ในบทความนี้เราจะเรียนรู้วิธีการสร้างวงจรจ่ายน้ำยาฆ่าเชื้อด้วยมือแบบอัตโนมัติราคาประหยัดซึ่งจะช่วยให้สามารถจ่ายน้ำยาฆ่าเชื้อด้วยมือของผู้ใช้ได้โดยไม่ต้องสัมผัสหรือไม่สัมผัส
วงจรเจลทำความสะอาดมือแบบไม่สัมผัสนี้ช่วยให้ผู้ใช้สามารถเข้าถึงของเหลวฆ่าเชื้อในมือได้โดยอัตโนมัติโดยไม่จำเป็นต้องใช้งานหรือสัมผัสที่ปั๊มขวดเจลทำความสะอาดด้วยตนเอง คุณลักษณะนี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าไวรัสไม่มีโอกาสแพร่กระจายผ่านการสัมผัสขวดน้ำยาฆ่าเชื้อและชิ้นส่วนปฏิบัติการ
อย่างไรก็ตามเพื่อให้เป็นไปโดยอัตโนมัติระบบจะต้องใช้เซ็นเซอร์บางชนิดเพื่อตรวจจับการมีอยู่ของมนุษย์หรือมือมนุษย์ภายใต้ชุดจ่าย
สำหรับสิ่งนี้เราใช้หน่วยเซ็นเซอร์มนุษย์ขั้นพื้นฐานที่สุดซึ่งก็คือ PIR หรืออุปกรณ์อินฟราเรดแบบพาสซีฟ .
รายละเอียดการทำงานพื้นฐาน
PIR ถูกออกแบบมาเพื่อตรวจจับความร้อนอินฟราเรดจากร่างกายมนุษย์และสร้างพัลส์ไฟฟ้าที่สอดคล้องกันที่ขาเอาต์พุต
พัลส์นี้ใช้สำหรับการเปิดใช้งานตัวจับเวลาแบบ one-shot ขั้นตอนการขับรีเลย์ ซึ่งจะเปิดใช้งานรีเลย์ชั่วขณะและจ่ายกำลังให้กับโซลินอยด์สปริงโหลด
โซลินอยด์จะดันเพลาปั๊มของขวดเจลทำความสะอาดเพื่อจ่ายของเหลวในมือของผู้ใช้ แนวคิดสามารถมองเห็นได้ในภาพต่อไปนี้
โซลินอยด์ในภาพด้านบนเชื่อมต่อกับเอาต์พุตของวงจร monostable
วงจรโมโนสเตเบิลคือการกำหนดค่าที่ทำให้เอาต์พุตสูงชั่วขณะเพื่อตอบสนองต่อทริกเกอร์อินพุตชั่วขณะ เอาต์พุตจะอยู่ในระดับสูงสำหรับช่วงเวลาคงที่ที่กำหนดไว้ล่วงหน้าโดยไม่คำนึงถึงระยะเวลาทริกเกอร์อินพุต
ในวงจรเครื่องจ่ายน้ำยาฆ่าเชื้ออัตโนมัตินี้ PIR monostable จะถูกกระตุ้นทันทีที่ PIR ตรวจพบมือมนุษย์ที่เข้าใกล้
monostable จะเปิดใช้งานโซลินอยด์ในช่วงเวลาหนึ่งตามที่กำหนดโดยส่วนประกอบเวลา RC
การกระตุ้นของโซลินอยด์ทำให้แกนกลางผลักและดึงอย่างรวดเร็วในแนวตั้งโดยกดที่จับปั๊มของขวดเจลทำความสะอาดหนึ่งครั้ง
ในที่สุดสิ่งนี้จะทำให้ขวดจ่ายน้ำยาฆ่าเชื้อไปยังมือของผู้ใช้
เมื่อผู้ใช้ถอนมือออกจากระบบ PIR จะปิดตัวลงและ monostable จะปิดใช้งานระบบทั้งหมดด้วยจนกว่าผู้ใช้รายอื่นจะยื่นมือเข้ามาในช่วงของ PIR เพื่อทำซ้ำขั้นตอน
วงจรทริกเกอร์แบบโมโนสเตเบิลสำหรับชุดจ่ายเจลทำความสะอาดมืออัตโนมัติที่นำเสนอสามารถออกแบบโดยใช้โมโนสเตเบิลแบบทรานซิสเตอร์หรือผ่านทาง วงจร monostable ที่ใช้ IC 555 .
เราจะพูดถึงทั้งสองตัวแปรในการอภิปรายต่อไปนี้:
วงจรจ่ายน้ำยาฆ่าเชื้อด้วยมือ Transistorized
วงจรรุ่นทรานซิสเตอร์ดูตรงไปตรงมามาก เมื่ออุปกรณ์ PIR ตรวจพบการแทรกแซงของมนุษย์อุปกรณ์จะดำเนินการและส่งพัลส์ไปยังฐานของ T1 ผ่าน C1
กระแสผ่าน C1 จะเปิดใช้งาน T1 ทันทีซึ่งจะเปิดใช้งาน T2 และปั๊มโซลินอยด์
ในขณะเดียวกัน C1 จะชาร์จอย่างรวดเร็วและป้องกันไม่ให้กระแสไฟฟ้าเข้าสู่ฐานของ T1 อีกต่อไปซึ่งจะบล็อกพัลส์ DC ซ้ำจากเอาต์พุต PIR ซึ่งจะช่วยให้มั่นใจได้ว่าระบบจะทำงานเพียงชั่วครู่สำหรับการตรวจจับแต่ละครั้งจากนั้นจะปิดเครื่องจนกว่ามือจะถูกถอดออกและเริ่มรอบใหม่
การเปิดใช้งาน T1 / T2 แบบครั้งเดียวนี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าโหลดโซลินอยด์ที่เชื่อมต่อจะเปิดใช้งานเพื่อสร้างการกระทำแบบกดดึงเพียงครั้งเดียวบนแกนแม่เหล็ก
แกนหมุนใช้ที่จับปั๊มเจลทำความสะอาดเพื่อจ่ายของเหลวฆ่าเชื้อในมือผู้ใช้เพียงครั้งเดียว
คุณสามารถสังเกตได้ว่าโซลินอยด์เชื่อมต่ออยู่ที่ด้านตัวปล่อยของทรานซิสเตอร์แทนที่จะเป็นด้านตัวสะสมปกติ การเชื่อมต่ออีซีแอลทำให้มั่นใจได้ว่าโซลินอยด์เปิดใช้งานด้วยการกดสตาร์ทเบา ๆ เพื่อตอบสนองต่อการชาร์จของตัวเก็บประจุ 10uF C2
หากมีการเชื่อมต่อที่ด้านตัวสะสมจะส่งผลให้โซลินอยด์ถูกดันด้วยแรงผลักอย่างกะทันหันซึ่งอาจดูไม่น่าประทับใจเท่าไหร่
ลดความซับซ้อนของการออกแบบข้างต้น
เจลทำความสะอาดมือแบบไม่ใช้ทรานซิสเตอร์ข้างต้นสามารถทำให้ง่ายขึ้นโดยใช้รีเลย์ดังที่แสดงในการออกแบบต่อไปนี้:
ใช้ IC 555
รูปด้านบนแสดงวงจรโมโนสเตเบิล IC 555 มาตรฐาน ที่นี่เมื่อพิน 2 ต่อสายดินจะทำให้พินเอาต์พุตสูงเป็นระยะเวลาหนึ่งที่กำหนดโดยค่า R1, C1 หรือผลิตภัณฑ์
ในการออกแบบเครื่องจ่ายน้ำยาฆ่าเชื้ออัตโนมัติ R1 นี้จะคำนวณ C1 เพื่อให้เอาต์พุตสูงประมาณ 1 วินาทีโดยตอบสนองต่อสัญญาณต่ำที่พิน 2
เมื่อ PIR ตรวจพบมือมนุษย์มันจะดำเนินการและเปิดทรานซิสเตอร์ BC547 ซึ่งจะทริกเกอร์พิน 2 ของ IC
สิ่งนี้ทำให้พิน 3 สูงขึ้นทันทีและเปิดใช้งานทรานซิสเตอร์ TIP142 และโซลินอยด์ที่เชื่อมต่อสร้างแรงผลักยาว 1 วินาทีจากนั้นดึงขึ้นปิดบนเพลาโซลินอยด์แรงดึงเกิดจากความตึงของสปริงที่แนบมาบนเพลาโซลินอยด์ .
อีกครั้งในรุ่นนี้ยังสามารถเห็นโซลินอยด์เชื่อมต่อที่ด้านตัวปล่อยของทรานซิสเตอร์เพื่อเปิดใช้งานแรงขับที่นุ่มนวลบนเพลาโซลินอยด์ขึ้นอยู่กับการตอบสนองการชาร์จของ C3
มุมมองแบบเคลื่อนไหวของทั้งระบบสามารถมองเห็นได้ในภาพ GIF ต่อไปนี้
เซ็นเซอร์สะท้อนแสงอินฟราเรด TCRT5000
เนื่องจาก PIR เป็นเซ็นเซอร์ที่มีราคาค่อนข้างแพงทางเลือกที่ถูกกว่าสำหรับการทำเจลทำความสะอาดมืออัตโนมัติอาจเป็นได้โดยใช้เซ็นเซอร์สะท้อนแสง IR TCRT5000
เซ็นเซอร์เป็นการรวมกันอย่างง่ายของเครื่องส่งสัญญาณโฟโตไดโอด IR และเครื่องรับภาพถ่าย IR ที่บรรจุเคียงข้างกันภายในบรรจุภัณฑ์เดียวดังที่แสดงด้านล่าง:
คุณสมบัติของโมดูลเซ็นเซอร์ความใกล้เคียงนี้สามารถเข้าใจได้จากข้อมูลต่อไปนี้:
จากแผนผังโครงร่างภายในของเซ็นเซอร์เราจะเห็นได้อย่างชัดเจนว่าโมดูลประกอบด้วยโฟโตไดโอดซึ่งปล่อยสัญญาณ IR ไปยังเป้าหมายและตัวรับโฟโตทรานซิสเตอร์ที่อยู่ติดกันซึ่งอยู่ในตำแหน่งเพื่อรับสัญญาณ IR ที่สะท้อนจากเป้าหมาย
ในการปรับเซ็นเซอร์ในเครื่องเจลทำความสะอาดมืออัตโนมัติเรายังสามารถใช้งาน monostable ที่ใช้ IC 555 ของม้าทำงานได้อีกครั้งดังที่แสดงด้านล่าง:
วงจรนี้ค่อนข้างอธิบายได้ในตัวเอง แต่หากคุณมีปัญหาในการทำความเข้าใจรายละเอียดคุณสามารถใช้ช่องแสดงความคิดเห็นด้านล่างเพื่อเริ่มการสนทนาได้ตลอดเวลา
ใช้ HC-SR04 และ IC555
วงจรที่แสดงด้านบนสามารถใช้สำหรับการติดตั้งเครื่องจ่ายน้ำยาฆ่าเชื้ออัตโนมัติผ่านโมดูลเครื่องตรวจจับความใกล้เคียงอัลตราโซนิก HC-SR04 และวงจร IC 555 สองสามวงจร
IC 555 ด้านซ้ายได้รับการกำหนดค่าให้เป็นมัลติไวเบรเตอร์แบบ Astable ในขณะที่วงจร IC 555 ด้านขวาต่อสายเป็นมัลติไวเบรเตอร์แบบโมโนสเตเบิล
ต้องคำนวณค่าส่วนประกอบ RA, RB, C ที่สามารถใช้งานได้เพื่อเปิดใช้งาน 10us ON และ 60us OFF PWM จากพิน 3 ของ IC นี้
ส่วนประกอบเวลา RA และ C ของ monostable ต้องได้รับการปรับเพื่อสร้างเอาต์พุตหนึ่งช็อตสูง 1 วินาทีจากพิน 3 ของขั้นตอนนี้
เอาท์พุทนี้สามารถใช้สำหรับการจ่ายไฟปั๊มจ่ายมอเตอร์โซลินอยด์ ฯลฯ ตามความต้องการของการออกแบบ
คู่ของ: วงจร RC ทำงานอย่างไร ถัดไป: เครื่องวัดอุณหภูมิอินฟราเรดแบบไม่สัมผัสทำงานอย่างไร - วิธีการสร้าง