Circuito automatico della porta utilizzando PIR - Touchless Door

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Insieme al distanziamento sociale e alle maschere, l'altra cosa importante che l'era post COVID-19 ha costretto il mondo a implementare è quella di rimanere senza contatto. Questo è consigliato per molti dispositivi pubblici, come porte, disinfettanti per le mani , pulsanti, interruttori, ecc. al fine di limitare la diffusione di virus che possono essere causati dal tocco fisico di pulsanti e maniglie.

L'articolo si impegna a supportare il concetto di porte touch-less o touch-free, aggiornando il sistema di porte in sistema di porte elettroniche , in grado di rispondere ad una presenza umana ed eseguire le operazioni di apertura e chiusura esclusivamente senza la necessità di tirare o spingere manualmente la porta.



Descrizione del circuito

Il circuito della porta senza contatto basato su un rilevamento umano PIR è mostrato nella figura sopra.

Impariamo il suo funzionamento con l'aiuto dei seguenti punti:



Il design funziona utilizzando i seguenti componenti principali:

Assemblaggio PIR : Il dispositivo a forma di cupola bianca sul lato sinistro, montato su un PCB verde è il modulo Passive Infra Red o PIR. Il modulo rileva la mappa di calore a infrarossi emanata da un corpo umano e la converte in un potenziale positivo sul suo terminale di uscita.

Come si può vedere il modulo ha 3 piedinature vale a dire Vcc o il pin di alimentazione positivo, l'uscita che produce il potenziale di uscita in risposta a una presenza umana all'interno del suo raggio di rilevamento e la piedinatura Vss che è la massa o il pin di alimentazione negativo del dispositivo.

Nella figura sopra i 3 piedini del PIR sono collegati direttamente con un resistore limitatore di corrente da 1k e un transistor amplificatore.

L'1k fornisce una rapida e affidabile compatibilità per il PIR con l'alimentazione a 12 V, poiché è fondamentalmente un dispositivo a 5 V e il collegamento diretto a 12 V può causare un danno permanente al dispositivo. Il transistor funziona come un amplificatore che converte l'uscita a bassa corrente e bassa tensione dal PIR a un livello adeguatamente più alto per il funzionamento di un relè.

L'assemblaggio diretto delle parti citate sui perni del PIR garantisce un funzionamento garantito ed affidabile del PIR senza la necessità di alcun PCB speciale o elementi stabilizzatori.

Relè funzionante : Il relè collegato al transistor PIR si accende quando il PIR rileva un essere umano e si spegne quando un essere umano si allontana dal suo raggio di rilevamento. Questo relè è un tipo DPDT che ha due serie di contatti N / O e N / C.

Questi contatti sono cablati con un motore di potenza per abilitare a rotazione in avanti e indietro in risposta all'attivazione e disattivazione del relè DPDT.

C'è anche un secondo un altro relè che è di tipo SPDT, ovvero con un singolo set di contatti N / O, N / C. Questo relè fornisce l'alimentazione positiva ai contatti del relè DPDT e al motore, in modo tale che questa alimentazione venga interrotta ogni volta che il motore tira la porta alle due estremità dei limiti di apertura / chiusura.

Gates NAND : Il circuito utilizza 4 porte NAND dell'IC 4093, che controllano il relè SPDT per la disattivazione richiesta del motore non appena la porta viene rotolata alle estremità estreme della sua corsa.

Relè Reed : In questo circuito di controllo della porta PIR automatico touchless vengono utilizzati due interruttori a relè reed. Gli interruttori reed forniscono i segnali elettrici necessari ai gate NAND per garantire che il motore si spenga quando la porta viene tirata oltre i loro limiti.

Circuito funzionante nei dettagli

La polarità dei fili del motore è collegata al relè DPDT in modo tale che i contatti N / C o normalmente chiusi consentano la chiusura della porta, e i contatti N / O o normalmente aperti consentono l'apertura della porta.

Supponiamo che la porta senza contatto sia in una posizione completamente chiusa e che non sia presente alcuna persona entro il raggio di rilevamento del PIR.

In questa posizione il relè DPDT è nello stato disattivato con i suoi contatti appoggiati ai loro punti NC.

Inoltre, l'interruttore reed S1 è opportunamente posizionato esternamente in modo tale che quando la porta si chiude si allinei con un magnete installato sul bordo della porta.

Allo stesso modo, l'interruttore reed S2 è posizionato per rispondere con un altro magnete associato alla porta, quando la porta è in posizione aperta.

Pertanto, S1 è ora in stretta prossimità con il dal magnete , è nella condizione chiusa e conduttiva.

Inoltre, poiché il PIR è disattivato, anche il transistor 8050 viene disattivato, facendo sì che l'ingresso della porta A1 sia alto.

Poiché le porte NAND sono cablate come inverter, l'uscita di A3 in questa situazione diventa bassa o 0 V.

Questo 0 V fa accendere il BC557 e applica un'alimentazione positiva tramite S1 ai due ingressi del gate A4.

Il cancello A4 di conseguenza diventa basso, o 0 V mantenendo il BC547 e il relè associato si spengono. Ciò interrompe l'alimentazione al relè DPDT e il motore della porta rimane disattivato.

L'intero sistema ora attende in una posizione di standby.

Supponiamo ora che un essere umano si avvicini alla porta e si trovi nel raggio del PIR. Il PIR si accende , attivando il relè DPT in posizione N / O.

L'attivazione del PIR provoca anche la comparsa di un segnale basso all'ingresso della porta A1, che a sua volta fa aumentare l'uscita di A3.

Questa azione spegne il BC557, provocando l'ingresso di A4 Logica 0 e 1 ai suoi ingressi, che alza l'uscita e attiva il BC547 e il relé SPDT associato.

L'SPDT ora fornisce l'alimentazione richiesta al DPDT e al motore.

Il motore si attiva rapidamente e inizia a far rotolare la porta in posizione aperta.

Una volta che la porta è completamente aperta, il reed S2 si attiva facendo apparire un 1 logico al rispettivo ingresso di A4. L'altro ingresso è già alto o 1, l'uscita di A4 diventa bassa, provocando lo spegnimento del BC547 e dell'SPDT.

L'alimentazione viene immediatamente interrotta e il motore si ferma.

La persona ora entra nella porta e si sposta in avanti fuori dal raggio del PIR.

Il PIR ora si spegne, commutando il DPDT verso i contatti N / C che dovrebbero invertire il funzionamento del motore. Ciò provoca anche un alto all'ingresso A1 e un basso all'uscita di A3. Ciò fa sì che gli ingressi di A4 ottengano rispettivamente 0 e 0 logici, portando la sua uscita alta e accendendo BC547 e il relè SPDT.

L'SPDT avvia l'alimentazione al DPDT e al motore in modo che il motore inizi a tirare la porta verso la posizione di chiusura.

Qui, l'S2 si apre provocando un basso al rispettivo ingresso di A4, ma ciò non influisce sull'A4, poiché uno 0 e 1 mantiene comunque l'uscita A4 alta.

Infine, quando la porta raggiunge la posizione di chiusura, il relè reed S1 conduce e l'intero sistema si arresta e si trova in una condizione di standby.

Funzionamento automatico del cancello senza contatto scorrevole

Il concetto di porta touchless spiegato sopra potrebbe essere applicato efficacemente anche per implementare un touchfree automatico sistema di cancello scorrevole .

Il meccanismo per il sistema di cancello può essere visualizzato nella figura sopra.

Il cancello è scorrevole con l'aiuto di un paio di ruote.

Una ruota è montata all'estremità anteriore del cancello che supporta il cancello per rotolare liberamente attraverso il binario metallico.

L'altra ruota che è a forma di ingranaggio è montata sull'albero motore in modo tale che i suoi denti si accoppino con i denti dell'ingranaggio orizzontale installato nella parte inferiore del cancello.

Ora, mentre il motore funziona, la ruota dentata morde i denti dell'ingranaggio orizzontale e costringe il gruppo cancello a rotolare nella direzione determinata dal movimento in senso orario o antiorario della ruota dentata del motore.

Aggiornamento di una porta standard in una porta touchless

Per convertire un sistema di porte ordinario o standard in una versione senza contatto, è possibile utilizzare il seguente semplice meccanismo motore pull-push.

Qui, possiamo vedere che un albero è unito al centro e le estremità tramite cerniere separate, il che consente all'albero di essere flessibile e piegarsi agli angoli richiesti per consentire la trazione o la spinta della porta in risposta alla rotazione del disco del motore .

I magneti e i relè reed sono montati attraverso il disco del motore, in modo tale che i rispettivi magneti e gli interruttori reed si allineano tra loro durante l'apertura e la chiusura della porta agli angoli predeterminati.




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