Sirkuit Pembersih Tangan Otomatis - Sepenuhnya Tanpa Kontak

Pada artikel ini kita akan belajar bagaimana membuat rangkaian dispenser pembersih tangan berbiaya rendah namun sepenuhnya otomatis yang akan memungkinkan pengeluaran cairan pembersih tangan tanpa sentuhan atau tanpa kontak ke tangan pengguna.

Rangkaian hand sanitizer nirsentuh ini memudahkan pengguna untuk mengakses cairan pembersih tangan secara otomatis tanpa perlu mengoperasikan atau menyentuh pompa botol sanitizer secara manual. Fitur ini memastikan bahwa virus tidak mungkin menyebar melalui sentuhan fisik pada botol pembersih dan bagian operasinya.

Namun untuk menjadi otomatis, sistem akan membutuhkan semacam sensor untuk mendeteksi keberadaan manusia, atau tangan manusia di bawah unit dispenser.

Untuk ini, kami menggunakan unit sensor manusia yang paling dasar yaitu PIR, atau perangkat inframerah pasif .

Detail Kerja Dasar

PIR dirancang untuk mendeteksi panas infra merah dari tubuh manusia dan menghasilkan pulsa listrik yang sesuai pada pin keluarannya.

Pulsa ini digunakan untuk mengaktifkan berbasis one-shot timer panggung pengemudi estafet yang mengaktifkan relai sejenak, dan memberi daya pada solenoida yang dimuat pegas.

Solenoida mendorong poros pompa dari botol pembersih untuk mengeluarkan cairan ke tangan pengguna. Konsep tersebut dapat divisualisasikan pada gambar berikut.

Solenoida pada gambar di atas terhubung ke output rangkaian monostabil.

Sirkuit monostabil adalah konfigurasi yang menyebabkan output tinggi sesaat sebagai respons terhadap pemicu input sesaat. Output tetap tinggi untuk periode tetap yang telah ditentukan, terlepas dari durasi pemicu input.

Dalam rangkaian dispenser pembersih otomatis ini, monostabil dipicu oleh PIR segera setelah tangan manusia yang mendekat terdeteksi oleh PIR.

Monostabil pada gilirannya mengaktifkan solenoida untuk beberapa saat seperti yang ditentukan oleh komponen timing RC-nya.

Aktivasi solenoida menyebabkan spindel pusatnya dengan cepat mendorong dan menarik ke arah vertikal, menekan pegangan pompa dari botol pembersih satu kali.

Ini pada akhirnya menyebabkan botol mengeluarkan cairan pembersih ke tangan pengguna.

Setelah pengguna menarik tangannya dari sistem, PIR akan mati, dan monostabil juga menonaktifkan seluruh sistem, sampai pengguna lain membawa tangannya ke dalam jangkauan PIR untuk mengulangi prosedur.

Sirkuit pemicu monostabil untuk unit pengeluaran pembersih tangan otomatis yang diusulkan dapat dirancang menggunakan transistorized monostable atau melalui yang populer Sirkuit monostabil berbasis IC 555 .

Kedua varian tersebut akan kita bahas pada pembahasan berikut:

Sirkuit Dispenser Pembersih Tangan Transistor

Versi transistorized dari rangkaian terlihat sangat mudah. Ketika perangkat PIR mendeteksi intervensi manusia, ia melakukan dan mengirimkan pulsa ke dasar T1 melalui C1.

Arus yang melalui C1 langsung mengaktifkan T1, yang pada gilirannya mengaktifkan T2 dan juga pompa solenoida.

Sementara itu, C1 dengan cepat mengisi dan mencegah masuknya arus lebih lanjut ke basis T1, sehingga memblokir pulsa DC berulang dari output PIR. Ini memastikan bahwa sistem hanya bekerja sebentar untuk setiap deteksi, lalu mati hingga tangan dilepas dan siklus baru dimulai.

Aktivasi T1 / T2 satu kali ini memastikan bahwa beban solenoida yang terhubung diaktifkan untuk menghasilkan satu aksi dorong-tarik pada poros magnetnya.

Spindel mengoperasikan pegangan pompa pembersih untuk mengeluarkan satu dosis cairan pembersih di tangan pengguna.

Anda dapat melihat bahwa solenoida terhubung di sisi emitor transistor, bukan di sisi kolektor biasa. Koneksi emitor benar-benar memastikan bahwa solenoida aktif dengan lembut mulai mendorong sebagai respons terhadap pengisian kapasitor 10uF C2.

Jika terhubung di sisi kolektor akan mengakibatkan solenoida terdorong dengan dorongan tiba-tiba, yang mungkin tidak terlihat sangat mengesankan.

Menyederhanakan Desain di atas

Hand sanitizer contacless transistorized di atas dapat lebih disederhanakan dengan menggunakan relai seperti yang ditunjukkan pada desain berikut:

Menggunakan IC 555

Gambar di atas menunjukkan rangkaian standar IC 555 monostable. Di sini, ketika pin2 di-ground, menyebabkan output pin3 menjadi tinggi untuk periode yang ditentukan oleh nilai R1, C1 atau produknya.

Dalam desain dispenser pembersih otomatis ini, R1, C1 dihitung untuk menghasilkan output tinggi sekitar 1 detik, sebagai respons terhadap sinyal rendah pada pin2.

Ketika PIR mendeteksi tangan manusia, PIR akan menghantarkan dan menyalakan transistor BC547 yang pada gilirannya memicu pin2 dari IC.

Ini secara instan menyebabkan pin3 menjadi tinggi dan mengaktifkan transistor TIP142 dan solenoid yang terhubung, menghasilkan dorongan panjang 1 detik dan kemudian pull-up shut down pada poros solenoida. Tarikan dihasilkan oleh tegangan pegas yang terpasang pada poros solenoida .

Sekali lagi, dalam versi ini juga solenoida dapat dilihat terhubung di sisi emitor transistor untuk memungkinkan dorongan lembut pada poros solenoida tergantung pada respons pengisian C3.

Tampilan animasi dari seluruh sistem dapat divisualisasikan dalam gambar GIF berikut.

Sensor Reflektif Inframerah TCRT5000

Karena PIR adalah sensor yang relatif mahal, alternatif yang lebih murah untuk membuat pembersih tangan otomatis adalah dengan menggunakan sensor reflektif IR TCRT5000.

Sensor adalah kombinasi sederhana dari pemancar fotodioda IR dan penerima foto IR yang dikemas berdampingan, di dalam satu paket seperti yang ditunjukkan di bawah ini:

Ciri-ciri modul sensor proximity IR ini dapat dipahami dari data-data berikut:

Dari diagram tata letak internal sensor kita dapat dengan jelas melihat bahwa modul terdiri dari fotodioda yang memancarkan sinyal IR ke arah target, dan penerima fototransistor yang diposisikan untuk menerima sinyal IR yang dipantulkan dari target.

Untuk mengadaptasi sensor dalam mesin pembersih tangan otomatis, kita masih dapat mengimplementasikan kuda kerja IC 555 berbasis monostable, seperti yang ditunjukkan di bawah ini:

Rangkaiannya cukup jelas, tetapi jika Anda memiliki masalah dalam memahami detailnya, Anda selalu dapat menggunakan kotak komentar di bawah untuk memulai diskusi.

Menggunakan HC-SR04 dan IC555

Rangkaian yang ditunjukkan di atas dapat digunakan untuk mengimplementasikan dispenser pembersih otomatis melalui modul detektor jarak ultrasonik, HC-SR04, dan beberapa rangkaian IC 555.

Sisi kiri IC 555 dikonfigurasi sebagai multivibrator astabil sedangkan rangkaian IC 555 sisi kanan dihubungkan sebagai multivibtator monostabil.

Nilai komponen RA, RB, C astabil harus dihitung untuk mengaktifkan PWM 10us ON dan 60us OFF dari pin3 IC ini.

Komponen pengaturan waktu RA dan C dari monostabil harus disesuaikan untuk menghasilkan output satu bidikan tinggi 1 detik dari pin3 pada tahap ini.

Output ini dapat digunakan untuk menyalakan pompa pengeluaran, motor, solenoid dll sesuai kebutuhan desain.