Käte desinfitseerimisseadme ahel/DIY [mittekontaktne]: 10 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:45

Autor: Hesam Moshiri, [email protected]

Funktsioonid

1. Kõrge stabiilsus ja tundlikkus ümbritseva valguse suhtes
2. Laserlõigatud akrüülist (pleksiklaasist) korpus
3. Kuluefektiivne
4. Käte desinfitseerimisvahendi/alkoholi voolu reguleerimise võimalus (tõhusus)
5. Läbi aukude komponendid (lihtne jootmine)
6. Ühekihiline trükkplaat (lihtne valmistada)
7. Üks ja odav ATTiny13 mikrokontroller
8. Madal ooterežiimi voolutarve

-

Nagu me kõik teame, tabas COVID-19 puhang kogu maailma ja muutis meie elustiili. Sellises olukorras on alkohol ja käte desinfitseerimisvahendid eluliselt tähtsad, kallid ja mõnes piirkonnas on vedelikke raske leida, seega tuleb neid õigesti ja tõhusalt kasutada. Käte desinfitseerimisseadme teises versioonis olen käsitlenud eelnevaid disainiprobleeme ja tutvustanud seadet, mis ei ole tundlik alkoholi/desinfitseerimisvahendi ümbritseva valguse ja voolu reguleerimise võime suhtes. Seetõttu valatakse igale taotlusele piisavalt palju vedelikku. Disain kasutab odavat ATTiny13 mikrokontrollerit.

[A] Vooluahela analüüs

Joonis 1 näitab seadme skemaatilist diagrammi. Ülesannet saaks täita mitmesuguste andurite ja projekteerimismeetoditega, kuid keskendusin siiski tõhusa, odava ja lihtsa vooluahela kujundamisele.

1. samm: joonis 1, automaatse käsipuhastusvahendi jaoturi skemaatiline diagramm

P2 on 2-kontaktiline isane XH-pistik. Seda kasutatakse 5 mm sinise LED -i ühendamiseks, mis tuleks paigaldada korpusele ja käte desinfitseerimis-/alkoholimahutile. R5 piirab LED -i voolu. U1 on TSOP1738 [1] või HS0038 IR vastuvõtja moodul. See on terviklik seade, mida kasutatakse IR -signaalide tuvastamiseks ja dekodeerimiseks. Joonis 2 näitab selle komponendi plokkskeemi.

2. samm: joonis 2, TSOP1738 (HS0038) IR -vastuvõtja mooduli plokkskeem

Moodul võib toiteraudteel vastu võtta 5 V ja see tarbib umbes 5 mA. Komponendi madal voolutarve võimaldab meil kasutada lihtsat RC -filtrit (C1 ja R3), et kõrvaldada võimalikud ebastabiilsused (vale IR -signaali tuvastamine), mis võib tekkida toite müra tõttu.

Eespool nimetatud RC-filtri väljalülitamissagedust saab nii simuleerida (näiteks LTSpice) kui ka praktikas uurida. Filtri käitumise praktikas testimiseks kasutasin ostsilloskoopi Siglent SDS1104X-E ja lainekujugeneraatorit Siglent SDG1025. Need kaks seadet tuleb ühendada USB -kaabli abil. Joonis 3 näitab filtri käitumise skeemi. Arvutused kinnitavad, et filtri katkestussagedus on praktikas umbes 112 Hz. Lisateabe saamiseks vaadake videot.

3. samm: joonis 3, RC-filtri käitumise testimine praktikas Bode Plot'i ja ostsilloskoobi SDS1104X-E abil

R4 on tõmbetakistus ja C2 vähendab U1 väljundmüra. D1 on 5 mm IR -saatja diood ja R1 piirab dioodi voolu. R1 väärtus võib olla vahemikus 150R kuni 220R. Väiksem takistus tähendab suuremat avastamisulatust ja vastupidi. R1 jaoks kasutasin 180R takistit. Q1 on 2N7000 [2] N-kanaliga MOSFET, mida kasutati D1 IR dioodi sisse/välja lülitamiseks. R2 piirab värava voolu.

IC1 on ATTiny13 [3] mikrokontroller. See on tuntud ja odav mikrokontroller, mis pakub selle rakenduse jaoks piisavaid välisseadmeid. PORTB.4 genereerib IR-saatja dioodi jaoks ruutlaineimpulsi ja PORTB.3 tuvastab aktiveerimissignaali. PORTB.1 kasutatakse aktiveerimissignaali edastamiseks pumbale. Selle ühe impulsi töötsükkel määrab alkoholi või käte desinfitseerimisvahendi voolu. Q2 on BD139 [4] NPN transistor, mida kasutati pumba sisse/välja lülitamiseks. D3 kõrvaldab induktiivvoolu pöördvoolud (pumba alalisvoolumootor) ja C5 vähendab pumba müra. D2 näitab pumba aktiveerimist. R7 piirab LED -i voolu. C3, C4 ja C6 kasutati toite müra vähendamiseks.

[B] PCB paigutus

Joonisel 4 on kujutatud automaatse käsipuhastusvahendi jaoturi trükkplaatide paigutus. See on ühekihiline trükkplaat ja kõik komponendipaketid on läbi aukude.

4. samm: joonis 4, automaatse käsipuhastusvahendi jaoturi trükkplaatide paigutus

Q1 [5], Q2 [6] ja IC1 [7] jaoks kasutasin SamacSys komponenditeeke. SamacSys raamatukogud aitavad mul alati vältida soovimatuid vigu ja mööda minna aeganõudvast komponenditeekide nullist kujundamise protsessist. Teekide installimiseks ja kasutamiseks on kaks võimalust. Esiteks laadige need alla ja installige komponendidearchengine.com või teiseks installides need otse kaasasolevate CAD -pistikprogrammide abil [8]. SamacSys on pakkunud pistikprogramme peaaegu kogu elektroonilise CAD -tarkvara jaoks. Minu puhul kasutasin Altium Designeri pistikprogrammi (joonis 5).

Samm 5: Joonis 5, SamacSys Altium Designer plugina valitud komponendid

Joonisel 6 on kujutatud käte desinfitseerimisjaoturi plaadi esimese töötava prototüübi pilt. Kas näete trükkplaadi väljalõiget? On vaja vältida soovimatut IR -signaali vastuvõtmist mooduli U1 poolt. See tühimik täidetakse korpuse tükiga.

6. samm: joonis 6, käte desinfitseerimisdosaatori esimene töötav prototüüp

[C] Mikrokontrolleri lähtekood

Kood on kirjutatud C. Koodi oluline osa, mida peate võib-olla muutma, on taimer-0 ülevoolu katkestamise rutiin:

7. samm:

„Juhtum 15” määratleb eelaktiveerimise viivituse. Lühike viivitus on vajalik, et kasutaja saaks oma käe anduri ja otsiku alla kinnitada. “Juhtum 23” määrab pumba aktiveerimisaja ja “juhtum 372” määrab viivituse enne järgmist võimalikku aktiveerimist. See viivitus annab kasutajale piisavalt aega kõigi käte desinfitseerimis-/alkoholitilkade kogumiseks. Samuti hoiab see ära seadme väärkasutuse ja kalli vedeliku raiskamise laste või mõnede inimeste poolt. Sulavkaitsmed tuleb seadistada 9,6 MHz sisemisele kellaallikale ilma kellajaotuseta.

[D] Laserlõigatud Corel Draw korpuse disain

Joonis 7 näitab Corel Draw'i kavandatud korpust. Peate lihtsalt saatma faili „sanitizer.cdr” laserlõikamise töökotta/ettevõttesse ja tellima laserlõike 2 mm mattmustast pleksiklaasist (akrüül). Õhuke vineer sobib ka.

8. samm: joonis 7, käte desinfitseerimisdosaatori korpuse kujundus Corel Draw'is

Joonis 8 näitab täielikku automaatset käsipuhastusvahendi jaoturit. Korpuse saate paigaldada soovitud konteinerile. Kasutasin klaasanumat.

9. samm: joonis 8, klaasist anumaga automaatne käsipuhastusvahendi dosaator

[E] Materjalide arve

10. samm: materjalide arve

[F] Viited

Allikas:

[1]: TSOP1738 andmeleht:

[2]: 2N7000 andmeleht:

[3]: ATTiny13 andmeleht:

[4]: BD139 andmeleht:

[5]: 2N7000 skemaatiline sümbol ja trükkplaadi jalajälg:

[6]: BD139 skemaatiline sümbol ja trükkplaadi jalajälg:

[7]: ATTiny13 skemaatiline sümbol ja trükkplaadi jalajälg:

[8]: CAD-i pistikprogrammid: