Circuito de porta automática usando PIR - porta sem toque

Junto com o distanciamento social e as máscaras, a outra coisa importante que a era pós COVID-19 obrigou o mundo a implementar é não ter contato físico. Isso está sendo recomendado para muitos dispositivos públicos, como portas, desinfetantes para as mãos , botões, interruptores, etc. para restringir a propagação de vírus que podem ser causados ​​devido ao toque físico de botões e alças.

O artigo faz um esforço para apoiar o conceito de portas sem toque ou sem toque, atualizando o sistema de porta para sistema de porta eletronica , que pode responder a uma presença humana e realizar as manobras de abertura e fechamento exclusivamente sem a necessidade de puxar ou empurrar manualmente a porta.

Descrição do Circuito

O circuito da porta sem toque com base em uma detecção humana PIR é mostrado na figura acima.

Vamos aprender seu funcionamento com a ajuda dos seguintes pontos:

O design funciona usando os seguintes componentes principais:

• Sensor PIR
• Relés DPDT / SPDT
• IC 4093
• Magnético Reed Switches

Montagem PIR : O dispositivo em forma de cúpula branca do lado esquerdo, montado em um PCB verde é o infravermelho passivo ou o módulo PIR. O módulo detecta o mapa de calor infravermelho proveniente de um corpo humano e os converte em um potencial positivo em seu terminal de saída.

Como pode ser visto, o módulo tem 3 pinagens viz Vcc ou o pino de alimentação positivo, o OUT que produz o potencial de saída em resposta a uma presença humana dentro de sua faixa de detecção, e a pinagem de Vss que é o aterramento ou o pino de alimentação negativo do dispositivo.

Na figura acima, as 3 pinagens do PIR são diretamente configuradas com um resistor limitador de corrente de 1k e um transistor amplificador.

O 1k fornece uma compatibilidade rápida e confiável para o PIR com a alimentação de 12 V, pois é fundamentalmente um dispositivo de 5 V, e a conexão direta de 12 V pode causar um dano permanente ao dispositivo. O transistor funciona como um amplificador que converte a saída de baixa tensão e corrente baixa do PIR para um nível adequadamente mais alto para operar um relé.

A montagem direta das peças mencionadas nos pinos do PIR garante um funcionamento garantido e confiável do PIR, sem a necessidade de qualquer PCB especial ou elementos estabilizadores.

Relé Trabalhando : O relé conectado com o transistor PIR liga quando o PIR detecta um humano, e desliga quando um humano se afasta de sua faixa de detecção. Este relé é do tipo DPDT que possui dois conjuntos de contatos N / O e N / C.

Esses contatos são ligados com um motor de potência para permitir um rotação para frente e para trás em resposta à ativação e desativação do relé DPDT.

Há também um segundo outro relé que é do tipo SPDT, ou seja, com um único conjunto de contatos N / O, N / C. Este relé fornece alimentação positiva para os contatos do relé DPDT e para o motor, de modo que esta alimentação seja desligada sempre que o motor puxar a porta em qualquer uma das extremidades dos limites de abertura / fechamento.

NAND Gates : O circuito usa 4 portas NAND do IC 4093, que controlam o relé SPDT para a desativação necessária do motor assim que a porta é rolada nas extremidades de seu curso.

Reed Relay : Duas chaves de relé de palheta são usadas neste circuito controlador de porta PIR sem toque automático. Os interruptores reed fornecem os sinais elétricos necessários para as portas NAND para garantir que o motor seja desligado quando a porta for puxada além de seus limites.

Circuito trabalhando em detalhes

A polaridade dos fios do motor é conectada com o relé DPDT de forma que os contatos N / C ou normalmente fechados possibilitem o fechamento da porta, e os contatos N / O ou normalmente abertos possibilitem a abertura da porta.

Vamos supor que a porta sem contato esteja em uma posição completamente fechada e nenhum ser humano presente dentro do alcance de detecção do PIR.

Nesta posição, o relé DPDT está no estado desativado com seus contatos descansando em seus pontos N / C.

Além disso, o interruptor reed S1 é posicionado externamente de forma adequada, de modo que quando a porta se fecha, ele se alinhe com um ímã instalado na borda da porta.

Da mesma forma, o interruptor reed S2 é posicionado para responder com outro ímã associado à porta, quando a porta está na posição aberta.

Assim, S1 agora está em estreita proximidade com o por ímã , está na condição fechada e condutiva.

Além disso, como o PIR está desligado, o transistor 8050 também é desligado, fazendo com que a entrada da porta A1 seja alta.

Uma vez que as portas NAND são conectadas como inversores, a saída de A3 nesta situação fica baixa ou 0 V.

Este 0 V faz com que o BC557 ligue e aplique uma alimentação positiva via S1 às duas entradas da porta A4.

Como resultado, a porta A4 fica baixa, ou 0 V mantendo o BC547 e o interruptor de relé associado DESLIGADO. Isso corta a alimentação do relé DPDT e o motor da porta permanece desativado.

Todo o sistema agora espera em uma posição de espera.

Agora, suponha que um humano se aproxime da porta e chegue ao alcance do PIR. O PIR liga , ativando o relé DPT na posição N / O.

A ativação de PIR também faz com que um sinal baixo apareça na entrada da porta A1, que por sua vez faz com que a saída de A3 seja alta.

Esta ação desliga o BC557, fazendo com que a entrada de A4 obtenha 0 e 1 lógica em suas entradas, o que torna a saída alta e ativa o BC547 e o relé SPDT associado.

O SPDT agora fornece a alimentação necessária para o DPDT e o motor.

O motor é ativado rapidamente e começa a girar a porta na posição aberta.

Uma vez que a porta está totalmente aberta, a palheta S2 é ativada, fazendo com que uma lógica 1 apareça na respectiva entrada de A4. Sendo a outra entrada já alta ou 1, a saída de A4 fica baixa, fazendo com que o BC547 e o SPDT sejam desligados.

A alimentação é cortada imediatamente e o motor para.

A pessoa agora entra pela porta e sai do alcance do PIR.

O PIR agora desliga, comutando o DPDT para os contatos N / C, o que deve reverter a operação do motor. Isso também causa uma alta na entrada A1 e uma baixa na saída A3. Isso faz com que as entradas de A4 obtenham lógica 0 e 0 respectivamente, tornando sua saída alta e ligando BC547 e o relé SPDT.

O SPDT inicia o fornecimento ao DPDT e ao motor de forma que o motor agora comece a puxar a porta para a posição fechada.

Aqui, o S2 abre causando uma baixa na respectiva entrada de A4, mas isso não afeta o A4, já que um 0 e 1 ainda mantém a saída de A4 alta.

Finalmente, quando a porta atinge a posição fechada, o relé de palheta S1 conduz, e todo o sistema para e em condição de espera.

Operação de portão deslizante automático sem toque

O conceito de porta sem toque da explicação acima também pode ser aplicado de forma eficaz para a implementação de uma porta sem toque sistema de portão deslizante .

O mecanismo do sistema de portão pode ser visualizado na figura acima.

O portão é deslizante com a ajuda de um par de rodas.

Uma roda é instalada na extremidade dianteira do portão, que suporta o portão para rolar livremente pela ferrovia de metal.

A outra roda em forma de engrenagem é montada no eixo do motor de modo que seus dentes se encaixem nos dentes da engrenagem horizontal instalada na parte inferior da comporta.

Agora, enquanto o motor opera, a roda dentada morde os dentes horizontais da engrenagem e força o conjunto da comporta a rolar na direção determinada pelo movimento no sentido horário ou anti-horário da roda dentada do motor.

Atualizando uma porta padrão em uma porta sem toque

Para converter um sistema de porta comum ou padrão em uma versão sem toque, o seguinte mecanismo simples de puxar e empurrar pode ser empregado.

Aqui, podemos ver um eixo unido no meio e nas extremidades por dobradiças separadas, o que permite que o eixo seja flexível e dobre nos ângulos necessários para permitir puxar ou empurrar a porta em resposta à rotação do disco do motor .

Os ímãs e relés de palheta são ajustados ao disco do motor, de modo que os respectivos ímãs e os interruptores de palheta se alinhem uns com os outros durante a abertura e o fechamento da porta nos ângulos predeterminados.