Circuito Sanitizador Automático de Mãos - Totalmente Sem Contato

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Neste artigo, aprenderemos como fazer um circuito dispensador de desinfetante de mãos de baixo custo, mas totalmente automático, que permitirá uma distribuição sem contato ou sem contato do líquido desinfetante nas mãos do usuário.

Este circuito desinfetante para as mãos sem contato facilita o usuário a acessar o líquido desinfetante nas mãos automaticamente, sem a necessidade de operar ou tocar a bomba do frasco do desinfetante manualmente. O recurso garante que os vírus não tenham chance de se espalhar por meio do toque físico do frasco de desinfetante e de suas partes operacionais.



No entanto, para ser automático, o sistema exigirá algum tipo de sensor para detectar a presença de um humano, ou uma mão humana sob a unidade dispensadora.

Para isso, empregamos a unidade de sensor humano mais básica que é o PIR, ou um dispositivo infravermelho passivo .



Detalhes Básicos de Trabalho

Um PIR é projetado para detectar o calor infravermelho do corpo humano e produzir um pulso elétrico correspondente em seu pino de saída.

Este pulso é usado para ativar um cronômetro de disparo único com base estágio de driver de relé que ativa o relé momentaneamente e alimenta um solenóide com mola.

O solenóide empurra o eixo da bomba de um frasco de desinfetante para dispensar o líquido nas mãos do usuário. O conceito pode ser visualizado na imagem a seguir.

O solenóide na imagem acima está conectado à saída de um circuito monoestável.

Um circuito monoestável é uma configuração que causa uma saída alta momentânea em resposta a um acionamento de entrada momentâneo. A saída permanece alta por um período fixo predeterminado, independentemente da duração do acionamento de entrada.

Neste circuito dispensador de desinfetante automático, o monoestável é acionado por um PIR assim que uma mão humana se aproximando é detectada pelo PIR.

O monoestável, por sua vez, ativa o solenóide por algum tempo, conforme determinado por seus componentes de temporização RC.

A ativação do solenóide faz com que seu eixo central empurre e puxe rapidamente na direção vertical, pressionando a alça da bomba do frasco de desinfetante uma vez.

Isso eventualmente faz com que a garrafa dispense o líquido sanitizante na mão do usuário.

Assim que o usuário retira a mão do sistema, o PIR desliga, e o monoestável também desativa todo o sistema, até que outro usuário coloque a mão na faixa do PIR para repetir o procedimento.

O circuito de disparo monoestável para a unidade de distribuição automática de desinfetante de mãos proposta pode ser projetado usando monoestável transistorizado ou através de um popular Circuito monoestável baseado em IC 555 .

Discutiremos ambas as variantes nas seguintes discussões:

Circuito distribuidor de desinfetante de mão transistorizado

A versão transistorizada do circuito parece muito simples. Quando o dispositivo PIR detecta uma intervenção humana, ele conduz e envia um pulso para a base de T1 via C1.

A corrente através de C1 ativa T1 instantaneamente, que por sua vez ativa T2 e também a bomba solenóide.

Nesse ínterim, C1 carrega rapidamente e evita a entrada de qualquer outra corrente na base de T1, bloqueando assim os pulsos CC repetidos da saída PIR. Isso garante que o sistema funcione apenas momentaneamente para cada detecção e, em seguida, desligue até que a mão seja removida e um novo ciclo seja iniciado.

Esta ativação única de T1 / T2 garante que a carga do solenóide conectada seja ativada para gerar uma única ação push-pull em seu fuso magnético.

O eixo opera a alça da bomba de desinfetante para dispensar uma única dose do líquido desinfetante na mão do usuário.

Você pode notar que o solenóide está conectado no lado do emissor do transistor, ao invés do lado do coletor regular. A conexão do emissor realmente garante que o solenóide seja ativado com um soft-start suave empurrando em resposta ao carregamento do capacitor C2 de 10uF.

Se estiver conectado no lado do coletor, o solenóide será empurrado com um impulso repentino, o que pode não parecer muito impressionante.

Simplificando o Design acima

O desinfetante para mãos sem contato transistorizado acima poderia ser ainda mais simplificado usando um relé, conforme mostrado no seguinte design:

Usando IC 555

A figura acima mostra um circuito monoestável IC 555 padrão. Aqui, quando o pino 2 é aterrado, faz com que a saída do pino 3 fique alta por um período decidido pelos valores R1, C1 ou seus produtos.

Neste projeto de dispensador de desinfetante automático, o R1, C1 é calculado para produzir uma saída alta de aproximadamente 1 segundo, em resposta a um sinal baixo no pino2.

Quando o PIR detecta uma mão humana, ele conduz e liga o transistor BC547, que por sua vez aciona o pino 2 do IC.

Isso instantaneamente faz com que o pino 3 fique alto e ativa o transistor TIP142 e o solenóide conectado, gerando um empurrão de 1 segundo e, em seguida, um pull-up de desligamento no eixo do solenóide. O puxão é gerado pela tensão da mola anexada no eixo do solenóide .

Novamente, nesta versão também o solenóide pode ser visto conectado no lado emissor do transistor, a fim de permitir um impulso suave no eixo do solenóide dependendo da resposta de carga de C3.

Uma visão animada de todo o sistema pode ser visualizada na imagem GIF a seguir.

Sensor infravermelho reflexivo TCRT5000

Visto que o PIR é um sensor relativamente caro, uma alternativa mais barata para fazer um desinfetante automático para as mãos poderia ser usando o sensor reflexivo IR TCRT5000.

O sensor é uma combinação simples de um transmissor de fotodiodo IR e um receptor de foto IR embalados lado a lado, dentro de um único pacote, conforme mostrado abaixo:

As características deste módulo sensor de proximidade IR podem ser entendidas a partir dos seguintes dados:

A partir do diagrama de layout interno do sensor, podemos ver claramente que o módulo consiste em um fotodiodo que emite o sinal IR em direção ao alvo, e um receptor fototransistor adjacente que está posicionado para receber o sinal IR refletido do alvo.

Para adaptar o sensor em uma máquina desinfetante de mãos automática, podemos mais uma vez implementar nosso monoestável baseado em IC 555 do cavalo de trabalho, mostrado abaixo:

O circuito é bastante autoexplicativo, mas se você tiver problemas para entender os detalhes, pode sempre se sentir à vontade para usar a caixa de comentários abaixo para iniciar uma discussão.

Usando HC-SR04 e IC555

O circuito mostrado acima pode ser usado para implementar um dispensador desinfetante automático por meio do módulo detector de proximidade ultrassônico, HC-SR04, e alguns circuitos IC 555.

O IC 555 do lado esquerdo é configurado como um multivibrador astável, enquanto o circuito do IC 555 do lado direito é conectado como um multivibrador monoestável.

Os valores astáveis ​​dos componentes RA, RB e C devem ser calculados para habilitar um PWM de 10us ON e 60us OFF do pino 3 deste IC.

Os componentes de tempo RA e C do monoestável devem ser ajustados para produzir uma saída única alta de 1 segundo do pino 3 deste estágio.

Esta saída pode ser usada para alimentar a bomba dispensadora, o motor, o solenóide, etc., de acordo com os requisitos do projeto.




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