Circuit automat al ușii utilizând PIR - ușă fără atingere

Împreună cu distanțarea socială și măștile, celălalt lucru principal pe care era post-COVID-19 l-a obligat pe lume să pună în aplicare este să rămână fără atingere. Acest lucru este recomandat pentru numeroasele dispozitive publice, cum ar fi ușile, igienizatoare pentru maini , butoane, comutatoare etc. pentru a restricționa răspândirea virușilor care pot fi cauzate de atingerea fizică a butoanelor și a mânerelor.

Articolul face un efort pentru a sprijini conceptul touch-less sau touch-free pentru uși, prin modernizarea sistemului de uși în sistem electronic de usi , care poate răspunde la o prezență umană și poate efectua operațiunile de deschidere și închidere exclusiv fără a fi nevoie de tragere manuală sau împingere a ușii.

Descrierea circuitului

Circuitul ușii fără atingere bazat pe o detectare umană PIR este prezentat în figura de mai sus.

Să învățăm cum funcționează cu ajutorul următoarelor puncte:

Proiectarea funcționează utilizând următoarele componente principale:

• Senzor PIR
• Relee DPDT / SPDT
• IC 4093
• Magnetic Comutatoare Reed

Adunarea PIR : Dispozitivul în formă de cupolă albă din stânga, montat pe un PCB verde este Passive Infra Red sau modulul PIR. Modulul detectează harta de căldură în infraroșu care provine dintr-un corp uman și le transformă într-un potențial pozitiv la terminalul său de ieșire.

După cum se poate observa, modulul are 3 pinouturi, respectiv Vcc sau pinul de alimentare pozitiv, OUT-ul care produce potențialul de ieșire ca răspuns la o prezență umană în intervalul său de detectare și pinul Vss, care este solul sau pinul de alimentare negativ al dispozitiv.

În figura de mai sus, cele 3 pin-uri ale PIR sunt conectate direct cu un limitator de curent 1k rezistor și un amplificator tranzistor.

1k oferă o compatibilitate rapidă și fiabilă pentru PIR cu sursa de 12 V, deoarece este în esență un dispozitiv de 5 V, iar conexiunea directă de 12 V poate provoca o deteriorare permanentă a dispozitivului. Tranzistorul funcționează ca un amplificator care convertește curentul scăzut, ieșirea de joasă tensiune de la PIR la un nivel adecvat mai ridicat pentru acționarea unui releu.

Asamblarea directă a pieselor menționate pe pinii PIR asigură o funcționare garantată și fiabilă a PIR, fără a fi nevoie de PCB special sau elemente de stabilizare.

Releu de lucru : Releul conectat cu tranzistorul PIR se aprinde când PIR detectează un om și se oprește atunci când un om se îndepărtează de domeniul său de detectare. Acest releu este de tip DPDT care are două seturi de contacte N / O și N / C.

Aceste contacte sunt cablate cu un motor de putere pentru a activa un rotație înainte și înapoi ca răspuns la activarea și dezactivarea releului DPDT.

Există, de asemenea, un al doilea alt releu, care este de tip SPDT, adică cu un singur set de contacte N / O, N / C. Acest releu asigură alimentarea pozitivă a contactelor releului DPDT și a motorului, astfel încât această alimentare este întreruptă de fiecare dată când motorul trage ușa la ambele capete ale limitelor de deschidere / închidere.

NAND Gates : Circuitul folosește 4 porți NAND de la IC 4093, care controlează releul SPDT pentru dezactivarea necesară a motorului de îndată ce ușa este rulată la capetele extreme ale deplasării acestuia.

Releu Reed : Două întrerupătoare cu releu reed sunt utilizate în acest circuit automat de control al ușii PIR fără atingere. Comutatoarele reed furnizează semnalele electrice necesare către porțile NAND pentru a se asigura că motorul este oprit atunci când ușa este trasă peste oricare dintre limitele lor.

Circuitul funcționează în detalii

Polaritatea firelor motorului este conectată cu releul DPDT în așa fel încât N / C sau contactele normal închise permit închiderea ușii, iar N / O sau contactele normal deschise permit deschiderea ușii.

Să presupunem că ușa fără atingere este într-o poziție complet închisă și că nu există ființe umane în raza de detectare a PIR.

În această poziție, releul DPDT este în starea dezactivată, contactele sale stau peste punctele N / C.

De asemenea, comutatorul reed S1 este poziționat în mod corespunzător la exterior astfel încât, atunci când ușa se închide, să se alinieze cu un magnet instalat la marginea ușii.

În mod similar, comutatorul reed S2 este poziționat pentru a răspunde cu un alt magnet asociat cu ușa, atunci când ușa este în poziția deschisă.

Astfel, S1 se află acum în imediata apropiere a prin magnet , este în stare închisă și în stare de conducere.

De asemenea, deoarece PIR este dezactivat, tranzistorul 8050 este de asemenea oprit, determinând intrarea porții A1 să fie ridicată.

Deoarece porțile NAND sunt cablate ca invertoare, ieșirea lui A3 în această situație devine scăzută sau 0 V.

Acest 0 V determină pornirea BC557 și aplicarea unei surse pozitive prin S1 la cele două intrări ale porții A4.

În consecință, poarta A4 devine scăzută sau 0 V păstrând BC547 și comutatorul de releu asociat. Aceasta întrerupe alimentarea releului DPDT și motorul ușii rămâne dezactivat.

Întregul sistem așteaptă acum într-o poziție de așteptare.

Acum, să presupunem că un om se apropie de ușă și intră în raza de acțiune PIR. PIR se aprinde , activarea releului DPT în poziția N / O.

Activarea PIR determină, de asemenea, să apară un semnal scăzut la intrarea porții A1, ceea ce la rândul său face ca ieșirea A3 să crească.

Această acțiune oprește BC557, provocând intrarea A4 0 și 1 logică la intrările sale, ceea ce îl transformă la ieșire mare și activează BC547 și releul SPDT asociat.

SPDT furnizează acum sursa necesară pentru DPDT și motor.

Motorul se activează rapid și începe să ruleze ușa în poziția deschisă.

Odată ce ușa este complet deschisă, S2 reed se activează, determinând apariția unei logici 1 la intrarea respectivă a A4. Cealaltă intrare fiind deja ridicată sau 1, ieșirea A4 devine scăzută, provocând oprirea BC547 și SPDT.

Alimentarea este întreruptă imediat și motorul se oprește.

Persoana este acum intră pe ușă și se deplasează înainte în afara razei PIR.

PIR se oprește acum, comutând DPDT către contactele N / C, care ar trebui să inverseze funcționarea motorului. Acest lucru determină, de asemenea, un nivel ridicat la intrarea A1 și un nivel scăzut la ieșirea lui A3. Acest lucru duce la intrările A4 pentru a obține 0 și, respectiv, 0 logică, transformând ieșirea la mare și pornind BC547 și releul SPDT.

SPDT inițiază alimentarea către DPDT și motor astfel încât motorul începe acum să tragă ușa în poziția închisă.

Aici, S2 se deschide provocând un nivel scăzut la intrarea respectivă a A4, dar asta nu afectează A4, deoarece un 0 și 1 păstrează încă ieșirea A4 ridicată.

În cele din urmă, atunci când ușa ajunge în poziția închisă, releul de stuf S1 conduce și întregul sistem se oprește și se află în stare de așteptare.

Funcționarea automată a porții glisante fără atingere

Explicația de mai sus conceptul ușii fără atingere ar putea fi, de asemenea, aplicat în mod eficient pentru implementarea unui touchfree automat sistem de poarta culisanta .

Mecanismul sistemului de poartă poate fi vizualizat în figura de mai sus.

Poarta este alunecată cu ajutorul a două roți.

O roată este montată la capătul din față al porții, care sprijină poarta pentru a se rostogoli liber pe calea ferată metalică.

Cealaltă roată care este sub formă de angrenaj este montată pe arborele motorului astfel încât dinții săi se cuplează cu dinții angrenajului orizontal instalat în partea de jos a porții.

Acum, pe măsură ce motorul funcționează, roata dințată mușcă dinții orizontali și forțează ansamblul porții să se rostogolească spre direcția determinată de mișcarea roții dințate a motorului în sensul acelor de ceasornic sau antiorar.

Modernizarea unei uși standard într-o ușă fără atingere

Pentru transformarea unui sistem de uși obișnuit sau standard într-o versiune touchless, ar putea fi utilizat următorul mecanism simplu de tragere-împingere a motorului.

Aici, putem vedea că un ax este îmbinat în mijloc și capete prin balamale separate, ceea ce permite arborelui să fie flexibil și să se îndoaie în unghiurile necesare pentru a permite tragerea sau împingerea ușii ca răspuns la rotația discului motorului. .

Magneții și releele de stuf sunt montate pe discul motorului, astfel încât magneții respectivi și comutatoarele de stuf se aliniază între ele în timpul deschiderii și închiderii ușii în unghiurile prestabilite.