nous utilisons le capteur humain le plus élémentaire qui est le PIR, ou un appareil infrarouge passif .

Détails de travail de base

Un PIR est conçu pour détecter la chaleur infrarouge du corps humain et produire une impulsion électrique correspondante à sa broche de sortie.

Cette impulsion est utilisée pour activer une minuterie à un coup basée étape pilote de relais qui active momentanément le relais et alimente un solénoïde à ressort.

Le solénoïde pousse l'arbre de pompe d'une bouteille de désinfectant pour distribuer le liquide entre les mains de l'utilisateur. Le concept peut être visualisé dans l'image suivante.

Le solénoïde dans l'image ci-dessus est connecté à la sortie d'un circuit monostable.

Un circuit monostable est une configuration qui provoque une sortie élevée momentanée en réponse à un déclenchement d'entrée momentané. La sortie reste élevée pendant une période fixe prédéterminée quelle que soit la durée de déclenchement de l'entrée.

Dans ce circuit distributeur de désinfectant automatique, le monostable est déclenché par un PIR dès qu'une main humaine en approche est détectée par le PIR.

Le monostable à son tour active le solénoïde pendant un certain moment, tel que déterminé par ses composants de synchronisation RC.

L'activation du solénoïde fait que son axe central pousse et tire rapidement dans le sens vertical, en appuyant une fois sur la poignée de la pompe du flacon de désinfectant.

Ceci amène finalement la bouteille à distribuer le liquide désinfectant dans la main de l'utilisateur.

Une fois que l'utilisateur retire sa main du système, le PIR s'arrête, et le monostable désactive également l'ensemble du système, jusqu'à ce qu'un autre utilisateur amène sa main dans la portée du PIR pour répéter la procédure.

Le circuit de déclenchement monostable pour l'unité de distribution de désinfectant pour les mains automatique proposée peut être conçu en utilisant un monostable transistorisé ou via un Circuit monostable basé sur IC 555 .

Nous discuterons des deux variantes dans les discussions suivantes:

Circuit de distributeur de désinfectant pour les mains transistorisé

La version transistorisée du circuit semble très simple. Lorsque le dispositif PIR détecte une intervention humaine, il conduit et envoie une impulsion à la base de T1 via C1.

Le courant traversant C1 active instantanément T1, qui à son tour active T2 ainsi que la pompe solénoïde.

Pendant ce temps, C1 se charge rapidement et empêche l'entrée de tout courant supplémentaire dans la base de T1, bloquant ainsi les impulsions CC répétées de la sortie PIR. Cela garantit que le système ne fonctionne que momentanément pour chaque détection, puis s'arrête jusqu'à ce que la main soit retirée et qu'un nouveau cycle soit lancé.

Cette activation ponctuelle de T1 / T2 garantit que la charge de l'électrovanne connectée s'active pour générer une seule action push-pull sur sa broche magnétique.

La broche actionne la poignée de la pompe de désinfectant pour distribuer une dose unique du liquide désinfectant sur la main de l'utilisateur.

Vous pouvez remarquer que le solénoïde est connecté du côté émetteur du transistor, au lieu du côté collecteur régulier. La connexion de l'émetteur garantit en fait que le solénoïde s'active avec une légère poussée de démarrage progressif en réponse à la charge du condensateur C2 de 10 uF.

S'il est connecté du côté du collecteur, le solénoïde serait poussé avec une poussée soudaine, ce qui pourrait ne pas sembler très impressionnant.

Simplifier la conception ci-dessus

Le désinfectant pour les mains transistorisé sans contact ci-dessus pourrait être encore simplifié en utilisant un relais comme indiqué dans la conception suivante:

Utilisation de l'IC 555

La figure ci-dessus montre un circuit monostable IC 555 standard. Ici, lorsque la broche2 est mise à la terre, la broche de sortie 3 devient élevée pendant une période déterminée par les valeurs R1, C1 ou leur produit.

Dans cette conception de distributeur de désinfectant automatique, R1, C1 est calculé pour produire une sortie haute d'environ 1 seconde, en réponse à un signal bas sur la broche2.

Lorsque le PIR détecte une main humaine, il conduit et allume le transistor BC547 qui à son tour déclenche la broche2 du CI.

Cela fait instantanément monter la broche 3 et active le transistor TIP142 et le solénoïde connecté, générant une longue poussée de 1 seconde, puis un pull-up d'arrêt sur l'arbre du solénoïde.La traction est générée par la tension du ressort attaché sur l'arbre du solénoïde .

Là encore, dans cette version, le solénoïde peut également être vu connecté du côté émetteur du transistor afin de permettre une poussée douce sur l'arbre du solénoïde en fonction de la réponse de charge de C3.

Une vue animée de l'ensemble du système peut être visualisée dans l'image GIF suivante.

Capteur de réflexion infrarouge TCRT5000

Étant donné que le PIR est un capteur relativement coûteux, une alternative moins coûteuse pour fabriquer un désinfectant automatique pour les mains pourrait être d'utiliser le capteur réfléchissant IR TCRT5000.

Le capteur est une simple combinaison d'un émetteur de photodiode IR et d'un récepteur photo IR emballés côte à côte, dans un seul emballage, comme indiqué ci-dessous:

Les caractéristiques de ce module de capteur IR de proximité peuvent être comprises à partir des données suivantes:

À partir du schéma de disposition interne du capteur, nous pouvons clairement voir que le module se compose d'une photodiode qui émet le signal IR vers la cible, et d'un récepteur de phototransistor adjacent qui est positionné pour recevoir le signal IR réfléchi de la cible.

Pour adapter le capteur dans une machine de désinfection des mains automatique, nous pouvons à nouveau implémenter notre cheval de travail monostable à base d'IC ​​555, illustré ci-dessous:

Le circuit est assez explicite, mais si vous avez des problèmes pour comprendre les détails, vous pouvez toujours vous sentir libre d'utiliser la boîte de commentaires ci-dessous pour lancer une discussion.

Utilisation de HC-SR04 et IC555

Le circuit illustré ci-dessus peut être utilisé pour mettre en œuvre un distributeur de désinfectant automatique à travers le module détecteur de proximité à ultrasons, HC-SR04, et un couple de circuits IC 555.

L'IC 555 du côté gauche est configuré comme un multivibrateur astable tandis que le circuit IC 555 du côté droit est câblé comme un multivibtateur monostable.

Les valeurs des composants RA, RB, C astables doivent être calculées pour activer un PWM 10us ON et 60us OFF à partir de la broche3 de ce CI.

Les composants de synchronisation RA et C du monostable doivent être ajustés pour produire une sortie à un coup de 1 seconde à partir de la broche 3 de cet étage.

Cette sortie pourrait être utilisée pour alimenter la pompe de distribution, le moteur, le solénoïde, etc. selon les exigences de la conception.