Ардуиносыз немесе микроконтроллерсіз DIY байланыссыз қолды тазартатын диспенсер: 17 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:23

Барлығымыз білетіндей, COVID-19 індеті әлемді шарпыды және біздің өмір салтымызды өзгертті. Бұл жағдайда алкоголь мен қолды тазартатын құралдар өмірлік маңызды сұйықтық болып табылады, алайда оларды дұрыс қолдану керек. Алкогольді контейнерлерге немесе қолды зарарсыздандыратын құралдарға қол тигізу вирусты келесі адамға жұқтыруы мүмкін. Бұл мақалада біз қолдың болуын анықтау үшін инфрақызыл сенсорларды қолданатын және қолдағы сұйықтықты төгу үшін сорғыны іске қосатын автоматты дезинфекциялаушы диспенсер құрамыз. Мақсаты - ең арзан және қарапайым шешімді тауып, схеманы құрастыру. Сондықтан ешқандай микроконтроллер немесе Arduino қолданылмаған. Екі дизайн енгізілді және сіз олардың кез -келгенін таңдай аласыз. Бірінші дизайн SMD компоненттерін қолданады, ал екінші дизайн одан да қарапайым. Ол шағын бір қабатты ПХД тақтасында DIP компоненттерін қолданады.

I. Бірінші дизайн:

[A] Схеманы талдау

Сіз 1 -суреттегі схеманы қарастыра аласыз. P1 коннекторы 6В -дан 12В -қа дейінгі тізбекті қосу үшін қолданылады. С6 конденсаторы ықтимал жеткізу шуын азайту үшін қолданылған. REG-1-кернеуді 5В тұрақтандыратын әйгілі AMS1117 [1] LDO реттегіші.

1-қадам: Сурет-1: Қолды тазартатын автоматты диспенсердің схемасы (бірінші дизайн)

D2 дұрыс қуат қосылымын көрсетеді, ал R5 жарықдиодты токты шектейді. D1 - бұл IR таратқыш диоды, ал R1 D1 токты шектейді, басқаша айтқанда сенсордың сезімталдығын анықтайды. U1 - D5 (таратқыш) диодына 38 кГц импульсті енгізу үшін конфигурацияланған әйгілі 555 [2] таймер IC. R4 потенциометрін бұру арқылы жиілікті реттеуге болады. Шуды азайту үшін C1 және C2 қолданылады. U2 - TSOP1738 ИҚ қабылдағышы [3]. TSOP17XX мәліметтер кестесіне сәйкес: «TSOP17XX сериясы - инфрақызыл қашықтан басқару жүйелерінің миниатюрленген қабылдағыштары. PIN диоды мен алдын ала күшейткіш қорғасын жақтауына жиналған, эпоксидті пакет ИҚ сүзгісі ретінде жасалған. Демодуляцияланған шығыс сигналын микропроцессор арқылы тікелей декодтауға болады. TSOP17.. - барлық негізгі жіберу кодтарын қолдайтын қашықтан басқару пультінің стандартты ИҚ қабылдағышы. TSOP1738 белсенді-төмен шығуды енгізеді. Бұл U2 шығыс түйреуіші 38 кГц инфрақызыл жарығы болған кезде төмен түседі дегенді білдіреді. Сондықтан мен тұрақты ток қозғалтқышын (сұйық сорғы) басқару үшін арзан P-Channel NDS356 MOSFET [4] қолдандым. D4 - қозғалтқыштың кері токтарынан қорғайтын диод, ал С8 қозғалтқыштың индуктивті шуларын азайтады. D3 - сұйық сорғының ИҚ қабылдауын және іске қосылуын көрсететін жарық диоды. С4 және С5 жеткізу шуын азайту үшін қолданылды.

[B] ПХД орналасуы

2 -суретте ПХД орналасуы көрсетілген. Белгілі болғандай, IR таратқыш диод пен TSOP IR қабылдағыштан басқа барлық компоненттер SMD болып табылады.

2-қадам: Сурет-2: Қолды тазартатын автоматты диспенсердің ПХД орналасуы (бірінші дизайн)

Мен AMS1117-5.0 [5], LM555 [6], TSOP1738 [7] және NDS536AP [8] үшін SamacSys компоненттік кітапханаларын (схемалық белгілер мен ПХД іздері) қолдандым. SamacSys кітапханалары ақысыз және IPC ізінің стандарттарына сәйкес келеді. Бұл кітапханаларды қолдану жобалау уақытын едәуір қысқартады және дизайн қателерін болдырмайды. Кітапханаларды орнату үшін сіз CAD плагинін [9] қолдана аласыз (3-сурет) немесе оларды компоненттік іздеу жүйесінен жүктей аласыз. Мен Altium Designer қолдандым, сондықтан мен Altium плагинін қолдануды жөн көрдім.

3-қадам: 3-сурет: SamacSys қолдайтын CAD плагиндері мен Altium Designer плагиніндегі пайдаланылған компоненттер

4 -сурет пен 5 -суретте ПХД тақтасының үстіңгі және астыңғы 3D көріністері көрсетілген

4-қадам: 4-сурет: ПХД тақтасынан 3D көрінісі (жоғарыда)

5-қадам: 5-сурет: ПХД тақтасынан 3D көрінісі (төменде)

[C] Жинау және тестілеу Бөлшектерді жинау процесінде ерекше ештеңе жоқ. TR және RE сенсорларынан басқа барлық компоненттер SMD болып табылады. Мен тізбекті тез сынап көргім келді, сондықтан мен дәнекерлеу маскасы мен жібек экраны жоқ жартылай үйден жасалған ПХД тақтасын қолдандым. Кәсіби дайындалған ПХД тақтасының көмегімен сіздің міндетіңіз әлдеқайда жеңіл:-). 6 -суретте прототип көрсетілген.

6-қадам: 6-сурет: Қолмен тазартатын диспенсердің прототипі (бірінші дизайн) жартылай үйден жасалған ПХД тақтасында

Жиналғаннан кейін, R1 мен R4 -ті ең жақсы сәйкестендіру мен анықтау ауқымын табу үшін реттеуге тырысыңыз. R1 IR қуатын анықтайды (диапазон) және R4 беру жиілігін анықтайды.

7 -қадам: [D] материалдар жинағы

II. Екінші дизайн

[A] Схеманы талдау

7 -суретте құрылғының схемасы көрсетілген. Р3 қосқышы тізбекке +5В қорек көзін қосу үшін қолданылады. С4 және С5 конденсаторлары кіріс көзінің шуын азайту үшін қолданылады. IC1 - тізбектің жүрегі. Бұл әйгілі LM393 компараторы [10].

8-қадам: Сурет-7: Қолды тазартатын автоматты диспенсердің схемасы (екінші дизайн)

LM393 мәліметтер кестесіне сәйкес: «LM393 сериясы - бұл бір немесе бөлінген қоректендіру жұмысына қабілетті екі тәуелсіз дәлдік кернеу салыстырғыштары. Бұл қондырғылар бір режимде жұмыс істеу кезінде жердің деңгейінің жалпы режиміне рұқсат етуге арналған. 2,0 мВ -қа дейінгі кіріс офсет кернеуінің сипаттамалары бұл құрылғыны тұтынушылық, автомобильдік және өнеркәсіптік электроникадағы көптеген қосымшалар үшін тамаша таңдау етеді ».

Бұл арзан және қол жетімді IC. Әдетте, егер сіздің қосымшаңыз компаратор болса, мен сізге OPAMP емес, салыстыру чиптерін қолдануды ұсынамын. Біз чиптің бірінші компараторын қолдандық және R3 потенциометрі активация шегін анықтайды. С2 потенциометрдің ортаңғы түйреуішінде мүмкін болатын шуды азайтады. D1 - IR таратқышы, ал D2 - IR қабылдағыш диоды. D2 оң істікшелі (+) кернеумен салыстырылатын компаратордың теріс істігіне (-) қосылады. Салыстырғыштың шығыс түйіні белсенді-төмен, алайда R4 көмегімен тартылған дұрыс.

Q1 - сорғыны (тұрақты ток қозғалтқышы) және D3 жарықдиодты басқаратын әйгілі BD140 PNP транзисторы [11]. D4 - бұл кері қорғаныс диоды, ал С3 сорғының индуктивті шуларын тізбектің тұрақтылығына әсер етпейтін етіп төмендетеді. Ақырында, P1 көк 5мм жарық диодты қосу үшін дұрыс қуат қосылымын көрсету үшін қолданылады.

[B] ПХД орналасуы

8 -суретте ПХД екінші конструкциясының орналасуы көрсетілген. Бұл бір қабатты ПХД тақтасы және барлық компоненттері DIP. Барлығына бұл DIY -ді үйде тез жасау өте оңай.

9-қадам: 8-сурет: Қолды тазартатын автоматты диспенсердің ПХД орналасуы (екінші дизайн)

Бірінші дизайн сияқты мен LM393 [12] және BD140 [13] үшін SamacSys компоненттік кітапханаларын (схемалық белгілер мен ПХД іздері) қолдандым. SamacSys кітапханалары ақысыз және IPC ізінің стандарттарына сәйкес келеді. Кітапханаларды орнату үшін сіз CAD плагинін [9] қолдана аласыз (сурет 9) немесе оларды компоненттік іздеу жүйесінен жүктей аласыз. Бұл кітапханаларды қолдану жобалау уақытын едәуір қысқартады және жобалау қателерін болдырмайды. Мен Altium Designer CAD бағдарламалық жасақтамасын қолдандым, сондықтан Altium плагинін орнатуды жөн көрдім.

10-қадам: 9-сурет: SamacSys қолдайтын CAD плагиндері мен Altium Designer плагиніндегі пайдаланылған компоненттер

10 -суретте жинақталған ПХД тақтасынан 3D көрінісі көрсетілген.

11-қадам: 10-сурет: ПХД тақтасынан 3D көрінісі (жоғарыда)

[C] Жинау және сынау

11 -суретте жинақталған ПХД тақтасы көрсетілген. Бұл жартылай үйден жасалған ПХД тақтасы, мен бұл тұжырымдаманы тез тексердім. Сіз оны өндіруге тапсырыс бере аласыз. Дәнекерлеуде ерекше ештеңе жоқ. Барлық компоненттер DIP болып табылады. Өте оңай. Жай ғана орында:-). Бұл дизайн бірінші дизайнға қарағанда оңай және тіпті арзан. Мен осының соңынан еріп, қолды тазартатын диспенсер құрылғыны аяқтадым.

12-қадам: Сурет-11: жартылай үйден жасалған ПХД тақтасындағы дезинфекциялаушы диспенсердің прототипі (екінші дизайн)

12 -суретте таңдалған сұйық сорғы көрсетілген. Бұл нарықтағы ең арзан шығар, дегенмен мен оның жұмысына ризамын.

13-қадам: 12-сурет: Қолды тазартатын сұйықтықты ағызу үшін таңдалған сұйық сорғы

Ақырында, 13 -суретте қолды тазартатын толық диспенсер көрсетілген. Сіз кез келген ұқсас шыны немесе пластикалық ыдысты таңдай аласыз, мысалы, пластикалық кофе сақтауға арналған контейнер. Менің таңдаған-бұл шыны соусы бар контейнер:-). Мен шлангты бүгу мен ұстау үшін қарапайым мыс сымды қолдандым. R3 потенциометрін сезімталдықтың төменгі деңгейінен бұрап, қалаған анықтау диапазонына жету үшін оны сәл жоғарылатыңыз. Оны тым сезімтал етпеңіз, себебі сорғы ешқандай триггерсіз өздігінен жұмыс істей алады!

14-қадам: 13-сурет: Қолды тазартатын диспенсердің толық DIY

14 -суретте диспенсер қараңғыда көрсетілген. Көк жарықдиодты шам (P1) тартымды көрініс береді, оны контейнер қақпағына бекіту керек.

15-қадам: 14-сурет: Қараңғыда қолды зарарсыздандыратын диспенсердің көрінісі

16 -қадам: [D] материалдар жинағы

17 -қадам: Әдебиеттер

Негізгі мақала:

[1]: AMS1117-5.0 деректер кестесі:

[2]: LM555 мәліметтер кестесі:

[3]: TSOP1738 мәліметтер кестесі:

[4]: NDS356 мәліметтер парағы:

[5]: AMS1117-5.0 схемалық белгісі және ПХД ізі:

[6]: LM555 схемалық белгісі және ПХД ізі:

[7]: TSOP1738 схемалық белгісі және ПХД ізі:

[8]: NDS356 схемалық белгісі және ПХД ізі:

[9]: CAD плагиндері:

[10]: LM393 мәліметтер кестесі:

[11]: BD140 мәліметтер кестесі:

[12]: LM393 схемалық белгісі және ПХД ізі:

[13]: BD140 схемалық белгісі және ПХД ізі: