Hand Sanitizer Dispenser Circuit/DIY [Non Contact]: 10 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:25

Af Hesam Moshiri, [email protected]

Funktioner

1. Høj stabilitet og ingen følsomhed over for det omgivende lys
2. Laserskåret akryl (plexiglas) kabinet
3. Omkostningseffektiv
4. Flow control evne til håndsprit/alkohol (effektivitet)
5. Gennemgående huller (let at lodde)
6. Enkeltlags printkort (let at fremstille)
7. Enkelt og billig ATTiny13 mikrokontroller
8. Lavt standby -strømforbrug

-

Som vi alle ved, ramte COVID-19-udbruddet verden og ændrede vores livsstil. I denne tilstand er alkohol og hånddesinfektionsmidler livsvigtige, dyre og i nogle områder svære at finde væsker, så de skal bruges korrekt og effektivt. I den anden version af hånddesinfektionsdispenser -enheden har jeg taget fat på de tidligere designproblemer og introduceret en enhed uden følsomhed over for omgivende lys og strømningskontrol i alkoholen/desinfektionsmidlet. Derfor hældes der lige nok mængde væske på hver anmodning. Designet bruger en billig ATTiny13 mikrokontroller.

[A] Kredsløbsanalyse

1 viser det skematiske diagram over enheden. Opgaven kunne opfyldes med en række forskellige sensorer og designmetoder, men mit fokus var at designe et effektivt, billigt og enkelt kredsløb.

Trin 1: Figur 1, skematisk diagram over den automatiske dispenser til håndrensning

P2 er et 2-benet han-XH-stik. Det bruges til at tilslutte en 5 mm blå LED, der skal monteres på kabinettet og håndsprit-/spritbeholderen. R5 begrænser LED'ens strøm. U1 er TSOP1738 [1] eller HS0038 IR -modtagermodul. Det er en komplet enhed, der bruges til at detektere og afkode IR -signaler. Figur 2 viser blokdiagrammet for denne komponent.

Trin 2: Figur 2, blokdiagram over TSOP1738 (HS0038) IR -modtagermodul

Modulet kan acceptere 5V på forsyningsskinnen, og det forbruger omkring 5mA. Lavt strømforbrug af komponenten giver os mulighed for at bruge et simpelt RC -filter (C1 og R3) til at eliminere mulige ustabilitet (detektering af falsk IR -signal), der kan indføres af forsyningsstøj.

Afskæringsfrekvensen for det ovennævnte RC-filter kan både simuleres (f.eks. LTSpice) eller undersøges i praksis. For at teste filterets adfærd i praksis brugte jeg et Siglent SDS1104X-E oscilloskop og et Siglent SDG1025 bølgeformgenerator. Disse to enheder skal tilsluttes ved hjælp af et USB -kabel. Figur 3 viser budplot af filterets adfærd. Beregningerne bekræfter, at filterets afskæringsfrekvens er omkring 112Hz i praksis. Se videoen for flere detaljer.

Trin 3: Figur 3, Test af RC-filterets adfærd i praksis ved Bode Plot og SDS1104X-E-oscilloskopet

R4 er en pull-up modstand og C2 reducerer U1 output lyde. D1 er en 5 mm IR -senderdiode, og R1 begrænser strømmen til dioden. R1 -værdien kan ligge i området 150R til 220R. Lavere modstand betyder højere registreringsområde og omvendt. Jeg brugte en 180R modstand til R1. Q1 er 2N7000 [2] N-Channel MOSFET, der bruges til at tænde/slukke D1 IR-dioden. R2 begrænser portens strøm.

IC1 er ATTiny13 [3] mikrokontroller. Det er en kendt og billig mikrokontroller, der giver tilstrækkelige eksterne enheder til denne applikation. PORTB.4 genererer en firkantet bølgepuls til IR-senderdioden, og PORTB.3 registrerer signalet aktiver-lavt. PORTB.1 bruges til at sende aktiveringssignalet til pumpen. Driftscyklussen for denne enkeltpuls definerer strømmen af alkohol eller håndsprit. Q2 er BD139 [4] NPN -transistoren, der bruges til at tænde/slukke pumpen. D3 eliminerer de modsatte induktorstrømme (pumpens jævnstrømsmotor), og C5 reducerer pumpestøj. D2 angiver pumpens aktivering. R7 begrænser LED'ens strøm. C3, C4 og C6 bruges til at reducere forsyningslyde.

[B] PCB -layout

Figur 4 viser PCB -layoutet til den automatiske dispenser til håndsprit. Det er et enkeltlags printkort, og alle komponentpakker er gennemgående huller.

Trin 4: Figur 4, PCB -layout af den automatiske håndrensemiddel

Jeg brugte SamacSys komponentbiblioteker til Q1 [5], Q2 [6] og IC1 [7]. SamacSys-bibliotekerne hjælper mig altid med at undgå uønskede fejl og omgå den tidskrævende proces med at designe komponentbibliotekerne fra bunden. Der er to muligheder for at installere og bruge bibliotekerne. Først skal du downloade og installere dem fra componentsearchengine.com eller for det andet ved at installere dem direkte ved hjælp af de medfølgende CAD -plugins [8]. SamacSys har leveret plugins til næsten al elektronisk design af CAD -software. I mit tilfælde brugte jeg Altium Designer -pluginet (figur5).

Trin 5: Figur 5, de udvalgte komponenter i SamacSys Altium Designer Plugin

Figur 6 viser et billede af den første arbejdsprototype af hånddesinfektionsdispenserbordet. Kan du se udskæringen i printkortet? Det er nødvendigt at forhindre uønsket IR -modtagelse af U1 -modulet. Dette hul bliver fyldt med et stykke af kabinettet.

Trin 6: Figur 6, det første arbejdsprototypekort i håndrensemiddeldispenseren

[C] Mikrokontrollerens kildekode

Koden er blevet skrevet i C. Den vigtige del af koden, som du "måske" skal ændre, er Timer-0 overløbsrutinen:

Trin 7:

"Sag 15" definerer foraktiveringsforsinkelsen. En kort forsinkelse er nødvendig for brugeren at fastgøre sin hånd under sensoren og dysen. “Case 23” definerer pumpens aktiveringstid og “case 372” definerer forsinkelsen inden den næste mulige aktivering. Denne forsinkelse giver brugeren nok tid til at samle alle håndsprit/spritdråber. Det forhindrer også misbrug af enheden og spild af den dyre væske af børn eller nogle personer. Fusebits skal indstilles på 9,6 MHz intern urkilde uden urinddeling.

[D] Design af laserskåret Corel Draw-kabinet

Figur 7 viser det designede kabinet i Corel Draw. Du skal bare sende filen “sanitizer.cdr” til et laserskærende værksted/virksomhed og bestille laserskåret til 2 mm mat sort plexiglas (akryl). Tynd krydsfiner er også i orden.

Trin 8: Figur 7, hånddesinfektionsdispenserindkapslingsdesignet i Corel Draw

Figur 8 viser den komplette automatiske dispenser til håndsprit. Du kan montere kabinettet på din ønskede beholder. Jeg brugte en glasbeholder.

Trin 9: Figur 8, Automatisk håndrensemiddel med glasbeholder

[E] Materialeliste

Trin 10: Stykliste

[F] Referencer

Kilde:

[1]: TSOP1738 datablad:

[2]: 2N7000 datablad:

[3]: ATTiny13 datablad:

[4]: BD139 datablad:

[5]: 2N7000 skematisk symbol og PCB -fodaftryk:

[6]: BD139 skematisk symbol og PCB -fodaftryk:

[7]: ATTiny13 skematisk symbol og PCB -fodaftryk:

[8]: CAD-plugins: