Ардуино же микроконтроллер жок DIY Байланышсыз Кол Дезинфекциялоочу Диспенсер: 17 кадам (Сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:36

Баарыбызга белгилүү болгондой, COVID-19 пандемиясы дүйнөнү каптап, жашоо образыбызды өзгөрттү. Бул шартта, спирт жана кол дезинфекциялоочу каражаттар өтө маанилүү суюктуктар, бирок аларды туура колдонуу керек. Колу жуккан спирт идиштерине же антисептиктерге тийүү вирусту кийинки адамга жугузушу мүмкүн. Бул макалада биз колубуздун бар экендигин аныктоо үчүн IR сенсорлорун колдонгон жана суюктукту колго куюу үчүн насосту иштетүүчү автоматтык кол тазалоочу диспенсерди курабыз. Ниети эң арзан жана оңой чечимди табуу жана схеманы долбоорлоо болчу. Ошондуктан эч кандай Микроконтроллер же Arduino колдонулган эмес. Эки дизайн киргизилген жана сиз каалаганын тандап жана курууга эркинсиз. Биринчи дизайн SMD компоненттерин колдонот, ал эми экинчи дизайн андан да жөнөкөй. Бул кичинекей бир катмар PCB тактасында DIP компоненттерин колдонот.

I. Биринчи дизайн:

[A] Райондук анализ

Схема диаграмманы 1 -сүрөттө карап көрсөңүз болот. P1 туташтыргычы 6Вдан 12Вга чейин схемага туташтыруу үчүн колдонулат. C6 конденсатору мүмкүн болгон үндөрдү азайтуу үчүн колдонулган. REG-1-бул белгилүү AMS1117 [1] LDO жөндөгүчү, ал 5В чыңалууну стабилдештирет.

1-кадам: Сүрөт-1: Автоматтык кол тазалоочу диспенсердин схемалык схемасы (Биринчи дизайн)

D2 туура электр байланышын көрсөтөт жана R5 LED токту чектейт. D1 IR өткөргүч диод жана R1 D1 токту чектейт, башкача айтканда, сенсордун сезимталдыгын аныктайт. U1 - D1 (өткөргүч) диодуна 38 кГц импульсту киргизүү үчүн конфигурацияланган атактуу 555 [2] таймер IC. R4 потенциометрин буруп, жыштыкты жөндөй аласыз. C1 жана C2 ызы -чууну басаңдатуу үчүн колдонулат. U2 - TSOP1738 IR кабылдагычы [3]. TSOP17XX маалымат барагына ылайык: “TSOP17XX сериясы - инфракызыл алыстан башкаруу системалары үчүн миниатюрленген кабыл алгычтар. PIN диод жана preamplifier коргошун алкагында чогултулган, epoxy пакети IR чыпкасы катары иштелип чыккан. Демодуляцияланган чыгуу сигналы түздөн -түз микропроцессор тарабынан чечмелениши мүмкүн. TSOP17.. бардык негизги берүү коддорун колдогон стандарттуу IR алыстан башкаруу алуучу сериясы.” TSOP1738 активдүү-төмөн өндүрүштү киргизет. Бул U2дин чыгуучу пини 38КГц IR жарыгынын алдында төмөн түшөт дегенди билдирет. Ошондуктан мен DC моторун (суюк насосту) айдоо үчүн арзан P-Channel NDS356 MOSFET [4] колдондум. D4 мотордун тескери агымынан коргоочу диод жана C8 мотордун индуктивдүү үндөрүн азайтат. D3 - суюктук насосунун IR кабыл алуусун жана активдешүүсүн көрсөтүүчү LED. С4 жана С5 берүү ызы -чуусун азайтуу үчүн колдонулган.

[B] PCB макети

Figure 2 PCB макетин көрсөтөт. Түшүнүктүү болгондой, IR өткөргүч диодунан жана TSOP IR алуучусунан башка бардык компоненттер SMD болуп саналат.

2-кадам: Сүрөт-2: Кол тазалоочу автоматтык диспенсердин ПКБ жайгашуусу (биринчи дизайн)

AMS1117-5.0 [5], LM555 [6], TSOP1738 [7] жана NDS536AP [8] үчүн SamacSys компонентинин китепканаларын (Схемалык белгилер жана ПХБнын издери) колдондум. SamacSys китепканалары бекер жана IPC изинин стандарттарына ылайык. Бул китепканаларды колдонуу дизайн убактысын кыйла кыскартат жана дизайн каталарын алдын алат. Китепканаларды орнотуу үчүн сиз CAD плагинин колдоно аласыз [9] (3-сүрөт) же аларды компонент-издөө системасынан жүктөп алыңыз. Мен Altium Designer колдончумун, ошондуктан Altium плагинин колдонууну туура көрдүм.

3-кадам: Сүрөт-3: SamacSys CAD плагиндерин жана Altium Designer плагининдеги колдонулган компоненттерди колдойт

Figure 4 жана Figure 5 PCB тактасынын үстү жана асты 3D көрүнүштөрүн көрсөтөт

4-кадам: Сүрөт-4: ПХБ тактасынан 3D кароо (жогору)

5-кадам: Figure-5: PCB тактасынан 3D кароо (ылдыйда)

[C] Монтаж жана ТестТетиктерди чогултуу процессинде эч нерсе өзгөчө эмес. TR жана RE сенсорлорунан башка бардык компоненттер SMD болуп саналат. Мен чынжырды тез арада сынап көрөйүн деген ниетим бар болчу, ошондуктан мен жарым-жартылай жасалган ПХД тактасын, ширетүүчү маскаларсыз жана жибек экраны менен колдондум. Сиздин милдет профессионалдуу жасалма ПХБ тактасы менен бир топ оңой:-). Figure 6 прототипин көрсөтөт.

6-кадам: Сүрөт-6: Кол менен тазалоочу диспенсердин прототипи (биринчи дизайн) Жарты үйдө жасалган ПХБ тактасында

Чогулгандан кийин, эң ылайыктуу жана аныктоо диапазонун табуу үчүн R1 жана R4ти тууралоого аракет кылыңыз. R1 IR кубаттуулугун (диапазонун) жана R4 берүү жыштыгын аныктайт.

7 -кадам: [D] Билл материалдар

II. Экинчи Дизайн

[A] Райондук анализ

Сүрөт 7 аппараттын схемасын көрсөтөт. P3 туташтыргычы схемага +5V жеткирүүнү туташтыруу үчүн колдонулат. C4 жана C5 конденсаторлору кириш берүүчү үндөрдү азайтуу үчүн колдонулат. IC1 - чынжырдын жүрөгү. Бул атактуу LM393 салыштыргыч [10].

8-кадам: Сүрөт-7: Автоматтык кол тазалоочу диспенсердин схемалык диаграммасы (Экинчи дизайн)

LM393 маалымат барагына ылайык: LM393 сериясы - бул эки көз карандысыз тактыктын чыңалуусун салыштыруучу бирдиктүү же бирдиктүү иштөө жөндөмдүүлүгү. Бул түзмөктөр жалпы режим диапазонуна уруксат берүү үчүн иштелип чыккан. 2,0 мВге чейин төмөн болгон офсет чыңалуусу бул түзмөктү керектөөчү, автомобиль жана өнөр жай электроникасындагы көптөгөн колдонмолор үчүн мыкты тандоо кылат.

Бул арзан жана колдо болгон IC. Жалпысынан алганда, мен сизге сунуштайм, эгер сиздин колдонмоңуз компаратор болсо, анда жөн гана OPAMPтердин ордуна салыштыргыч чиптерди колдонуңуз. Биз чиптин биринчи компараторун колдондук жана R3 потенциометр активдешүү босогосун аныктайт. С2 потенциометрдин ортоңку пининдеги мүмкүн болгон үндөрдү азайтат. D1 - IR өткөргүч, D2 - IR алуучу диод. D2 оң пин (+) чыңалуусу менен салыштырыла турган компаратордун терс пинине (-) туташтырылган. Салыштыргычтын чыккычы активдүү-төмөн, бирок R4 менен тартылган оң.

Q1 - насосту (DC мотору) жана D3 LEDди айдап жүргөн BD140 PNP транзистору [11]. D4 тескери коргоо диоду жана C3 схеманын туруктуулугуна таасир этпеш үчүн насостун индуктивдүү үндөрүн азайтат. Акырында, P1 көк 5мм диодду туура электр байланышын көрсөтүү үчүн туташтыруу үчүн колдонулат.

[B] PCB макети

Figure 8 экинчи долбоордун PCB макетин көрсөтөт. Бул бир катмар PCB тактасы жана бардык компоненттери DIP. Бул DIYди үйдө тез арада куруу баарына оңой.

9-кадам: Сүрөт-8: Кол тазалоочу автоматтык диспенсердин ПКБ жайгашуусу (экинчи дизайн)

Биринчи дизайн сыяктуу эле, мен LM393 [12] жана BD140 [13] үчүн SamacSys компонентинин китепканаларын (Схемалык белгилер жана ПХБнын издери) колдондум. SamacSys китепканалары бекер жана IPC изинин стандарттарына ылайык. Китепканаларды орнотуу үчүн сиз CAD плагинин колдоно аласыз [9] (сүрөт 9) же аларды компонент-издөө системасынан жүктөп алыңыз. Бул китепканаларды колдонуу дизайн убактысын кыйла кыскартат жана дизайн каталарын алдын алат. Мен Altium Designer CAD программасын колдондум, ошондуктан Altium плагинин орнотууну туура көрдүм.

10-кадам: Сүрөт-9: SamacSys CAD плагиндерин жана Altium Designer плагининдеги колдонулган компоненттерди колдойт

Figure 10 чогулган PCB тактасынан 3D көрүнүшүн көрсөтөт.

11-кадам: Сүрөт-10: ПХБ тактасынан 3D кароо (жогору)

[C] Монтаж жана сыноо

Figure 11 чогулган PCB тактасын көрсөтөт. Бул мен түшүнүктү тез текшерүү үчүн колдонулган жарым үйдө жасалган ПХБ тактасы. Ондурушко заказ кылсаныз болот. Лайкоодо өзгөчө эч нерсе жок. Бардык компоненттер DIP болуп саналат. Аябай оңой. Иши кылса жазачы:-). Бул дизайн биринчи дизайнга караганда жеңил жана ал тургай арзаныраак. Ошентип, мен муну ээрчип, кол дезинфекциялоочу диспенсерди бүтүрдүм.

12-кадам: Сүрөт-11: Жарым үйдө жасалган ПХБ тактасындагы дезинфекциялоочу диспенсердин прототиби (Экинчи Дизайн)

Figure 12 тандалган суюк насосту көрсөтөт. Бул, балким, рынокто эң арзан, бирок мен анын ишине канааттанам.

13-кадам: Сүрөт-12: Кол тазалоочу суюктукту агуу үчүн тандалган суюк насос

Акыр -аягы, 13 -сүрөттө кол тазалагычтын толук диспенсери көрсөтүлгөн. Сиз окшош айнекти же пластикалык идишти тандай аласыз, мисалы, пластикалык кофе сактоочу контейнер. Менин тандалганым айнек соустун контейнери:-). Мен шлангды ийип кармап туруу үчүн жөнөкөй жез зымды колдондум. R3 потенциометрин эң төмөнкү сезгичтик деңгээлинен буруп, каалаган диапазонго жетүү үчүн бир аз жогорулатыңыз. Муну өтө сезимтал ЭМЕС кылыңыз, анткени насос эч кандай триггерсиз өзүнөн өзү иштеши мүмкүн!

14-кадам: Сүрөт-13: Кол тазалоочу диспенсердин толук DIY

Figure 14 караңгыда диспенсерди көрсөтөт. Көк LEDдин жарыгы (P1) контейнердин капкагына орнотулушу керек болгон жагымдуу көрүнүштү берет.

15-кадам: Сүрөт-14: Караңгыда кол тазалагыч диспенсердин көрүнүшү

16 -кадам: [D] Билл материалдар

17 -кадам: Шилтемелер

Негизги макала:

[1]: AMS1117-5.0 маалымат жадыбалы:

[2]: LM555 маалымат жадыбалы:

[3]: TSOP1738 маалымат жадыбалы:

[4]: NDS356 маалымат жадыбалы:

[5]: AMS1117-5.0 Схемалык символ жана ПХБнын изи:

[6]: LM555 схемалык белгиси жана ПХБнын изи:

[7]: TSOP1738 схемалык белгиси жана ПХБнын изи:

[8]: NDS356 схемалык белгиси жана ПХБнын изи:

[9]: CAD плагиндери:

[10]: LM393 маалымат жадыбалы:

[11]: BD140 маалымат жадыбалы:

[12]: LM393 схемалык белгиси жана ПХБнын изи:

[13]: BD140 схемалык белгиси жана ПХБнын изи: