Circuito disinfettante per mani ad ultrasuoni

Il circuito disinfettante per le mani ad ultrasuoni rileva la presenza della mano umana attraverso le onde ultrasoniche riflesse e attiva momentaneamente una pompa a solenoide a relè per l'erogazione del liquido igienizzante sulle mani dell'utente.

Il progetto utilizza il popolare modulo sensore a ultrasuoni HC-SR04 per la funzione di rilevamento richiesta.

Utilizzando HC-SR04

Il modulo sensore a ultrasuoni HC-SR04 è costruito utilizzando una coppia di trasduttori a ultrasuoni specializzati classificati per funzionare e rispondere a una frequenza di circa 40 kHz.

Il modulo ha 4 piedinature per la configurazione nel circuito del driver previsto.

I piedini di alimentazione sono indicati con i pin Vcc e Gnd. Dove Vcc è l'ingresso 5V positivo per il modulo e il Gnd dovrebbe essere collegato alla linea negativa dell'alimentatore in ingresso.

Il trigger pin funziona con un impulso di 10 us che attiva i due trasduttori per la trasmissione e la ricezione dell'onda ultrasonica riflessa.

Quando viene rilevata una serie di segnali riflessi, il pin 'Echo' diventa alto per avviare il relè esterno o il solenoide o qualsiasi carico preferito.

Interfacciamento di HC-SR04 con Arduino

Per elaborare il modulo HC-SR04 e consentirgli di funzionare come un rilevatore di prossimità ad ultrasuoni di precisione, abbiamo bisogno di un'unità microcontrollore come un Arduino per l'attività.

Quando opportunamente programmato con il codice riportato di seguito, Arduino diventa compatibile con HC-SR04, per il rilevamento della prossimità della mano previsto e l'attivazione del meccanismo di erogazione del disinfettante.

Lo schema elettrico di interfacciamento di Arduino con HC-SR04 e lo stadio relè è visibile nello schema seguente:

Dettagli operativi

La procedura operativa di questo circuito disinfettante per le mani ad ultrasuoni è semplice e può essere compresa con i seguenti punti:

Arduino fornisce l'impulso di attivazione 10 us all'impulso di attivazione dei moduli HC-SR04, che consente al modulo di inviare e ricevere il treno di impulsi riflesso dal bersaglio, che è la mano dell'utente.

Questi dati riflessi vengono inviati all'rduino dal pin Echo del modulo HC-SR04.

Arduino elabora il segnale e abilita un'uscita CC stabile al pin7 della scheda, che è collegata allo stadio del driver del relè tramite un resistore da 10k e un condensatore da 100uF.

Il pin n. 7 di Arduino dovrebbe rimanere alto fintanto che i moduli HC-SR04 continuano a rilevare la mano dell'utente entro la prossimità impostata.

Ciò significa che anche il reay rimarrà acceso durante questo periodo, cosa che non vogliamo.

Per assicurarsi che il relè e il meccanismo di erogazione o pompa allegati vengano azionati solo per pochi secondi, un condensatore viene posto in serie alla base del BC547.

Quando il pin n. 7 diventa alto a causa della presenza di una mano umana, il BC547 conduce solo finché la sua base 100uF è completamente carica, il che avviene entro un paio di secondi.

Una volta che la 100uF è completamente carica, la base BC547 viene inibita dall'azionamento della base e smette di condurre, spegnendo il relè e disabilitando il meccanismo di erogazione del disinfettante per le mani collegato.

Quando la mano viene rimossa, l'HC-SR04 smette di inviare il segnale Echo ad Arduino, che gira il suo pin # 7 sullo zero logico.

A questo punto, il condensatore di base da 100uF inizia a scaricarsi tramite il pin n.7 di Arduino e il resistore di terra da 10k sul lato destro.

Codice programma

Di seguito è riportato l'intero codice del programma per il circuito disinfettante per le mani a ultrasuoni sopra discusso utilizzando HC-SR04 e 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)
}


Avvertimento: Il circuito disinfettante per le mani ad ultrasuoni proposto non è stato testato praticamente dall'autore. L'idea è stata ispirata da Questo articolo , e modificato in modo appropriato per abilitare la funzione ON / OFF momentanea richiesta per la pompa del distributore o il solenoide.