El Dezenfektanı Dispenser Devresi/DIY [Temassız]: 10 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:16

Hesam Moshiri tarafından, [email protected]

Özellikleri

1. Yüksek stabilite ve ortam ışığına duyarlılık yok
2. Lazer kesim akrilik (pleksiglas) muhafaza
3. Uygun maliyetli
4. El dezenfektanı/alkolün akış kontrol kapasitesi (verimlilik)
5. Delikli bileşenler (lehimlenmesi kolay)
6. Tek katmanlı PCB kartı (üretimi kolay)
7. Tek ve ucuz ATTiny13 mikrodenetleyici
8. Düşük bekleme akımı tüketimi

-

Hepimizin bildiği gibi, COVID-19 salgını dünyayı vurdu ve yaşam tarzımızı değiştirdi. Bu durumda alkol ve el dezenfektanları hayati önem taşır, pahalıdır ve bazı bölgelerde sıvı bulmak zordur, bu nedenle doğru ve verimli kullanılmaları gerekir. El dezenfektanı dispenser cihazının ikinci versiyonunda, önceki tasarım problemlerini ele aldım ve ortam ışığına duyarlı olmayan ve alkol/dezenfektanın akış kontrol kabiliyetine sahip bir cihaz tanıttım. Bu nedenle her istek üzerine yeterli miktarda sıvı dökülecektir. Tasarım ucuz bir ATTiny13 mikrodenetleyici kullanır.

[A] Devre Analizi

şekil 1 cihazın şematik diyagramını göstermektedir. Görev, çeşitli sensörler ve tasarım yöntemleri ile yerine getirilebilir, ancak benim odak noktam verimli, ucuz ve basit bir devre tasarlamaktı.

Adım 1: Şekil 1, Otomatik El Dezenfektanı Dispenserinin Şematik Diyagramı

P2, 2 pimli bir erkek XH konektörüdür. Muhafazaya ve el dezenfektanı/alkol kabına monte edilmesi gereken 5 mm'lik mavi bir LED'i bağlamak için kullanılır. R5, LED'in akımını sınırlar. U1, TSOP1738 [1] veya HS0038 IR alıcı modülüdür. IR sinyallerini algılamak ve kodunu çözmek için kullanılan eksiksiz bir birimdir. Şekil 2, bu bileşenin blok şemasını göstermektedir.

Adım 2: Şekil 2, TSOP1738 (HS0038) IR Alıcı Modülünün Blok Şeması

Modül, besleme rayında 5V kabul edebilir ve yaklaşık 5mA tüketir. Bileşenin düşük akım tüketimi, besleme gürültüsünden kaynaklanabilecek olası kararsızlıkları (yanlış IR sinyali algılama) ortadan kaldırmak için basit bir RC filtresi (C1 ve R3) kullanmamızı sağlar.

Yukarıda bahsedilen RC filtresinin kesme frekansı hem simüle edilebilir (LTSpice gibi) hem de pratikte incelenebilir. Filtrenin davranışını pratikte test etmek için bir Siglent SDS1104X-E osiloskop ve bir Siglent SDG1025 dalga formu üreteci kullandım. Bu iki cihaz bir USB kablosu kullanılarak bağlanmalıdır. Şekil 3, filtrenin davranışının bode grafiğini göstermektedir. Hesaplamalar, filtrenin kesim frekansının pratikte 112Hz civarında olduğunu doğrulamaktadır. Daha fazla ayrıntı için lütfen videoyu izleyin.

Adım 3: Şekil 3, RC Filtresinin Davranışını Uygulamada Bode Grafiği ve SDS1104X-E Osiloskop ile Test Etme

R4, bir çekme direncidir ve C2, U1 çıkış seslerini azaltır. D1, 5 mm IR verici diyottur ve R1 akımı diyotla sınırlar. R1 değeri 150R ile 220R arasında olabilir. Daha düşük direnç, daha yüksek algılama aralığı anlamına gelir ve bunun tersi de geçerlidir. R1 için 180R direnç kullandım. Q1, D1 IR diyotunu AÇMAK/KAPATMAK için kullanılan 2N7000 [2] N-Kanal MOSFET'idir. R2, geçidin akımını sınırlar.

IC1, ATTiny13 [3] mikro denetleyicisidir. Bu uygulama için yeterli çevre birimleri sağlayan bilinen ve ucuz bir mikro denetleyicidir. PORTB.4, IR verici diyot için bir kare dalga darbesi üretir ve PORTB.3 etkinleştirme-düşük sinyalini algılar. PORTB.1 aktivasyon sinyalini pompaya göndermek için kullanılır. Bu tek darbenin görev döngüsü, alkol veya el dezenfektanı akışını tanımlar. Q2, pompayı AÇMAK/KAPATMAK için kullanılan BD139 [4] NPN transistörüdür. D3, ters endüktör akımlarını (pompanın DC motoru) ortadan kaldırır ve C5, pompa seslerini azaltır. D2, pompa aktivasyonunu gösterir. R7, LED'in akımını sınırlar. Besleme seslerini azaltmak için C3, C4 ve C6 kullanılır.

[B] PCB Düzeni

Şekil 4, otomatik el dezenfektanı dağıtıcısının PCB düzenini göstermektedir. Tek katmanlı bir PCB kartıdır ve tüm bileşen paketleri delikten geçer.

Adım 4: Şekil 4, Otomatik El Dezenfektanı Dispenser Cihazının PCB Düzeni

Q1 [5], Q2 [6] ve IC1 [7] için SamacSys bileşen kitaplıklarını kullandım. SamacSys kitaplıkları, her zaman istenmeyen hatalardan kaçınmama ve bileşen kitaplıklarını sıfırdan tasarlamanın zaman alıcı sürecini atlamama yardımcı olur. Kitaplıkları kurmak ve kullanmak için iki seçenek vardır. İlk olarak, bunları componentearchengine.com adresinden indirip kurun veya ikinci olarak doğrudan sağlanan CAD eklentilerini kullanarak kurun [8]. SamacSys, neredeyse tüm elektronik tasarım CAD yazılımları için eklentiler sağlamıştır. Benim durumumda Altium Designer eklentisini kullandım (Şekil5).

Adım 5: Şekil 5, SamacSys Altium Designer Eklentisindeki Seçilmiş Bileşenler

Şekil 6, el dezenfektanı dağıtma panosunun ilk çalışan prototipinin bir resmini göstermektedir. PCB kartındaki kesimi görüyor musunuz? U1 modülü tarafından istenmeyen IR sinyal alımını önlemek gereklidir. Bu boşluk, muhafazanın bir parçası ile doldurulur.

Adım 6: Şekil 6, El Dezenfektanı Dispenserinin İlk Çalışan Prototip Panosu

[C] Mikrodenetleyicinin Kaynak Kodu

Kod C'de yazılmıştır. Kodun "değiştirmeniz" gerekebilecek önemli kısmı, Timer-0 overflow interrupt yordamıdır.:

7. Adım:

"Durum 15", ön etkinleştirme gecikmesini tanımlar. Kullanıcının elini sensör ve memenin altına sabitlemesi için kısa bir gecikme gereklidir. "durum 23", pompa aktivasyon süresini tanımlar ve "durum 372", bir sonraki olası aktivasyondan önceki gecikmeyi tanımlar. Bu gecikme, kullanıcının tüm el dezenfektanı/alkol damlalarını toplaması için yeterli zaman sağlar. Ayrıca cihazın yanlış kullanılmasını ve pahalı sıvının çocuklar veya bazı kişiler tarafından israf edilmesini önler. Sigorta bitleri, saat bölümü olmadan 9.6MHz dahili saat kaynağında ayarlanmalıdır.

[D] Lazer Kesim Corel Draw Muhafaza Tasarımı

Şekil 7, Corel Draw'da tasarlanan muhafazayı göstermektedir. Sadece “sanitizer.cdr” dosyasını bir lazer kesim atölyesine/şirketine göndermeniz ve 2mm mat siyah pleksiglas (akrilik) için lazer kesim siparişi vermeniz yeterlidir. İnce kontrplak da iyidir.

Adım 8: Şekil 7, Corel Draw'da El Dezenfektanı Dispenser Muhafaza Tasarımı

Şekil 8, tam otomatik el dezenfektanı dağıtma ünitesini göstermektedir. Muhafazayı istediğiniz konteynere monte edebilirsiniz. Ben cam kavanoz kullandım.

Adım 9: Şekil 8, Cam Kaplı Otomatik El Dezenfektanı Dispenseri

[E] Malzeme Listesi

Adım 10: Malzeme Listesi

[F] Referanslar

Kaynak:

[1]: TSOP1738 veri sayfası:

[2]: 2N7000 veri sayfası:

[3]: ATTiny13 veri sayfası:

[4]: BD139 veri sayfası:

[5]: 2N7000 şematik sembol ve PCB ayak izi:

[6]: BD139 şematik sembolü ve PCB ayak izi:

[7]: ATTiny13 şematik sembolü ve PCB ayak izi:

[8]: CAD Eklentileri: