Juntament amb el distanciament social i les màscares, l’altra cosa important que l’època posterior al COVID-19 ha obligat el món a implementar és quedar-se sense contacte. Això es recomana per a molts dispositius públics, com ara portes, desinfectants de mans , botons, commutadors, etc. per tal de restringir la propagació de virus que es puguin causar a causa del toc físic de botons i nanses.
L’article fa un esforç per donar suport al concepte de portes sense tacte o lliure de tacte, actualitzant el sistema de portes a sistema de portes electròniques , que pot respondre a la presència humana i realitzar les operacions d’obertura i tancament exclusivament sense necessitat d’estirar o empènyer manualment la porta.
Descripció del circuit
El circuit de la porta sense contacte basat en una detecció humana PIR es mostra a la figura anterior.
Anem a aprendre a treballar amb l'ajut dels següents punts:
El disseny funciona mitjançant els components principals següents:
- Sensor PIR
- Relleus DPDT / SPDT
- IC 4093
- Magnètic Interruptors Reed
Assemblea PIR : El dispositiu amb forma de cúpula blanca del costat esquerre, muntat en un PCB verd, és el Passive Infra Red o el mòdul PIR. El mòdul detecta el mapa de calor infraroig que emana d’un cos humà i el converteix en un potencial positiu al seu terminal de sortida.
Com es pot veure, el mòdul té 3 pinouts, és a dir, Vcc o el pin d'alimentació positiu, el OUT que produeix el potencial de sortida en resposta a una presència humana dins del seu rang de detecció, i el pinout Vss que és el sòl o el pin d'alimentació negatiu del dispositiu.
A la figura anterior, els 3 pinouts del PIR estan directament reduïts amb una resistència limitadora de corrent de 1 k i un transistor amplificador.
L'1k proporciona una compatibilitat ràpida i fiable per al PIR amb el subministrament de 12 V, ja que bàsicament és un dispositiu de 5 V i la connexió directa de 12 V pot causar un dany permanent al dispositiu. El transistor funciona com un amplificador que converteix la sortida de baixa tensió i corrent baix del PIR a un nivell adequadament més alt per operar un relé.
El muntatge directe de les parts esmentades als passadors del PIR garanteix un funcionament garantit i fiable del PIR sense la necessitat de cap PCB especial ni elements estabilitzadors.
Funcionament de relés : El relé connectat amb el transistor PIR s'encén quan el PIR detecta un ésser humà i s'apaga quan un ésser humà s'allunya del seu rang de detecció. Aquest relé és un tipus DPDT que té dos conjunts de contactes N / O i N / C.
Aquests contactes estan connectats amb un motor de potència per habilitar un rotació cap endavant i cap enrere en resposta a l’activació i desactivació del relé DPDT.
També hi ha un segon relé que és de tipus SPDT, és a dir, amb un únic conjunt de contactes N / O i N / C. Aquest relé proporciona l'alimentació positiva als contactes del relé DPDT i al motor, de manera que aquest subministrament es talla cada vegada que el motor estira la porta pels extrems dels límits d'obertura / tancament.
NAND Gates : El circuit utilitza 4 portes NAND de l'IC 4093, que controlen el relé SPDT per a la desactivació necessària del motor tan aviat com es porta la porta als extrems extrems del recorregut.
Reed Relay : Es fan servir dos interruptors de relé de canya en aquest circuit automàtic de controlador de porta PIR sense contacte. Els interruptors reed proporcionen els senyals elèctrics necessaris a les portes NAND per assegurar-se que el motor s’apaga quan la porta s’estira pels dos límits.
Circuit que treballa en detalls
La polaritat dels cables del motor es connecta amb el relé DPDT de manera que els contactes N / C o normalment tancats permeten el tancament de la porta, i els contactes N / O o normalment oberts permeten l’obertura de la porta.
Suposem que la porta sense tocar està en una posició completament tancada i que no hi ha cap ésser humà dins del rang de detecció del PIR.
En aquesta posició, el relé DPDT es troba en estat desactivat i els seus contactes descansen a través dels seus punts N / C.
A més, l’interruptor de canya S1 es col·loca adequadament a l’exterior de manera que quan es tanca la porta s’alinea amb un imant instal·lat a la vora de la porta.
De la mateixa manera, l'interruptor de canya S2 es col·loca per respondre amb un altre imant associat a la porta, quan la porta està en posició oberta.
Per tant, S1 està ara molt a prop del per imant , es troba en estat tancat i conductor.
A més, atès que el PIR està apagat, el transistor 8050 també està apagat, cosa que fa que l’entrada de la porta A1 sigui elevada.
Com que les portes NAND estan connectades com a inversors, la sortida de l'A3 en aquesta situació es redueix a 0 V.
Aquest 0 V fa que el BC557 s’encengui i apliqui una alimentació positiva a través de S1 a les dues entrades de la porta A4.
Com a resultat, la porta A4 es redueix o 0 V mantenint el BC547 i el commutador de relé associats apagats. Això tanca l’alimentació del relé DPDT i el motor de la porta es manté desactivat.
Ara tot el sistema espera en posició d’espera.
Ara, suposem que un humà s’acosta a la porta i entra dins del rang PIR. El PIR s'encén , activant el relé DPT en posició N / O.
L’activació PIR també fa que aparegui un senyal baix a l’entrada de la porta A1, que al seu torn fa que la sortida d’A3 augmenti.
Aquesta acció apaga el BC557, cosa que provoca l'entrada de A4 Lògica 0 i 1 a les seves entrades, la qual cosa la fa elevada i activa el BC547 i el relé SPDT associat.
El SPDT ara subministra el subministrament necessari al DPDT i al motor.
El motor s’activa ràpidament i comença a fer rodar la porta en posició oberta.
Un cop la porta està completament oberta, s'activa la canya S2, cosa que fa que aparegui una lògica 1 a l'entrada respectiva de A4. L'altra entrada ja és alta o 1, la sortida de A4 es redueix, cosa que provoca que el BC547 i l'SPDT s'apaguin.
El subministrament es talla immediatament i el motor s’atura.
Ara la persona entra a la porta i avança fora del rang del PIR.
Ara el PIR s'apaga, canviant el DPDT cap als contactes N / C que se suposa que inverteix el funcionament del motor. Això també provoca un màxim a l'entrada A1 i un mínim a la sortida d'A3. Això provoca que les entrades de A4 obtinguin una lògica 0 i 0 respectivament, girant la seva sortida elevada i engegant BC547 i el relé SPDT.
El SPDT inicia el subministrament al DPDT i al motor de manera que ara el motor comenci a tirar de la porta cap a la posició tancada.
Aquí, el S2 s'obre provocant un mínim a l'entrada respectiva de A4, però això no afecta l'A4, ja que un 0 i 1 encara mantenen la sortida A4 alta.
Finalment, quan la porta arriba a la posició tancada, el relé de canya S1 es condueix i tot el sistema s’atura i està en estat d’espera.
Funcionament automàtic de la porta sense tacte lliscant
L'explicació anterior del concepte de porta tàctil també es podria aplicar de manera eficaç per implementar un dispositiu sense tacte automàtic sistema de portes corredisses .
El mecanisme del sistema de portes es pot visualitzar a la figura anterior.
La porta és corredissa amb l'ajut d'un parell de rodes.
S'instal·la una roda a l'extrem davanter de la porta que suporta la porta per rodar lliurement per la via del ferrocarril metàl·lic.
L’altra roda en forma d’engranatge s’instal·la a l’eix del motor de manera que les seves dents s’acoblin amb les dents de l’engranatge horitzontal instal·lades a la part inferior de la porta.
Ara, mentre el motor funciona, la roda dentada mossega les dents de l’engranatge horitzontal i obliga el conjunt de la porta a rodar cap a la direcció determinada pel moviment en sentit horari o antihorari de la roda dentada del motor.
Actualització d’una porta estàndard a una porta sense tacte
Per convertir un sistema de portes ordinari o un estàndard en una versió sense tacte, es podria emprar el següent mecanisme simple d’estirament del motor.
Aquí podem veure com un eix s’uneix al centre i els extrems mitjançant frontisses separades, cosa que permet que l’eix sigui flexible i es doblegi en els angles necessaris per permetre l’estirament o l’empenta de la porta en resposta a la rotació del disc del motor. .
Els imants i els relés de canya s’instal·len a través del disc del motor, de manera que els imants respectius i els interruptors de canya s’alineen entre ells durant l’obertura i el tancament de la porta en els angles predeterminats.
Anterior: Circuits simples de mesurador de freqüència: dissenys analògics Següent: Projecte Sound Eyes de Halloween desencadenat: 'No despertis el diable'
