O circuito de desinfetante para as mãos ultrassônico detecta a presença da mão humana através de ondas ultrassônicas refletidas e aciona uma bomba solenóide de relé momentaneamente para dispensar o líquido desinfetante nas mãos do usuário.
O projeto usa o popular módulo de sensor ultrassônico HC-SR04 para a função de detecção necessária.
Usando HC-SR04
O módulo do sensor ultrassônico HC-SR04 é construído usando alguns transdutores ultrassônicos especializados classificados para funcionar e responder a uma frequência de cerca de 40 kHz.
O módulo possui 4 pinagens para configuração no circuito de acionamento pretendido.
As pinagens de alimentação são indicadas com os pinos Vcc e Gnd. Onde Vcc é a entrada positiva de 5V para o módulo, e o Gnd deve ser conectado com a linha negativa da fonte de alimentação de entrada.
O pino de disparo funciona com um pulso de 10 us que ativa os dois transdutores para transmitir e receber a onda ultrassônica refletida.
Quando uma série de sinais refletidos é detectada, o pino “Echo” fica alto para iniciar o relé externo ou o solenóide ou qualquer carga preferida.
Interface HC-SR04 com Arduino
Para processar o módulo HC-SR04 e permitir que ele funcione como um detector de proximidade ultrassônico de precisão, precisamos de uma unidade microcontroladora como um Arduino para a tarefa.
Quando programado adequadamente com o código abaixo, o Arduino torna-se compatível com o HC-SR04, para a detecção de proximidade das mãos pretendida e ativação do mecanismo de dispensação de desinfetante.
O diagrama de fiação de interface do Arduino com o HC-SR04 e o estágio do relé pode ser visto no diagrama a seguir:
Detalhes operacionais
O procedimento operacional deste circuito desinfetante ultrassônico para as mãos é simples e pode ser entendido com os seguintes pontos:
O Arduino fornece o pulso de ativação de 10 us para o pulso de disparo dos módulos HC-SR04, que permite ao módulo enviar e receber o trem de pulso refletido do alvo, que é a mão do usuário.
Esses dados refletidos são enviados para o rduino do pino Echo do módulo HC-SR04.
O Arduino processa o sinal e permite uma saída DC estável no pino 7 da placa, que é conectado ao estágio do driver do relé por meio de um resistor de 10k e um capacitor de 100uF.
O pino 7 do Arduino deve permanecer alto enquanto os módulos HC-SR04 continuarem a detectar a mão do usuário dentro da proximidade definida.
Isso significa que o re;ay também ficará ligado durante esse período, o que não queremos.
Para garantir que o relé e o mecanismo de dispensação ou bomba acoplados sejam acionados apenas por alguns segundos, um capacitor é colocado em série com a base do BC547.
Quando o pino 7 fica alto devido à presença de uma mão humana, o BC547 conduz apenas enquanto sua base 100uF estiver totalmente carregada, o que acontece em alguns segundos.
Assim que o 100uF estiver totalmente carregado, a base BC547 é inibida da unidade base e para de conduzir, desligando o relé e desativando o mecanismo de distribuição de desinfetante para as mãos conectado.
Quando a mão é removida, o HC-SR04 para de enviar o sinal de eco para o Arduino, que inverte seu pino 7 para o zero lógico.
Neste ponto, o capacitor de base de 100uF começa a ser descarregado através do pino 7 do Arduino e do resistor de terra de 10k do lado direito.
Código do programa
Todo o código do programa para o circuito de desinfetante ultrassônico para as mãos discutido acima usando HC-SR04 e Arduino é fornecido abaixo:
const int trigger = A1;
const int echo = A2;
int vcc = A0;
int gnd = A3;
int OP = 7;
long Time;
float distanceCM;
float distance = 15; // set threshold distance in cm
float resultCM;
void setup()
{
pinMode(OP,OUTPUT);
pinMode(trigger,OUTPUT);
pinMode(echo,INPUT);
pinMode(vcc,OUTPUT);
pinMode(gnd,OUTPUT);
}
void loop()
{
digitalWrite(vcc,HIGH);
digitalWrite(gnd,LOW);
digitalWrite(trigger,LOW);
delay(1);
digitalWrite(trigger,HIGH);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(trigger,LOW);
Time=pulseIn(echo,HIGH);
distanceCM=Time*0.034;
resultCM=distanceCM/2;
if(resultCM<=distance)
{
digitalWrite(OP,HIGH);
delay(4000);
}
if(resultCM>=distance)
{
digitalWrite(OP,LOW);
}
delay(10);
}
Aviso: O circuito de desinfetante ultrassônico proposto não foi testado praticamente pelo autor. A ideia foi inspirada em Este artigoe modificado adequadamente para habilitar a função ON/OFF momentânea necessária para a bomba dispensadora ou o solenóide.
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FONTE
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