DIY უკონტაქტო ხელის სადეზინფექციო დისპენსერი არდუინოს ან მიკროკონტროლერის გარეშე: 17 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:16

როგორც ყველამ ვიცით, COVID-19– ის გავრცელებამ დაარტყა მსოფლიო და შეცვალა ჩვენი ცხოვრების წესი. ამ მდგომარეობაში ალკოჰოლი და ხელის სადეზინფექციო საშუალებები სასიცოცხლო სითხეა, თუმცა, ისინი სწორად უნდა იქნას გამოყენებული. ინფიცირებული ხელებით ალკოჰოლის კონტეინერებთან ან ხელის სადეზინფექციო საშუალებებთან შეხებამ შეიძლება ვირუსი მომდევნო პირზე გაავრცელოს. ამ სტატიაში ჩვენ ავაშენებთ ხელის სადეზინფექციო საშუალების ავტომატურ დისპენსერს, რომელიც იყენებს IR სენსორებს ხელის არსებობის დასადგენად და ააქტიურებს ტუმბოს, რომელიც სითხეს ასხამს ხელზე. განზრახვა იყო იპოვოთ ყველაზე იაფი და მარტივი გამოსავალი და შეიმუშაოთ წრე. ამიტომ არ არის გამოყენებული მიკროკონტროლერი ან არდუინო. შემოღებულია ორი დიზაინი და თქვენ თავისუფლად შეგიძლიათ აირჩიოთ და ააწყოთ რომელიმე მათგანი. პირველი დიზაინი იყენებს SMD კომპონენტებს და მეორე დიზაინი კიდევ უფრო მარტივია. ის იყენებს DIP კომპონენტებს მცირე ზომის ერთი ფენის PCB დაფაზე.

I. პირველი დიზაინი:

[A] წრიული ანალიზი

თქვენ შეგიძლიათ განიხილოთ სქემატური დიაგრამა ფიგურაში 1. P1 კონექტორი გამოიყენება 6V– დან 12V– მდე მიწოდების ჩართვაზე. C6 კონდენსატორი გამოყენებულია მიწოდების შესაძლო ხმაურის შესამცირებლად. REG-1 არის ცნობილი AMS1117 [1] LDO რეგულატორი, რომელიც ახდენს ძაბვის სტაბილიზაციას 5 ვ-ზე.

ნაბიჯი 1: ფიგურა -1: ხელის სადეზინფექციო დისპენსერის სქემატური დიაგრამა (პირველი დიზაინი)

D2 მიუთითებს სათანადო დენის კავშირზე და R5 ზღუდავს LED დენს. D1 არის IR გადამცემი დიოდი და R1 ზღუდავს D1 დენს, სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ის განსაზღვრავს სენსორის მგრძნობელობას. U1 არის ცნობილი 555 [2] ქრონომეტრი IC, რომელიც კონფიგურირებულია 38KHz პულსის D1 (გადამცემი) დიოდში შესანახად. R4 პოტენომეტრის შემობრუნებით, შეგიძლიათ შეცვალოთ სიხშირე. C1 და C2 გამოიყენება ხმაურის შესამცირებლად. U2 არის TSOP1738 IR მიმღები [3]. TSOP17XX მონაცემთა ცხრილის თანახმად:”TSOP17XX სერია არის მინიატურული მიმღებები ინფრაწითელი დისტანციური მართვის სისტემებისთვის. PIN დიოდი და წინასწარი გამაძლიერებელი შეიკრიბება ტყვიის ჩარჩოზე, ეპოქსიდური პაკეტი შექმნილია როგორც IR ფილტრი. დემოდულაციური გამომავალი სიგნალის პირდაპირ გაშიფვრა შესაძლებელია მიკროპროცესორის მიერ. TSOP17.. არის სტანდარტული IR დისტანციური მართვის მიმღების სერია, რომელიც მხარს უჭერს გადაცემის ყველა მთავარ კოდს.” TSOP1738 შემოაქვს აქტიური დაბალი გამომავალი. ეს ნიშნავს, რომ U2- ის გამომავალი პინი დაბალია 38KHz IR სინათლის თანდასწრებით. ამიტომ მე გამოვიყენე იაფი P-Channel NDS356 MOSFET [4] DC ძრავის (თხევადი ტუმბოს) მართვისთვის. D4 არის დამცავი დიოდი ძრავის საპირისპირო დენებისაგან და C8 ამცირებს ძრავის ინდუქციურ ხმაურს. D3 არის LED, რომელიც მიუთითებს თხევადი ტუმბოს IR მიღებისა და გააქტიურების შესახებ. C4 და C5 გამოიყენება მიწოდების ხმაურის შესამცირებლად.

[B] PCB განლაგება

სურათი 2 გვიჩვენებს PCB განლაგებას. როგორც ნათელია, ყველა კომპონენტი IR გადამცემი დიოდისა და TSOP IR მიმღების გარდა არის SMD.

ნაბიჯი 2: ფიგურა -2: ხელის გამწმენდის ავტომატური დისპენსერის PCB განლაგება (პირველი დიზაინი)

მე გამოვიყენე SamacSys კომპონენტის ბიბლიოთეკები (სქემატური სიმბოლოები და PCB ნაკვალევი) AMS1117-5.0 [5], LM555 [6], TSOP1738 [7] და NDS536AP [8]. SamacSys ბიბლიოთეკები უფასოა და იცავენ IPC ნაკვალევის სტანდარტებს. ამ ბიბლიოთეკების გამოყენება მნიშვნელოვნად ამცირებს დიზაინის დროს და ხელს უშლის დიზაინის შეცდომებს. ბიბლიოთეკების დასაყენებლად შეგიძლიათ გამოიყენოთ CAD მოდული [9] (სურათი 3) ან გადმოწეროთ კომპონენტის საძიებო სისტემიდან. მე გამოვიყენე Altium Designer, ასე რომ მირჩევნია გამოვიყენო Altium მოდული.

ნაბიჯი 3: სურათი -3: SamacSys- ის მხარდაჭერილი CAD მოდულები და გამოყენებული კომპონენტები Altium Designer– ის მოდულში

ფიგურა 4 და სურათი 5 ასახავს PCB დაფის ზედა და ქვედა 3D ხედებს

ნაბიჯი 4: ფიგურა -4: 3D ხედი PCB დაფიდან (ზედა)

ნაბიჯი 5: ფიგურა -5: 3D ხედი PCB დაფიდან (ქვემოთ)

[C] ასამბლეა და ტესტი არაფერი განსაკუთრებული არ არის ნაწილების შეკრების პროცესში. ყველა კომპონენტი TR და RE სენსორების გარდა არის SMD. მე მქონდა განზრახვა, სწრაფად შემემოწმებინა წრე, ამიტომ გამოვიყენე ნახევრად ხელნაკეთი PCB დაფა გამაგრების ნიღბებისა და აბრეშუმის ეკრანის გარეშე. თქვენი ამოცანა გაცილებით ადვილია პროფესიონალური შეთითხნილი PCB დაფით:-). სურათი 6 გვიჩვენებს პროტოტიპს.

ნაბიჯი 6: ფიგურა -6: ხელის გამაჯანსაღებელი დისპენსერის პროტოტიპი (პირველი დიზაინი) ნახევრად ხელნაკეთი PCB დაფაზე

შეკრების შემდეგ, სცადეთ დაარეგულიროთ R1 და R4, რათა იპოვოთ საუკეთესო მორგება და გამოვლენის დიაპაზონი. R1 განსაზღვრავს IR ენერგიას (დიაპაზონს) და R4 განსაზღვრავს გადაცემის სიხშირეს.

ნაბიჯი 7: [D] მასალების შედგენა

II მეორე დიზაინი

[A] წრიული ანალიზი

სურათი 7 გვიჩვენებს მოწყობილობის სქემატურ დიაგრამას. P3 კონექტორი გამოიყენება სქემაში +5V მიწოდების დასაკავშირებლად. C4 და C5 კონდენსატორები გამოიყენება შესასვლელი მიწოდების ხმაურის შესამცირებლად. IC1 არის წრის გული. ეს არის ცნობილი LM393 შედარება [10].

ნაბიჯი 8: ფიგურა -7: ხელის სადეზინფექციო დისპენსერის სქემატური დიაგრამა (მეორე დიზაინი)

LM393 მონაცემთა ცხრილის თანახმად:”LM393 სერია არის ორმაგი დამოუკიდებელი ზუსტი ძაბვის შემფასებელი, რომელსაც შეუძლია ერთჯერადი ან გაყოფილი მიწოდების ოპერაცია. ეს მოწყობილობები შექმნილია იმისთვის, რომ დაუშვან საერთო რეჟიმი დიაპაზონიდან ერთამდე მიწოდების ოპერაციით. შეყვანის ოფსეტური ძაბვის სპეციფიკაციები, როგორც დაბალი, როგორც 2.0 მვ, ხდის ამ მოწყობილობას შესანიშნავ არჩევანს სამომხმარებლო, საავტომობილო და სამრეწველო ელექტრონიკაში მრავალი პროგრამისთვის.”

ეს არის იაფი და ხელნაკეთი IC. საერთოდ, მე გირჩევთ, თუ თქვენი პროგრამა არის შედარებითი, უბრალოდ გამოიყენეთ შედარების ჩიპები OPAMP– ების ნაცვლად. ჩვენ გამოვიყენეთ ჩიპის პირველი შედარება და R3 პოტენომეტრი განსაზღვრავს გააქტიურების ზღურბლს. C2 ამცირებს პოტენციომეტრის შუა პინზე შესაძლო ხმაურს. D1 არის IR გადამცემი და D2 არის IR მიმღების დიოდი. D2 დაკავშირებულია შედარების უარყოფით პინთან (-), რომ შევადაროთ დადებით ძაბვას (+). შედარების გამომავალი პინი აქტიურია-დაბალი, თუმცა, უკეთესია, რომ გაიყვანოს R4 გამოყენებით.

Q1 არის ცნობილი BD140 PNP ტრანზისტორი [11], რომელიც მართავს ტუმბოს (DC ძრავას) და D3 LED- ს. D4 არის საპირისპირო დაცვის დიოდი და C3 ამცირებს ტუმბოს ინდუქტორულ ხმებს, რათა არ იმოქმედოს მიკროსქემის სტაბილურობაზე. დაბოლოს, P1 გამოიყენება ლურჯი 5 მმ -იანი LED- ის დასაკავშირებლად, რათა მიუთითოს სწორი კვების კავშირი.

[B] PCB განლაგება

სურათი 8 გვიჩვენებს მეორე დიზაინის PCB განლაგებას. ეს არის ერთი ფენის PCB დაფა და ყველა კომპონენტი არის DIP. ყველასთვის საკმაოდ ადვილია სწრაფად შექმნათ ეს წვრილმანი სახლში.

ნაბიჯი 9: ფიგურა -8: ავტომატური გამწმენდის დისპენსერის PCB განლაგება (მეორე დიზაინი)

პირველი დიზაინის მსგავსად, მე გამოვიყენე SamacSys კომპონენტის ბიბლიოთეკები (სქემატური სიმბოლოები და PCB ნაკვალევი) LM393 [12] და BD140 [13]. SamacSys ბიბლიოთეკები უფასოა და იცავენ IPC ნაკვალევის სტანდარტებს. ბიბლიოთეკების დასაყენებლად შეგიძლიათ გამოიყენოთ CAD მოდული [9] (სურათი 9) ან გადმოწეროთ კომპონენტის საძიებო სისტემიდან. ამ ბიბლიოთეკების გამოყენება მნიშვნელოვნად ამცირებს დიზაინის დროს და ხელს უშლის დიზაინის შეცდომებს. მე გამოვიყენე Altium Designer CAD პროგრამული უზრუნველყოფა, ამიტომ ამჯობინე Altium მოდულის დაყენება.

ნაბიჯი 10: ფიგურა -9: SamacSys მხარდაჭერილი CAD მოდულები და გამოყენებული კომპონენტები Altium Designer– ის მოდულში

სურათი 10 გვიჩვენებს 3D ხედს აწყობილი PCB დაფისგან.

ნაბიჯი 11: ფიგურა -10: 3D ხედი PCB დაფიდან (ზედა)

[C] შეკრება და ტესტი

სურათი 11 გვიჩვენებს აწყობილი PCB დაფას. ეს არის ნახევრად ხელნაკეთი PCB დაფა, რომელიც მე გამოვიყენე კონცეფციის სწრაფად შესამოწმებლად. თქვენ შეგიძლიათ შეუკვეთოთ იგი წარმოებისთვის. არაფერი განსაკუთრებული არ არის შედუღებაში. ყველა კომპონენტი არის DIP. საკმაოდ ადვილია. Უბრალოდ გააკეთე:-). ეს დიზაინი უფრო ადვილი და იაფიც კია, ვიდრე პირველი დიზაინი. მე მას მივყევი და დავასრულე ხელის სადეზინფექციო გამანაწილებელი მოწყობილობა.

ნაბიჯი 12: ფიგურა -11: გამაჯანსაღებელი დისპენსერის პროტოტიპი (მეორე დიზაინი) ნახევრად ხელნაკეთი PCB დაფაზე

სურათი 12 გვიჩვენებს არჩეული თხევადი ტუმბოს. ეს ალბათ ყველაზე იაფია ბაზარზე, თუმცა, მე კმაყოფილი ვარ მისი მუშაობით.

ნაბიჯი 13: ფიგურა -12: შერჩეული თხევადი ტუმბო ხელის სადეზინფექციო სითხის გასავლელად

დაბოლოს, სურათი 13 გვიჩვენებს ხელების სადეზინფექციო საშუალების სრულ დისპენსერს. თქვენ შეგიძლიათ აირჩიოთ ნებისმიერი მსგავსი მინის ან პლასტმასის კონტეინერი, როგორიცაა პლასტიკური ყავის შესანახი კონტეინერი. ჩემი არჩეული შუშის სოუსის კონტეინერია:-). მე გამოვიყენე უბრალო სპილენძის მავთული შლანგის დასაკეცი და დასაჭერად. გადაატრიალეთ R3 პოტენომეტრი დაბალი მგრძნობელობის დონიდან და ოდნავ გაზარდეთ იგი სასურველი გამოვლენის დიაპაზონის მისაღწევად. არ გახადოთ ის ძალიან მგრძნობიარე, რადგან ტუმბო შეიძლება სპონტანურად იმოქმედოს ყოველგვარი გამშვების გარეშე!

ნაბიჯი 14: სურათი -13: ხელების სადეზინფექციო დისპენსერის სრული წვრილმანი

სურათი 14 გვიჩვენებს დისპენსერს სიბნელეში. ლურჯი LED შუქი (P1) იძლევა მიმზიდველ ხედს, რომელიც უნდა იყოს დამონტაჟებული კონტეინერის სახურავზე.

ნაბიჯი 15: ფიგურა -14: ხელების გამწმენდის გამანაწილებელი ხედი სიბნელეში

ნაბიჯი 16: [D] მასალების შედგენა

ნაბიჯი 17: მითითებები

მთავარი სტატია:

[1]: AMS1117-5.0 მონაცემთა ცხრილი:

[2]: LM555 მონაცემთა ცხრილი:

[3]: TSOP1738 მონაცემთა ცხრილი:

[4]: NDS356 მონაცემთა ცხრილი:

[5]: AMS1117-5.0 სქემატური სიმბოლო და PCB კვალი:

[6]: LM555 სქემატური სიმბოლო და PCB კვალი:

[7]: TSOP1738 სქემატური სიმბოლო და PCB კვალი:

[8]: NDS356 სქემატური სიმბოლო და PCB კვალი:

[9]: CAD მოდულები:

[10]: LM393 მონაცემთა ცხრილი:

[11]: BD140 მონაცემთა ცხრილი:

[12]: LM393 სქემატური სიმბოლო და PCB კვალი:

[13]: BD140 სქემატური სიმბოლო და PCB კვალი: