Circuit de desinfectant de mans per ultrasons

El circuit de desinfectant de mans per ultrasons detecta la presència de mà humana a través d’ones ultrasòniques reflectides i provoca momentàniament una bomba de solenoide de relé per distribuir el líquid de desinfectació a les mans de l’usuari.

El projecte utilitza el popular mòdul de sensor ultrasònic HC-SR04 per a la funció de detecció requerida.

Utilitzant HC-SR04

El mòdul de sensor ultrasònic HC-SR04 està construït amb un parell de transductors ultrasònics especialitzats que funcionen i responen a una freqüència d’uns 40 kHz.

El mòdul té 4 pinouts per configurar-lo al circuit de control previst.

Els pinouts de subministrament s’indiquen amb pins Vcc i Gnd. On Vcc és l’entrada positiva de 5V per al mòdul, i se suposa que el Gnd està connectat amb la línia negativa de la font d’alimentació d’entrada.

El gatet funciona amb un pols de 10 us que activa els dos transductors per transmetre i rebre l'ona ultrasònica reflectida.

Quan es detecta una sèrie de senyals reflectits, el pin 'Echo' augmenta per iniciar el relé extern o el solenoide o qualsevol càrrega preferida.

Interfície HC-SR04 amb Arduino

Per processar el mòdul HC-SR04 i permetre que funcioni com a detector de proximitat per ultrasons de precisió, necessitem una unitat de microcontrolador com un Arduino per a la tasca.

Quan es programa adequadament amb el codi que s’indica a continuació, l’Arduino es fa compatible amb l’HC-SR04, per a la detecció de proximitat de mà prevista i l’activació del mecanisme de distribució de desinfectants.

El diagrama de cablejat de la interfície de l’Arduino amb l’HC-SR04 i l’etapa del relé es pot veure al següent diagrama:

Detalls operatius

El procediment operatiu d’aquest circuit de desinfectant de mans per ultrasons és senzill i es pot entendre amb els punts següents:

L'Arduino proporciona el pols d'activació de 10 us al pols d'activació dels mòduls HC-SR04, que permet al mòdul enviar i rebre el tren de pols reflectit des de l'objectiu, que és la mà de l'usuari.

Aquestes dades reflectides s’envien al rduino des del pin Echo del mòdul HC-SR04.

L'Arduino processa el senyal i permet una sortida de CC estable al pin7 de la placa, que es connecta amb l'etapa del controlador de relé mitjançant una resistència de 10 k i un condensador de 100 uF.

Se suposa que el pin número 7 d'Arduino es manté elevat mentre els mòduls HC-SR04 continuïn detectant la mà dels usuaris dins de la proximitat establerta.

Això significa que el dispositiu també es mantindrà engegat durant aquest període, cosa que no volem.

Per assegurar-vos que el relé i el mecanisme o la bomba de distribució adjunts només s’actuen durant uns segons, es col·loca un condensador en sèrie amb la base del BC547.

Quan el pin # 7 arriba a ser elevat a causa de la presència d'una mà humana, el BC547 només condueix mentre la seva base 100uF estigui completament carregada, cosa que passa en un parell de segons.

Un cop el 100uF està completament carregat, la base BC547 s’inhibeix de la unitat de base i deixa de conduir, apaga el relé i desactiva el mecanisme de distribució de desinfectant de mans adjunt.

Quan es treu la mà, l'HC-SR04 deixa d'enviar el senyal de ressò a l'Arduino, que gira el seu pin número 7 al zero lògic.

En aquest moment, el condensador base 100uF comença a descarregar-se mitjançant el pin Arduino # 7 i la resistència de terra de 10k del costat dret.

Codi del programa

A continuació es mostra tot el codi del programa per al circuit desinfectant de mans ultrasòniques comentat anteriorment amb HC-SR04 i Arduino:


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)
}


Advertència: El circuit de desinfectant de mans per ultrasons proposat no ha estat provat pràcticament per l'autor. La idea es va inspirar en Aquest article , i modificat adequadament per habilitar la funció momentània ON / OFF necessària per a la bomba dispensadora o el solenoide.