Circuit de distributeur de désinfectant pour les mains/DIY [sans contact] : 10 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:05

Par Hesam Moshiri, [email protected]

Caractéristiques

1. Haute stabilité et aucune sensibilité à la lumière ambiante
2. Boîtier en acrylique (plexiglas) découpé au laser
3. Rentable
4. Capacité de contrôle du débit du désinfectant pour les mains/alcool (efficacité)
5. Composants traversants (faciles à souder)
6. Carte PCB monocouche (facile à fabriquer)
7. Microcontrôleur ATTiny13 simple et bon marché
8. Faible consommation de courant en veille

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Comme nous le savons tous, l'épidémie de COVID-19 a frappé le monde et a changé notre mode de vie. Dans cette condition, l'alcool et les désinfectants pour les mains sont vitaux, coûteux et, dans certaines régions, difficiles à trouver, ils doivent donc être utilisés correctement et efficacement. Dans la deuxième version du dispositif de distribution de désinfectant pour les mains, j'ai résolu les problèmes de conception précédents et introduit un dispositif sans sensibilité à la lumière ambiante et à la capacité de contrôle du débit de l'alcool/désinfectant. Par conséquent, juste assez de liquide sera versé à chaque demande. La conception utilise un microcontrôleur ATTiny13 bon marché.

[A] Analyse de circuits

La figure 1 montre le schéma de principe de l'appareil. La tâche pouvait être accomplie par une variété de capteurs et de méthodes de conception, cependant, mon objectif était de concevoir un circuit efficace, bon marché et simple.

Étape 1: Figure 1, Schéma de principe du distributeur automatique de désinfectant pour les mains

P2 est un connecteur XH mâle à 2 broches. Il est utilisé pour connecter une LED bleue de 5 mm qui doit être montée sur le boîtier et le désinfectant pour les mains/contenant d'alcool. R5 limite le courant de la LED. U1 est le module récepteur IR TSOP1738 [1] ou HS0038. C'est une unité complète qui est utilisée pour détecter et décoder les signaux IR. La figure 2 montre le schéma fonctionnel de ce composant.

Étape 2: Figure 2, Schéma fonctionnel du module récepteur IR TSOP1738 (HS0038)

Le module peut accepter 5V sur le rail d'alimentation et il consomme environ 5mA. La faible consommation de courant du composant nous permet d'utiliser un simple filtre RC (C1 et R3) pour éliminer d'éventuelles instabilités (détection de faux signal IR) qui pourraient être introduites par le bruit d'alimentation.

La fréquence de coupure du filtre RC mentionné ci-dessus peut être à la fois simulée (comme LTSpice) ou examinée en pratique. Pour tester le comportement du filtre dans la pratique, j'ai utilisé un oscilloscope Siglent SDS1104X-E et un générateur de formes d'onde Siglent SDG1025. Ces deux appareils doivent être connectés à l'aide d'un câble USB. La figure 3 montre le graphique de Bode du comportement du filtre. Les calculs confirment que la fréquence de coupure du filtre est d'environ 112Hz en pratique. Pour plus de détails, veuillez regarder la vidéo.

Étape 3: Figure 3, Test du comportement du filtre RC en pratique par Bode Plot et l'oscilloscope SDS1104X-E

R4 est une résistance de rappel et C2 réduit les bruits de sortie U1. D1 est une diode émettrice IR de 5 mm et R1 limite le courant vers la diode. La valeur R1 peut être comprise entre 150R et 220R. Une résistance plus faible signifie une plage de détection plus élevée et vice versa. J'ai utilisé une résistance 180R pour le R1. Q1 est le MOSFET à canal N 2N7000 [2] utilisé pour allumer/éteindre la diode IR D1. R2 limite le courant du portail.

IC1 est le microcontrôleur ATTiny13 [3]. C'est un microcontrôleur connu et bon marché qui fournit des périphériques adéquats pour cette application. Le PORTB.4 génère une impulsion d'onde carrée pour la diode émettrice IR et le PORTB.3 détecte le signal d'activation faible. PORTB.1 utilisé pour envoyer le signal d'activation à la pompe. Le cycle de service de cette impulsion unique définit le débit d'alcool ou de désinfectant pour les mains. Q2 est le transistor NPN BD139 [4] utilisé pour activer/désactiver la pompe. D3 élimine les courants inducteurs inverses (moteur à courant continu de la pompe) et C5 réduit les bruits de la pompe. D2 indique l'activation de la pompe. R7 limite le courant de la LED. C3, C4 et C6 utilisés pour réduire les bruits d'alimentation.

[B] Disposition PCB

La figure 4 montre la disposition du circuit imprimé du distributeur automatique de désinfectant pour les mains. Il s'agit d'une carte PCB monocouche et tous les boîtiers de composants sont traversants.

Étape 4: Figure 4, disposition du circuit imprimé du dispositif de distribution automatique de désinfectant pour les mains

J'ai utilisé les bibliothèques de composants SamacSys pour Q1 [5], Q2 [6] et IC1 [7]. Les bibliothèques SamacSys m'aident toujours à éviter les erreurs indésirables et à contourner le processus fastidieux de conception des bibliothèques de composants à partir de zéro. Il existe deux options pour installer et utiliser les bibliothèques. Tout d'abord, en les téléchargeant et en les installant à partir de componentsearchengine.com ou en les installant directement à l'aide des plugins CAO fournis [8]. SamacSys a fourni des plugins pour presque tous les logiciels de CAO de conception électronique. Dans mon cas, j'ai utilisé le plugin Altium Designer (Figure 5).

Étape 5: Figure 5, les composants sélectionnés dans le plugin SamacSys Altium Designer

La figure 6 montre une image du premier prototype fonctionnel du panneau distributeur de désinfectant pour les mains. Voyez-vous la découpe dans la carte PCB? Il est nécessaire d'empêcher toute réception de signal IR indésirable par le module U1. Cet espace est comblé par un morceau de l'enceinte.

Étape 6: Figure 6, le premier prototype fonctionnel du distributeur de désinfectant pour les mains

[C] Code source du microcontrôleur

Le code a été écrit en C. La partie importante du code que vous "pourriez" avoir besoin de modifier est la routine d'interruption de débordement Timer-0.:

Étape 7:

« case 15 » définit le délai de préactivation. Un court délai est nécessaire à l'utilisateur pour fixer sa main sous le capteur et la buse. « case 23 » définit le temps d'activation de la pompe et « case 372 » définit le délai avant la prochaine activation possible. Ce délai laisse suffisamment de temps à l'utilisateur pour rassembler toutes les gouttes de désinfectant pour les mains/d'alcool. En outre, cela évite une mauvaise utilisation de l'appareil et le gaspillage du liquide coûteux par les enfants ou certaines personnes. Les Fusebits doivent être réglés sur la source d'horloge interne à 9,6 MHz sans division d'horloge.

[D] Conception de boîtier Corel Draw découpé au laser

La figure 7 montre l'enceinte conçue dans Corel Draw. Il vous suffit d'envoyer le fichier "sanitizer.cdr" à un atelier/entreprise de découpe laser et de commander la découpe laser pour plexiglas noir mat 2mm (acrylique). Le contreplaqué mince est également acceptable.

Étape 8: Figure 7, la conception du boîtier du distributeur de désinfectant pour les mains dans Corel Draw

La figure 8 montre l'unité complète de distribution automatique de désinfectant pour les mains. Vous pouvez monter le boîtier sur le conteneur de votre choix. J'ai utilisé un récipient en verre.

Étape 9: Figure 8, Distributeur automatique de désinfectant pour les mains avec un récipient en verre

[E] Nomenclature

Étape 10: Nomenclature

[F] Références

Source:

[1]: fiche technique TSOP1738:

[2]: fiche technique 2N7000:

[3]: fiche technique ATTiny13:

[4]: fiche technique BD139:

[5]: symbole schématique 2N7000 et empreinte PCB:

[6]: Symbole schématique BD139 et empreinte PCB:

[7]: Symbole schématique ATTiny13 et empreinte PCB:

[8]: Plugins CAO: