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Circuito de porta automática usando PIR – porta sem toque

Juntamente com o distanciamento social e as máscaras, a outra coisa importante que a era pós-COVID-19 obrigou o mundo a implementar é ficar sem contato. Isso está sendo recomendado para muitos dispositivos públicos, como portas, desinfetantes para as mãos, botões, interruptores, etc., a fim de restringir a propagação de vírus que podem ser causados ​​​​pelo toque físico de botões e maçanetas.

O artigo faz um esforço para apoiar o conceito touchless ou touch-free para portas, atualizando o sistema de porta em sistema de porta eletrônica, que pode responder a uma presença humana e realizar as operações de abertura e fechamento exclusivamente sem a necessidade de puxar manualmente ou empurrando a porta.

Descrição do circuito

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CIRCUITO DE PORTA AUTOMÁTICA USANDO PIR - PORTA SEM TOQUE 7

O circuito da porta sem toque baseado em uma detecção humana PIR é mostrado na figura acima.

Vamos aprender o seu funcionamento com a ajuda dos seguintes pontos:

O design funciona usando os seguintes componentes principais:

  • Sensor PIR
  • Relés DPDT/SPDT
  • IC 4093
  • Interruptores de Reed Magnéticos

Montagem PIR: O dispositivo em forma de cúpula branca do lado esquerdo, montado em um PCB verde é o Passive Infra Red ou o módulo PIR. O módulo detecta o mapa de calor infravermelho que emana de um corpo humano e os converte em um potencial positivo em seu terminal de saída.

Como pode ser visto o módulo tem 3 pinagens viz Vcc ou o pino de alimentação positivo, o OUT que produz o potencial de saída em resposta a uma presença humana dentro de sua faixa de detecção, e a pinagem Vss que é o terra ou o pino de alimentação negativo do dispositivo.

Na figura acima as 3 pinagens do PIR são soldadas diretamente com um resistor limitador de corrente de 1k e um transistor amplificador.

O 1k fornece uma compatibilidade rápida e confiável para o PIR com a alimentação de 12 V, pois é fundamentalmente um dispositivo de 5 V, e a conexão direta de 12 V pode causar danos permanentes ao dispositivo. O transistor funciona como um amplificador que converte a saída de baixa corrente e baixa tensão do PIR para um nível adequadamente mais alto para operar um relé.

A montagem direta das peças mencionadas nos pinos do PIR garante um funcionamento garantido e confiável do PIR sem a necessidade de qualquer PCB especial ou elementos estabilizadores.

Funcionamento do relé: O relé conectado ao transistor PIR liga quando o PIR detecta um humano e desliga quando um humano se afasta de seu alcance de detecção. Este relé é do tipo DPDT que possui dois conjuntos de contatos N/O e N/C.

Esses contatos são conectados a um motor de potência para permitir uma rotação para frente e para trás em resposta à ativação e desativação do relé DPDT.

Há também um segundo outro relé que é do tipo SPDT, ou seja, com um único conjunto de contatos N/O, N/C. Este relé fornece a alimentação positiva para os contatos do relé DPDT e o motor, de modo que esta alimentação é cortada sempre que o motor puxa a porta em ambas as extremidades dos limites de abertura/fechamento.

Portas NAND: O circuito usa 4 portas NAND do IC 4093, que controlam o relé SPDT para a necessária desativação do motor assim que a porta é rolada nas extremidades de seu deslocamento.

Relé de palheta: Dois interruptores de reed reed são usados ​​neste circuito controlador de porta PIR automático sem toque. Os interruptores reed fornecem os sinais elétricos necessários para as portas NAND para garantir que o motor seja desligado quando a porta for puxada além de seus limites.

Circuito funcionando em detalhes

A polaridade dos fios do motor é conectada com o relé DPDT de tal forma que os contatos N/C ou normalmente fechados permitem o fechamento da porta, e os contatos N/O ou normalmente abertos permitem a abertura da porta.

Vamos supor que a porta sem toque esteja em uma posição completamente fechada e nenhum ser humano presente dentro do alcance de detecção do PIR.

Nesta posição, o relé DPDT está no estado desativado com seus contatos apoiados em seus pontos N/C.

Além disso, o interruptor reed S1 está posicionado externamente de forma adequada, de modo que, quando a porta se fecha, ele se alinha com um ímã instalado na borda da porta.

Da mesma forma, o reed switch S2 é posicionado para responder com outro ímã associado à porta, quando a porta estiver na posição aberta.

Assim, S1 agora estando próximo do ímã da porta, está na condição fechada e condutora.

Além disso, como o PIR está desligado, o transistor 8050 também está desligado, fazendo com que a entrada da porta A1 seja alta.

Como as portas NAND são conectadas como inversores, a saída de A3 nesta situação fica baixa ou 0 V.

Este 0 V faz com que o BC557 ligue e aplique uma alimentação positiva via S1 nas duas entradas da porta A4.

A porta A4 como resultado fica baixa, ou 0 V mantendo o BC547 e o relé associado desligados. Isso corta a alimentação do relé DPDT e o motor da porta fica desativado.

Todo o sistema agora espera em uma posição de espera.

Agora, suponha que um humano se aproxime da porta e entre no alcance do PIR. O PIR liga, ativando o relé DPT na posição N/O.

A ativação do PIR também faz com que um sinal baixo apareça na entrada da porta A1, que por sua vez faz com que a saída de A3 fique alta.

Esta ação DESLIGA o BC557, fazendo com que a entrada de A4 fique 0 e 1 lógica em suas entradas, o que torna sua saída alta e ativa o BC547 e o relé SPDT associado.

O SPDT agora fornece a alimentação necessária ao DPDT e ao motor.

O motor é ativado rapidamente e começa a rolar a porta na posição aberta.

Uma vez que a porta está totalmente aberta, a palheta S2 é ativada, fazendo com que uma lógica 1 apareça na respectiva entrada de A4. A outra entrada já sendo alta ou 1, a saída de A4 fica baixa, fazendo com que o BC547 e o SPDT desliguem.

A alimentação é cortada imediatamente e o motor para.

A pessoa agora entra pela porta e avança para fora do alcance do PIR.

O PIR desliga-se agora, comutando o DPDT para os contactos N/C que deveriam inverter o funcionamento do motor. Isso também causa um alto na entrada A1 e um baixo na saída de A3. Isso faz com que as entradas de A4 obtenham lógica 0 e 0 respectivamente, tornando sua saída alta e ligando o BC547 e o relé SPDT.

O SPDT inicia a alimentação do DPDT e do motor para que o motor comece a puxar a porta para a posição fechada.

Aqui, o S2 abre causando um baixo na respectiva entrada de A4, mas isso não afeta o A4, pois um 0 e 1 ainda mantém a saída A4 alta.

Finalmente, quando a porta atinge a posição fechada, o relé de palheta S1 conduz, e todo o sistema para e fica em estado de espera.

Operação de portão deslizante automático sem toque

O conceito de porta sem toque da explicação acima também pode ser aplicado efetivamente para a implementação de um sistema de portão deslizante automático sem toque.

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CIRCUITO DE PORTA AUTOMÁTICA USANDO PIR - PORTA SEM TOQUE 8

O mecanismo para o sistema de portão pode ser visualizado na figura acima.

O portão é desliza com a ajuda de um par de rodas.

Uma roda é montada na extremidade dianteira do portão que suporta o portão para rolar livremente sobre o trilho de metal.

A outra roda que está em forma de engrenagem é encaixada no eixo do motor de forma que seus dentes se acoplem com os dentes da engrenagem horizontal instalada na parte inferior do portão.

Agora, à medida que o motor funciona, a roda dentada morde os dentes da engrenagem horizontal e força o conjunto do portão a rolar na direção determinada pelo movimento no sentido horário ou anti-horário da roda dentada do motor.

Atualizando uma porta padrão em uma porta sem toque

Para converter um sistema de porta comum ou padrão em uma versão sem toque, o seguinte mecanismo simples de puxar-empurrar com motor pode ser empregado.

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CIRCUITO DE PORTA AUTOMÁTICA USANDO PIR - PORTA SEM TOQUE 9

Aqui, podemos ver um eixo unido no meio e nas extremidades através de dobradiças separadas, o que permite que o eixo seja flexível e dobre nos ângulos necessários para permitir o puxar ou empurrar da porta em resposta à rotação do disco do motor .

Os ímãs e os relés de palheta são montados no disco do motor, de modo que os respectivos ímãs e os interruptores de palheta se alinhem durante a abertura e o fechamento da porta nos ângulos pré-determinados.

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FONTE


Nota: Este conteúdo foi traduzido do Inglês para português (auto)
Pode conter erros de tradução

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