Ultralyd hånddesinfektionskredsløb

Ultralydssanitiserings-kredsløbet registrerer tilstedeværelsen af ​​menneskelig hånd gennem reflekterede ultralydsbølger og udløser en relæ-solenoidepumpe kortvarigt til dispensering af desinficeringsvæsken på brugerens hænder.

Projektet bruger det populære HC-SR04 ultralydssensormodul til den nødvendige sensorfunktion.

Brug af HC-SR04

HC-SR04 ultralydssensormodulet er bygget med et par specialiserede ultralydstransducere, der er klassificeret til at arbejde og reagere med en frekvens på omkring 40 kHz.

Modulet har 4 pinouts til konfiguration til det tilsigtede driver kredsløb.

Forsyningsudtagene er angivet med Vcc- og GND-ben. Hvor Vcc er den positive 5V-indgang til modulet, og Gnd formodes at være forbundet med den negative linje i indgangsforsyningen.

Udløserstiften fungerer med en 10 us-puls, som aktiverer de to transducere til transmission og modtagelse af den reflekterede ultralydsbølge.

Når en række reflekterede signaler detekteres, bliver 'Echo' -stiften høj til at starte det eksterne relæ eller solenoiden eller en hvilken som helst foretrukket belastning.

Interfacing HC-SR04 med Arduino

For at kunne behandle HC-SR04-modulet og gøre det i stand til at fungere som en præcision ultralyds nærhedsdetektor, har vi brug for en mikrocontrollerenhed som en Arduino til opgaven.

Når det er korrekt programmeret med koden som angivet nedenfor, bliver Arduino kompatibel med HC-SR04 til den påtænkte hånd nærhedsdetektion og aktivering af desinfektionsmekanisme.

Grænsefladesledningsdiagrammet til Arduino med HC-SR04 og relæet kan ses i følgende diagram:

Operationelle detaljer

Den operationelle procedure i dette ultralydshåndsaniteringskredsløb er enkel og kan forstås med følgende punkter:

Arduino leverer 10 us-aktiveringspulsen til HC-SR04-modulernes triggerpuls, som gør det muligt for modulet at sende og modtage det reflekterede pulstog fra målet, som er brugerens hånd.

Disse reflekterede data sendes til rduino fra Echo pin på HC-SR04 modulet.

Arduino behandler signalet og muliggør stabil DC-udgang ved pin7 på kortet, der er forbundet med relædriverfasen via en 10k modstand og en 100uF kondensator.

Stiften nr. 7 på Arduino skal forblive høj, så længe HC-SR04-modulerne fortsætter med at opdage brugerens hånd inden for den indstillede nærhed.

Dette betyder, at reay også forbliver tændt i denne periode, hvilket vi ikke ønsker.

For at sikre, at relæet og udskiftningsmekanismen eller pumpen kun aktiveres i nogle få sekunder, placeres en kondensator i serie med basen af ​​BC547.

Når pin nr. 7 bliver høj på grund af tilstedeværelsen af ​​en menneskelig hånd, dirigerer BC547 kun så længe dens base 100uF er fuldt opladet, hvilket sker inden for et par sekunder.

Når 100uF er fuldt opladet, hæmmes BC547-basen fra basedrevet, og den holder op med at lede, slukker relæet og deaktiverer den vedhæftede håndrensningsudleveringsmekanisme.

Når hånden fjernes, holder HC-SR04 op med at sende ekkosignalet til Arduino, som vender sin pin nr. 7 til logisk nul.

På dette tidspunkt begynder 100uF-basiskondensatoren at blive afladet via Arduino-pin nr. 7 og højre 10k jordmodstand.

Programkode

Hele programkoden til det ovennævnte diskuterede ultralydssaniteringskredsløb ved hjælp af HC-SR04 og Arduino er angivet nedenfor:


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)
}


Advarsel: Det foreslåede ultralydshåndsaniteringskredsløb er ikke testet praktisk af forfatteren. Ideen blev inspireret af denne artikel , og modificeret korrekt for at muliggøre den krævede øjeblikkelige ON / OFF-funktion for dispenserpumpen eller solenoiden.