Automatische Händedesinfektionsschaltung - Vollständig berührungslos

In diesem Artikel erfahren Sie, wie Sie eine kostengünstige, aber vollautomatische Händedesinfektionsspenderschaltung herstellen, die eine berührungslose oder berührungslose Abgabe der Desinfektionsflüssigkeit an den Händen des Benutzers ermöglicht.

Diese berührungslose Händedesinfektionsschaltung erleichtert dem Benutzer den automatischen Zugriff auf die Desinfektionsflüssigkeit an den Händen, ohne dass die Desinfektionsflaschenpumpe manuell betätigt oder berührt werden muss. Die Funktion stellt sicher, dass sich Viren nicht durch physisches Berühren der Desinfektionsflasche und ihrer Betriebsteile verbreiten können.

Um jedoch automatisch zu sein, benötigt das System eine Art Sensor, um die Anwesenheit eines Menschen oder einer menschlichen Hand unter der Spendereinheit zu erfassen.

Hierfür verwenden wir die grundlegendste menschliche Sensoreinheit, nämlich die PIR oder ein passives Infrarotgerät .

Grundlegende Arbeitsdetails

Ein PIR erfasst die Infrarotwärme des menschlichen Körpers und erzeugt an seinem Ausgangspin einen entsprechenden elektrischen Impuls.

Dieser Impuls wird zum Aktivieren eines One-Shot-Timers verwendet Relaistreiberstufe Dadurch wird das Relais vorübergehend aktiviert und ein federbelasteter Magnet angetrieben.

Der Magnet drückt auf die Pumpenwelle einer Desinfektionsflasche, um die Flüssigkeit in die Hände des Benutzers zu geben. Das Konzept kann im folgenden Bild dargestellt werden.

Der Magnet im obigen Bild ist mit dem Ausgang einer monostabilen Schaltung verbunden.

Eine monostabile Schaltung ist eine Konfiguration, die als Reaktion auf einen kurzzeitigen Eingangsauslöser einen momentan hohen Ausgang verursacht. Der Ausgang bleibt unabhängig von der Dauer des Eingangsauslösers für einen vorgegebenen festen Zeitraum hoch.

In dieser automatischen Desinfektionsspenderschaltung wird der Monostabil von einem PIR ausgelöst, sobald eine sich nähernde menschliche Hand vom PIR erfasst wird.

Der Monostab aktiviert seinerseits den Magneten für einen bestimmten Moment, wie durch seine RC-Timing-Komponenten bestimmt.

Durch die Aktivierung des Magneten wird die zentrale Spindel schnell in vertikaler Richtung gedrückt und gezogen, wobei der Pumpengriff der Desinfektionsflasche einmal gedrückt wird.

Dies führt schließlich dazu, dass die Flasche die Desinfektionsflüssigkeit in die Hand des Benutzers abgibt.

Sobald der Benutzer seine Hand vom System zurückzieht, wird der PIR heruntergefahren und der Monostabil deaktiviert auch das gesamte System, bis ein anderer Benutzer seine Hand in den Bereich des PIR bringt, um den Vorgang zu wiederholen.

Die monostabile Auslöseschaltung für die vorgeschlagene automatische Händedesinfektionsmittel-Abgabeeinheit kann unter Verwendung eines transistorisierten monostabilen oder über ein beliebtes Gerät konstruiert werden Monostabile Schaltung auf IC 555-Basis .

Wir werden beide Varianten in den folgenden Diskussionen diskutieren:

Transistorisierte Händedesinfektionsmittelspenderschaltung

Die transistorisierte Version der Schaltung sieht sehr einfach aus. Wenn das PIR-Gerät einen menschlichen Eingriff erkennt, leitet es einen Impuls und sendet ihn über C1 an die Basis von T1.

Der Strom durch C1 aktiviert sofort T1, wodurch wiederum T2 und auch die Magnetpumpe aktiviert werden.

In der Zwischenzeit lädt sich C1 schnell auf und verhindert das Eintreten eines weiteren Stroms in die Basis von T1, wodurch die wiederholten Gleichstromimpulse vom PIR-Ausgang blockiert werden. Dies stellt sicher, dass das System bei jeder Erkennung nur vorübergehend funktioniert und dann heruntergefahren wird, bis die Hand entfernt und ein neuer Zyklus eingeleitet wird.

Diese einmalige Aktivierung von T1 / T2 stellt sicher, dass die angeschlossene Magnetlast aktiviert wird, um eine einzelne Push-Pull-Aktion auf ihrer Magnetspindel zu erzeugen.

Die Spindel betätigt den Griff der Desinfektionspumpe, um eine einzelne Dosis der Desinfektionsflüssigkeit auf die Hand des Benutzers abzugeben.

Sie können feststellen, dass der Magnet an der Emitterseite des Transistors anstatt an der regulären Kollektorseite angeschlossen ist. Die Emitterverbindung stellt tatsächlich sicher, dass der Magnet mit einem sanften Sanftanlauf aktiviert wird, der auf das Laden des 10uF-Kondensators C2 reagiert.

Wenn es auf der Kollektorseite angeschlossen wird, wird der Magnet mit einem plötzlichen Schub gedrückt, was möglicherweise nicht sehr beeindruckend aussieht.

Vereinfachung des obigen Designs

Das obige transistorisierte Händedesinfektionsmittel ohne Kontakt könnte durch Verwendung eines Relais weiter vereinfacht werden, wie in der folgenden Konstruktion gezeigt:

Verwenden von IC 555

Die obige Abbildung zeigt eine monostabile Standardschaltung IC 555. Wenn Pin2 geerdet ist, bewirkt dies, dass der Ausgang Pin3 für einen Zeitraum hoch geht, der durch die Werte R1, C1 oder deren Produkt bestimmt wird.

Bei dieser Konstruktion des automatischen Desinfektionsspenders wird der R1, C1 so berechnet, dass er als Reaktion auf ein niedriges Signal an Pin2 einen ungefähr 1 Sekunde hohen Ausgang erzeugt.

Wenn der PIR eine menschliche Hand erkennt, leitet und schaltet er den BC547-Transistor ein, der wiederum den Pin2 des IC auslöst.

Dies bewirkt sofort, dass der Pin3 hoch geht und aktiviert den TIP142-Transistor und den angeschlossenen Magneten, wodurch ein 1 Sekunde langer Druck und dann ein Herunterziehen der Magnetwelle erzeugt wird. Der Zug wird durch die an der Magnetwelle angebrachte Federspannung erzeugt .

Auch in dieser Version ist der Magnet an der Emitterseite des Transistors angeschlossen zu sehen, um abhängig von der Ladeantwort von C3 einen weichen Schub auf die Magnetwelle zu ermöglichen.

Eine animierte Ansicht des gesamten Systems kann im folgenden GIF-Bild dargestellt werden.

Infrarot-Reflexionssensor TCRT5000

Da PIR ein relativ teurer Sensor ist, könnte eine billigere Alternative zur Herstellung eines automatischen Händedesinfektionsmittels die Verwendung des IR-Reflexionssensors TCRT5000 sein.

Der Sensor ist eine einfache Kombination aus einem IR-Fotodiodensender und einem IR-Fotoempfänger, die nebeneinander in einem einzigen Gehäuse verpackt sind, wie unten gezeigt:

Die Eigenschaften dieses Näherungs-IR-Sensormoduls können aus den folgenden Daten verstanden werden:

Aus dem internen Layoutdiagramm des Sensors können wir deutlich erkennen, dass das Modul aus einer Fotodiode besteht, die das IR-Signal zum Ziel hin sendet, und einem angrenzenden Fototransistorempfänger, der so positioniert ist, dass er das reflektierte IR-Signal vom Ziel empfängt.

Um den Sensor in einer automatischen Händedesinfektionsmaschine anzupassen, können wir unseren auf einem Arbeitspferd IC 555 basierenden Monostabil wieder implementieren, wie unten gezeigt:

Die Schaltung ist ziemlich selbsterklärend, aber wenn Sie Probleme haben, die Details zu verstehen, können Sie jederzeit das Kommentarfeld unten verwenden, um eine Diskussion einzuleiten.

Verwendung von HC-SR04 und IC555

Die oben gezeigte Schaltung kann zum Implementieren eines automatischen Desinfektionsspenders über das Ultraschall-Näherungsdetektormodul HC-SR04 und einige IC 555-Schaltungen verwendet werden.

Der linke IC 555 ist als astabiler Multivibrator konfiguriert, während die rechte IC 555-Schaltung als monostabiler Multivibtator verdrahtet ist.

Die stabilen Werte der RA-, RB- und C-Komponenten müssen berechnet werden, um eine 10us ON- und 60us OFF-PWM von Pin3 dieses IC zu ermöglichen.

Die RA- und C-Timing-Komponenten des Monostabils müssen so eingestellt werden, dass ein 1 Sekunde hoher One-Shot-Ausgang von Pin3 dieser Stufe erzeugt wird.

Dieser Ausgang kann zur Stromversorgung der Abgabepumpe, des Motors, des Magneten usw. gemäß den Anforderungen der Konstruktion verwendet werden.