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Circuito Automático de Desinfetante para as Mãos – Totalmente Sem Contato

Neste artigo, aprenderemos como fazer um circuito dispensador de desinfetante para as mãos de baixo custo, mas totalmente automático, que permitirá uma dispensação sem contato ou sem contato do líquido desinfetante nas mãos do usuário.

Este circuito de desinfetante para as mãos sem contato facilita o acesso do usuário ao líquido desinfetante nas mãos automaticamente, sem a necessidade de operar ou tocar manualmente na bomba do frasco de desinfetante. O recurso garante que os vírus não tenham chance de se espalhar por meio do toque físico no frasco de desinfetante e suas partes operacionais.

No entanto, para ser automático, o sistema exigirá algum tipo de sensor para detectar a presença de um humano, ou uma mão humana sob a unidade dispensadora.

Para isso, empregamos a unidade de sensor humano mais básica que é o PIR, ou um dispositivo infravermelho passivo.

Detalhes básicos de trabalho

Um PIR é projetado para detectar o calor infravermelho do corpo humano e produzir um pulso elétrico correspondente em seu pino de saída.

Este pulso é usado para ativar um estágio de driver de relé baseado em temporizador de disparo único que ativa o relé momentaneamente e alimenta um solenóide carregado por mola.

O solenóide empurra o eixo da bomba de uma garrafa de desinfetante para dispensar o líquido nas mãos do usuário. O conceito pode ser visualizado na imagem a seguir.

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CIRCUITO AUTOMÁTICO DE DESINFETANTE PARA AS MÃOS - TOTALMENTE SEM CONTATO 19

O solenóide na imagem acima está conectado à saída de um circuito monoestável.

Um circuito monoestável é uma configuração que causa uma saída alta momentânea em resposta a um disparo de entrada momentâneo. A saída permanece alta por um período fixo predeterminado, independentemente da duração do disparo de entrada.

Neste circuito dispensador automático de sanitizante, o monoestável é acionado por um PIR assim que uma mão humana se aproximando é detectada pelo PIR.

O monoestável, por sua vez, ativa o solenóide por algum momento determinado por seus componentes de temporização RC.

A ativação do solenóide faz com que seu eixo central empurre e puxe rapidamente na direção vertical, pressionando uma vez a alça da bomba do frasco desinfetante.

Isso eventualmente faz com que a garrafa dispense o líquido desinfetante na mão do usuário.

Uma vez que o usuário retira a mão do sistema, o PIR desliga, e o monoestável também desativa todo o sistema, até que outro usuário coloque a mão no alcance do PIR para repetir o procedimento.

O circuito de disparo monoestável para a unidade de distribuição automática de desinfetante para as mãos proposta pode ser projetado usando monoestável transistorizado ou através de um circuito monoestável baseado em IC 555 popular.

Discutiremos ambas as variantes nas discussões a seguir:

Circuito dispensador de desinfetante para as mãos transistorizado

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A versão transistorizada do circuito parece muito simples. Quando o dispositivo PIR detecta uma intervenção humana, ele conduz e envia um pulso para a base de T1 via C1.

A corrente através de C1 ativa instantaneamente T1, que por sua vez ativa T2 e também a bomba solenóide.

Enquanto isso, C1 carrega rapidamente e impede a entrada de qualquer corrente adicional na base de T1, bloqueando assim os pulsos CC repetidos da saída PIR. Isso garante que o sistema funcione apenas momentaneamente para cada detecção e, em seguida, desligue até que a mão seja removida e um novo ciclo seja iniciado.

Essa ativação única de T1/T2 garante que a carga solenóide conectada seja ativada para gerar uma única ação push-pull em seu fuso magnético.

O fuso opera a alça da bomba desinfetante para dispensar uma única dose do líquido desinfetante na mão do usuário.

Você pode notar que o solenóide está conectado no lado emissor do transistor, em vez do lado do coletor normal. A conexão do emissor realmente garante que o solenóide seja ativado com um suave arranque suave em resposta ao carregamento do capacitor C2 de 10uF.

Se estiver conectado no lado do coletor, o solenóide será empurrado com um impulso repentino, o que pode não parecer muito impressionante.

Simplificando o projeto acima

O desinfetante para as mãos sem contato transistorizado acima pode ser simplificado ainda mais usando um relé, conforme mostrado no projeto a seguir:

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Usando IC 555

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A figura acima mostra um circuito monoestável padrão IC 555. Aqui, quando o pino2 é aterrado, faz com que o pino3 de saída fique alto por um período determinado pelos valores R1, C1 ou seu produto.

Neste projeto de dispensador de desinfetante automático, o R1, C1 é calculado para produzir uma saída de aproximadamente 1 segundo alta, em resposta a um sinal baixo no pino2.

Quando o PIR detecta uma mão humana, ele conduz e liga o transistor BC547 que por sua vez aciona o pino2 do IC.

Isso faz com que o pino 3 suba instantaneamente e ativa o transistor TIP142 e o solenóide conectado, gerando um impulso de 1 segundo e, em seguida, um pull-up de desligamento no eixo do solenóide. A tração é gerada pela tensão da mola conectada no eixo do solenóide. .

Novamente, nesta versão também o solenóide pode ser visto conectado no lado emissor do transistor para permitir um impulso suave no eixo do solenóide, dependendo da resposta de carga de C3.

Uma visualização animada de todo o sistema pode ser visualizada na imagem GIF a seguir.

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Sensor Refletivo Infravermelho TCRT5000

Como o PIR é um sensor relativamente caro, uma alternativa mais barata para fazer um desinfetante automático para as mãos pode ser usar o sensor refletivo IR TCRT5000.

O sensor é uma combinação simples de um transmissor de fotodiodo IR e um receptor de foto IR embalados lado a lado, dentro de um único pacote, conforme mostrado abaixo:

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As características deste módulo sensor IR de proximidade podem ser compreendidas a partir dos seguintes dados:

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A partir do diagrama de layout interno do sensor, podemos ver claramente que o módulo consiste em um fotodiodo que emite o sinal IR em direção ao alvo e um receptor de fototransistor adjacente que está posicionado para receber o sinal IR refletido do alvo.

Para adaptar o sensor em uma máquina automática de desinfetante para as mãos, podemos mais uma vez implementar nosso monoestável baseado em IC 555, mostrado abaixo:

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O circuito é bastante autoexplicativo, mas se você tiver problemas para entender os detalhes, sempre poderá usar a caixa de comentários abaixo para iniciar uma discussão.

Usando HC-SR04 e IC555

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O circuito mostrado acima pode ser usado para implementar um dispensador automático de desinfetante através do módulo detector de proximidade ultrassônico, HC-SR04, e alguns circuitos IC 555.

O IC 555 do lado esquerdo é configurado como um multivibrador astável, enquanto o circuito IC 555 do lado direito é conectado como um multivibrador monoestável.

Os valores estáveis ​​dos componentes RA, RB, C devem ser calculados para habilitar um PWM 10us LIGADO e 60us DESLIGADO do pino3 deste IC.

Os componentes de temporização RA e C do monoestável devem ser ajustados para produzir uma saída one-shot alta de 1 segundo do pino3 deste estágio.

Esta saída pode ser usada para alimentar a bomba de distribuição, motor, solenóide, etc., conforme a exigência do projeto.

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FONTE


Nota: Este conteúdo foi traduzido do Inglês para português (auto)
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