دائرة موزع المطهر اليدوي / DIY [عدم الاتصال]: 10 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:36

بقلم: حسام مشيري [email protected]

سمات

1. ثبات عالي وعدم حساسية للضوء المحيط
2. حاوية أكريليك (زجاج شبكي) مقطوعة بالليزر
3. فعاله من حيث التكلفه
4. القدرة على التحكم في تدفق معقم اليدين / الكحول (الكفاءة)
5. مكونات من خلال الفتحة (سهلة اللحام)
6. لوح ثنائي الفينيل متعدد الكلور أحادي الطبقة (سهل التصنيع)
7. متحكم ATTiny13 واحد ورخيص
8. انخفاض الاستهلاك الحالي في وضع الاستعداد

-

كما نعلم جميعًا ، ضرب تفشي COVID-19 العالم وغير أسلوب حياتنا. في هذه الحالة ، يعتبر الكحول ومعقمات اليدين أمرًا حيويًا ومكلفًا وفي بعض المناطق يصعب العثور على السوائل ، لذلك يجب استخدامها بشكل صحيح وفعال. في الإصدار الثاني من جهاز موزع معقم اليدين ، عالجت مشاكل التصميم السابقة وقدمت جهازًا بدون حساسية للضوء المحيط وقدرة التحكم في التدفق للكحول / المطهر. لذلك سيتم سكب كمية كافية من السائل عند كل طلب. يستخدم التصميم متحكم ATTiny13 رخيص.

[أ] تحليل الدائرة

يوضح الشكل 1 الرسم التخطيطي للجهاز. يمكن تنفيذ المهمة من خلال مجموعة متنوعة من أجهزة الاستشعار وطرق التصميم ، ومع ذلك ، كان تركيزي على تصميم دائرة فعالة ورخيصة وبسيطة.

الخطوة 1: الشكل 1 ، رسم تخطيطي لموزع معقم اليدين الأوتوماتيكي

P2 هو موصل XH ذكر ثنائي السنون. يتم استخدامه لتوصيل مصباح LED أزرق مقاس 5 مم يجب تثبيته على العلبة ومعقم اليدين / حاوية الكحول. R5 يحد من تيار LED. U1 هو TSOP1738 [1] أو وحدة استقبال الأشعة تحت الحمراء HS0038. إنها وحدة كاملة تستخدم للكشف عن إشارات الأشعة تحت الحمراء وفك تشفيرها. يوضح الشكل 2 مخطط الكتلة لهذا المكون.

الخطوة 2: الشكل 2 ، رسم تخطيطي لوحدة استقبال الأشعة تحت الحمراء TSOP1738 (HS0038)

يمكن للوحدة أن تقبل 5 فولت عند سكة الإمداد وتستهلك حوالي 5 مللي أمبير. يسمح لنا الاستهلاك الحالي المنخفض للمكون باستخدام مرشح RC بسيط (C1 و R3) للتخلص من عدم الاستقرار المحتمل (اكتشاف إشارة الأشعة تحت الحمراء الخاطئة) التي قد تنتج عن ضوضاء الإمداد.

يمكن محاكاة تردد القطع لمرشح RC المذكور أعلاه (مثل LTSpice) أو فحصه في الممارسة العملية. لاختبار سلوك المرشح في الممارسة العملية ، استخدمت راسم الذبذبات Siglent SDS1104X-E ومولد الموجي Siglent SDG1025. يجب توصيل هذين الجهازين باستخدام كبل USB. يوضح الشكل 3 مخطط البودات لسلوك المرشح. تؤكد الحسابات أن تردد القطع للمرشح يبلغ حوالي 112 هرتز في الممارسة العملية. لمزيد من التفاصيل يرجى مشاهدة الفيديو.

الخطوة 3: الشكل 3 ، اختبار سلوك مرشح RC عمليًا بواسطة Bode Plot و SDS1104X-E Oscilloscope

R4 هو مقاوم للسحب ويقلل C2 من ضوضاء خرج U1. D1 هو ديود مرسل IR 5 مم ويحد R1 التيار إلى الصمام الثنائي. يمكن أن تكون قيمة R1 في النطاق من 150R إلى 220R. انخفاض المقاومة يعني نطاق اكتشاف أعلى والعكس صحيح. لقد استخدمت المقاوم 180R لـ R1. Q1 هو 2N7000 [2] N-Channel MOSFET الذي يستخدم لتشغيل / إيقاف تشغيل الصمام الثنائي D1 IR. يحدد R2 تيار البوابة.

IC1 هو متحكم ATTiny13 [3]. إنه متحكم دقيق معروف ورخيص يوفر أجهزة طرفية مناسبة لهذا التطبيق. يولد PORTB.4 نبضًا بموجة مربعة لصمام إرسال الأشعة تحت الحمراء ويستشعر PORTB.3 إشارة التنشيط المنخفضة. يستخدم PORTB.1 لإرسال إشارة التنشيط إلى المضخة. تحدد دورة العمل لهذه النبضة المفردة تدفق الكحول أو معقم اليدين. Q2 هو ترانزستور BD139 [4] NPN الذي يستخدم لتشغيل / إيقاف المضخة. يزيل D3 تيارات الحث العكسي (محرك DC للمضخة) ويقلل C5 ضوضاء المضخة. يشير D2 إلى تنشيط المضخة. R7 يحد من تيار LED. تستخدم C3 و C4 و C6 لتقليل ضوضاء الإمداد.

[ب] تخطيط ثنائي الفينيل متعدد الكلور

يوضح الشكل 4 تخطيط ثنائي الفينيل متعدد الكلور لموزع معقم اليدين الأوتوماتيكي. إنها لوحة PCB أحادية الطبقة وجميع حزم المكونات من خلال الفتحة.

الخطوة 4: الشكل 4 ، تخطيط ثنائي الفينيل متعدد الكلور لجهاز موزع معقم اليدين الأوتوماتيكي

لقد استخدمت مكتبات مكونات SamacSys لـ Q1 [5] و Q2 [6] و IC1 [7]. تساعدني مكتبات SamacSys دائمًا في تجنب الأخطاء غير المرغوب فيها وتجاوز العملية التي تستغرق وقتًا طويلاً لتصميم مكتبات المكونات من البداية. هناك خياران لتثبيت واستخدام المكتبات. أولاً ، تنزيلها وتثبيتها من موقع componentearchengine.com أو ثانيًا عن طريق تثبيتها مباشرةً باستخدام ملحقات CAD المتوفرة [8]. قدمت SamacSys مكونات إضافية لجميع برامج CAD للتصميم الإلكتروني تقريبًا. في حالتي ، استخدمت المكون الإضافي Altium Designer (الشكل 5).

الخطوة 5: الشكل 5 ، المكونات المحددة في البرنامج المساعد SamacSys Altium Designer

يوضح الشكل 6 صورة للنموذج الأولي العامل للوحة موزع معقم اليدين. هل ترى الفتحة في لوحة ثنائي الفينيل متعدد الكلور؟ من الضروري منع أي استقبال غير مرغوب فيه لإشارة IR بواسطة الوحدة U1. تمتلئ هذه الفجوة بقطعة من العلبة.

الخطوة 6: الشكل 6 ، أول لوحة نموذجية عاملة لموزع معقم اليدين

[C] كود مصدر المتحكم الدقيق

تمت كتابة الرمز في C. الجزء المهم من الكود الذي "قد" تحتاج إلى تعديله هو روتين مقاطعة Timer-0 overflow.:

الخطوة السابعة:

تحدد "الحالة 15" تأخير ما قبل التنشيط. يلزم تأخير قصير ليقوم المستخدم بتثبيت يده أسفل المستشعر والفوهة. تحدد "الحالة 23" وقت تنشيط المضخة وتحدد "الحالة 372" التأخير قبل التنشيط المحتمل التالي. يتيح هذا التأخير وقتًا كافيًا للمستخدم لجمع كل قطرات الكحول / مطهر اليدين. كما أنه يمنع إساءة استخدام الجهاز وإهدار السائل الغالي الثمن من قبل الأطفال أو بعض الأفراد. يجب ضبط Fusebits على مصدر الساعة الداخلية 9.6 ميجاهرتز بدون تقسيم على مدار الساعة.

[D] تصميم حاوية Corel Draw مقطعة بالليزر

يوضح الشكل 7 العلبة المصممة في Corel Draw. تحتاج فقط إلى إرسال ملف "sanitizer.cdr" إلى ورشة / شركة القطع بالليزر وطلب القطع بالليزر لزجاج شبكي أسود غير لامع 2 مم (أكريليك). رقيقة الخشب الرقائقي أيضا بخير.

الخطوة 8: الشكل 7 ، تصميم حاوية موزع معقم اليدين في Corel Draw

يوضح الشكل 8 وحدة موزع معقم اليدين الأوتوماتيكي. يمكنك تركيب العلبة على الحاوية التي تريدها. لقد استخدمت وعاء زجاجي.

الخطوة 9: الشكل 8 ، موزع معقم اليدين الأوتوماتيكي بوعاء زجاجي

[E] فاتورة المواد

الخطوة 10: فاتورة المواد

[F] المراجع

المصدر:

[1]: ورقة بيانات TSOP1738:

[2]: ورقة بيانات 2N7000:

[3]: ورقة بيانات ATTiny13:

[4]: ورقة بيانات 139 دينار بحريني:

[5]: رمز تخطيطي 2N7000 وبصمة ثنائي الفينيل متعدد الكلور:

[6]: رمز تخطيطي BD139 وبصمة ثنائي الفينيل متعدد الكلور:

[7]: رمز ATTiny13 التخطيطي وبصمة ثنائي الفينيل متعدد الكلور:

[8]: إضافات CAD: