วงจรประตูอัตโนมัติโดยใช้ PIR - Touchless Door

นอกเหนือจากการห่างเหินทางสังคมและหน้ากากแล้วสิ่งสำคัญอีกประการหนึ่งของยุคโควิด -19 ที่โพสต์บังคับให้โลกต้องดำเนินการคือการไม่แตะต้อง ขอแนะนำสำหรับอุปกรณ์สาธารณะหลายชนิดเช่นประตู น้ำยาฆ่าเชื้อมือ , ปุ่ม, สวิตช์ ฯลฯ เพื่อ จำกัด การแพร่กระจายของไวรัสที่อาจเกิดจากการสัมผัสปุ่มและที่จับ

บทความนี้ใช้ความพยายามในการสนับสนุนแนวคิดแบบไม่ต้องสัมผัสหรือไร้สัมผัสสำหรับประตูโดยการอัพเกรดระบบประตูเป็น ระบบประตูอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งสามารถตอบสนองต่อการปรากฏตัวของมนุษย์และดำเนินการเปิดและปิดโดยเฉพาะโดยไม่จำเป็นต้องดึงหรือดันประตูด้วยตนเอง

คำอธิบายวงจร

วงจรประตูแบบไม่สัมผัสที่ใช้การตรวจจับของมนุษย์ PIR แสดงไว้ในรูปด้านบน

ให้ 'เรียนรู้การทำงานด้วยความช่วยเหลือของประเด็นต่อไปนี้:

การออกแบบทำงานโดยใช้ส่วนประกอบหลักดังต่อไปนี้:

• เซ็นเซอร์ PIR
• DPDT / SPDT รีเลย์
• IC 4093
• แม่เหล็ก สวิตช์กก

การประกอบ PIR : อุปกรณ์รูปโดมสีขาวด้านซ้ายซึ่งติดตั้งบน PCB สีเขียวคือ Passive Infra Red หรือโมดูล PIR โมดูลจะตรวจจับแผนที่ความร้อนอินฟราเรดที่เล็ดลอดออกมาจากร่างกายมนุษย์และแปลงเป็นศักยภาพเชิงบวกที่ขั้วเอาท์พุท

ดังที่เห็นได้ว่าโมดูลมี 3 pinouts ได้แก่ Vcc หรือพินจ่ายไฟบวก OUT ซึ่งสร้างศักยภาพเอาต์พุตเพื่อตอบสนองต่อการมีอยู่ของมนุษย์ภายในช่วงการตรวจจับและ Vss pinout ซึ่งเป็นกราวด์หรือพินอุปทานเชิงลบของ อุปกรณ์

ในรูปด้านบน 3 พินของ PIR จะถูกจัดเรียงโดยตรงกับตัวต้านทานกระแสไฟ 1k และทรานซิสเตอร์เครื่องขยายเสียง

1k ให้ความเข้ากันได้ที่รวดเร็วและเชื่อถือได้สำหรับ PIR กับแหล่งจ่ายไฟ 12 V เนื่องจากโดยพื้นฐานแล้วเป็นอุปกรณ์ 5 V และการเชื่อมต่อโดยตรง 12 V อาจทำให้อุปกรณ์เสียหายถาวร ทรานซิสเตอร์ทำงานเหมือนแอมพลิฟายเออร์ที่แปลงเอาท์พุทกระแสต่ำแรงดันต่ำจาก PIR ไปเป็นระดับที่สูงขึ้นอย่างเพียงพอสำหรับการใช้งานรีเลย์

การประกอบชิ้นส่วนที่กล่าวถึงโดยตรงบนหมุดของ PIR ช่วยให้มั่นใจได้ว่า PIR จะได้รับการรับประกันและการทำงานที่เชื่อถือได้โดยไม่ต้องใช้ PCB พิเศษหรือส่วนประกอบที่มีเสถียรภาพ

รีเลย์ทำงาน : รีเลย์ที่เชื่อมต่อกับทรานซิสเตอร์ PIR จะเปิดเมื่อ PIR ตรวจพบมนุษย์และจะปิดเมื่อมนุษย์เคลื่อนออกจากระยะการตรวจจับ รีเลย์นี้เป็นประเภท DPDT ซึ่งมีหน้าสัมผัส N / O และ N / C สองชุด

หน้าสัมผัสเหล่านี้ต่อสายด้วยมอเตอร์ไฟฟ้าเพื่อเปิดใช้งาน a หมุนไปข้างหน้าและข้างหลัง เพื่อตอบสนองต่อการเปิดใช้งานและการปิดใช้งานรีเลย์ DPDT

นอกจากนี้ยังมีรีเลย์อีกตัวที่สองซึ่งเป็นประเภท SPDT ซึ่งหมายถึงชุดหน้าสัมผัส N / O, N / C ชุดเดียว รีเลย์นี้ให้แหล่งจ่ายบวกไปยังหน้าสัมผัสรีเลย์ DPDT และมอเตอร์เพื่อให้แหล่งจ่ายนี้ถูกตัดเมื่อใดก็ตามที่มอเตอร์ดึงประตูที่ปลายทั้งสองด้านของขีด จำกัด การเปิด / ปิด

NAND Gates : วงจรใช้ประตู NAND 4 ประตูจาก IC 4093 ซึ่งควบคุมรีเลย์ SPDT สำหรับการปิดการทำงานของมอเตอร์ที่จำเป็นทันทีที่ประตูถูกม้วนที่ปลายสุดของการเดินทาง

กกรีเลย์ : ใช้สวิตช์รีเลย์แบบกกสองตัวในวงจรควบคุมประตู PIR แบบไม่สัมผัสอัตโนมัตินี้ สวิตช์กกให้สัญญาณไฟฟ้าที่จำเป็นไปยังประตู NAND เพื่อให้แน่ใจว่ามอเตอร์ปิดอยู่เมื่อประตูถูกดึงเกินขีด จำกัด ใดขีด จำกัด หนึ่ง

วงจรทำงานในรายละเอียด

ขั้วของสายมอเตอร์เชื่อมต่อกับรีเลย์ DPDT ในลักษณะที่หน้าสัมผัส N / C หรือปิดตามปกติเปิดใช้งานการปิดประตูและ N / O หรือหน้าสัมผัสที่เปิดตามปกติจะเปิดใช้งานการเปิดประตู

สมมติว่าประตูไร้สัมผัสอยู่ในตำแหน่งปิดสนิทและไม่มีมนุษย์อยู่ในระยะการตรวจจับของ PIR

ในตำแหน่งนี้รีเลย์ DPDT อยู่ในสถานะปิดการใช้งานโดยที่หน้าสัมผัสวางอยู่บนจุด N / C

นอกจากนี้สวิทช์กก S1 ยังอยู่ในตำแหน่งที่เหมาะสมกับภายนอกเช่นเมื่อประตูปิดจะอยู่ในแนวเดียวกันกับแม่เหล็กที่ติดตั้งไว้ที่ขอบประตู

ในทำนองเดียวกันสวิตช์กก S2 ถูกวางตำแหน่งเพื่อตอบสนองกับแม่เหล็กอื่นที่เกี่ยวข้องกับประตูเมื่อประตูอยู่ในตำแหน่งเปิด

ดังนั้นตอนนี้ S1 จึงอยู่ใกล้กับไฟล์ ด้วยแม่เหล็ก อยู่ในสภาพปิดและดำเนินการ

นอกจากนี้เนื่องจาก PIR ปิดอยู่ทรานซิสเตอร์ 8050 จึงถูกปิดด้วยทำให้อินพุตของเกต A1 สูง

เนื่องจากประตู NAND มีการต่อสายเป็นอินเวอร์เตอร์เอาต์พุตของ A3 ในสถานการณ์นี้จึงอยู่ในระดับต่ำหรือ 0 V

0 V นี้ทำให้ BC557 เปิดและใช้แหล่งจ่ายไฟบวกผ่าน S1 กับอินพุตสองตัวของเกต A4

ผลที่ตามมาคือประตู A4 จะต่ำหรือ 0 V ทำให้ BC547 และสวิตช์รีเลย์ที่เกี่ยวข้องปิดอยู่ ซึ่งจะตัดการจ่ายไปยังรีเลย์ DPDT และมอเตอร์ประตูจะปิดการทำงาน

ตอนนี้ทั้งระบบรออยู่ในตำแหน่งสแตนด์บาย

ตอนนี้สมมติว่ามีมนุษย์เข้ามาใกล้ประตูและเข้ามาในระยะ PIR PIR เปิด , เปิดใช้งานรีเลย์ DPT ในตำแหน่ง N / O

การเปิดใช้งาน PIR ยังทำให้สัญญาณต่ำปรากฏที่อินพุตของเกต A1 ซึ่งจะทำให้เอาต์พุตของ A3 สูงขึ้น

การดำเนินการนี้จะปิด BC557 ทำให้อินพุตของ A4 ได้รับ ตรรกะ 0 และ 1 ที่อินพุตซึ่งจะเปลี่ยนเอาต์พุตให้สูงและเปิดใช้งาน BC547 และรีเลย์ SPDT ที่เกี่ยวข้อง

ขณะนี้ SPDT จัดหาแหล่งจ่ายที่จำเป็นให้กับ DPDT และมอเตอร์

มอเตอร์จะทำงานอย่างรวดเร็วและเริ่มหมุนประตูในตำแหน่งเปิด

เมื่อประตูเปิดเต็มที่ S2 reed จะเปิดใช้งานทำให้ลอจิก 1 ปรากฏที่อินพุตตามลำดับของ A4 อินพุตอื่นที่สูงอยู่แล้วหรือ 1 เอาต์พุตของ A4 จะต่ำลงทำให้ BC547 และ SPDT ปิด

แหล่งจ่ายจะถูกตัดทันทีและมอเตอร์หยุดทำงาน

ตอนนี้บุคคลนั้นเข้ามาในประตูและเดินหน้าออกจากระยะของ PIR

ขณะนี้ PIR จะปิดสวิตช์ DPDT ไปยังหน้าสัมผัส N / C ซึ่งควรจะย้อนกลับการทำงานของมอเตอร์ นอกจากนี้ยังทำให้อินพุต A1 สูงและต่ำที่เอาต์พุตของ A3 ส่งผลให้อินพุตของ A4 ได้ลอจิก 0 และ 0 ตามลำดับโดยเปลี่ยนเอาต์พุตให้สูงและเปิด BC547 และรีเลย์ SPDT

SPDT เริ่มต้นการจ่ายไปยัง DPDT และมอเตอร์เพื่อให้มอเตอร์เริ่มดึงประตูไปยังตำแหน่งปิด

ที่นี่ S2 จะเปิดขึ้นทำให้อินพุต A4 ต่ำลง แต่ไม่ส่งผลกระทบต่อ A4 เนื่องจาก 0 และ 1 ยังคงให้เอาต์พุต A4 สูง

ในที่สุดเมื่อประตูถึงตำแหน่งปิดรีเลย์กก S1 จะทำงานและระบบทั้งหมดจะหยุดและอยู่ในสภาพสแตนด์บาย

การทำงานของประตู Touchless แบบเลื่อนอัตโนมัติ

คำอธิบายข้างต้นแนวคิดประตูไร้สัมผัสสามารถนำไปใช้อย่างมีประสิทธิภาพสำหรับการติดตั้งระบบสัมผัสอัตโนมัติ ระบบประตูบานเลื่อน .

กลไกสำหรับระบบประตูสามารถมองเห็นได้ในรูปด้านบน

ประตูสไลด์ด้วยความช่วยเหลือของสองล้อ

ล้อเดียวติดตั้งอยู่ที่ส่วนหน้าสุดของประตูซึ่งรองรับประตูให้หมุนข้ามรางโลหะได้อย่างอิสระ

ล้ออื่นที่อยู่ในรูปแบบเฟืองจะติดตั้งบนเพลามอเตอร์เพื่อให้ฟันของมันเข้าคู่กับฟันของเฟืองแนวนอนที่ติดตั้งที่ด้านล่างของประตู

ขณะที่มอเตอร์ทำงานล้อเฟืองจะกัดฟันเฟืองในแนวนอนและบังคับให้ชุดประตูหมุนไปตามทิศทางที่กำหนดโดยการเคลื่อนที่ตามเข็มนาฬิกาหรือทวนเข็มนาฬิกาของล้อเฟืองมอเตอร์

การอัพเกรดประตูมาตรฐานเป็นประตูไร้สัมผัส

สำหรับการเปลี่ยนระบบประตูธรรมดาหรือมาตรฐานให้เป็นรุ่นแบบไม่ต้องสัมผัสสามารถใช้กลไกการดึงมอเตอร์แบบง่ายๆดังต่อไปนี้

ที่นี่เราสามารถเห็นเพลาที่เชื่อมอยู่ตรงกลางและปลายผ่านบานพับแยกต่างหากซึ่งทำให้เพลามีความยืดหยุ่นและโค้งงอในมุมที่ต้องการเพื่อให้สามารถดึงหรือดันประตูเพื่อตอบสนองต่อการหมุนของแผ่นมอเตอร์ .

แม่เหล็กและรีเลย์กกติดตั้งอยู่บนแผ่นดิสก์ของมอเตอร์เพื่อให้แม่เหล็กตามลำดับและสวิตช์กกอยู่ในแนวเดียวกันระหว่างการเปิดและปิดประตูในมุมที่กำหนดไว้ล่วงหน้า