دارة باب أوتوماتيكية باستخدام PIR - باب بدون لمس

إلى جانب التباعد الاجتماعي والأقنعة ، فإن الشيء الرئيسي الآخر الذي أجبر العالم ما بعد COVID-19 على تنفيذه هو عدم اللمس. يوصى بهذا للعديد من الأجهزة العامة ، مثل الأبواب ، معقمات اليد والأزرار والمفاتيح وما إلى ذلك من أجل الحد من انتشار الفيروسات التي قد تنتج عن اللمس المادي للأزرار والمقابض.

تبذل المقالة جهدًا في دعم مفهوم عدم اللمس أو عدم اللمس للأبواب ، من خلال ترقية نظام الباب إلى نظام الباب الإلكتروني ، والتي يمكن أن تستجيب للوجود البشري وتؤدي عمليات الفتح والإغلاق حصريًا دون الحاجة إلى سحب الباب أو دفعه يدويًا.

سيركويت دسكريبتيون

يظهر في الشكل أعلاه دائرة الباب التي لا تعمل باللمس والتي تستند إلى الكشف البشري لـ PIR.

دعنا نتعلم كيفية عملها بمساعدة النقاط التالية:

يعمل التصميم باستخدام المكونات الرئيسية التالية:

• مستشعر PIR
• مرحلات DPDT / SPDT
• IC 4093
• مغناطيسي مفاتيح ريد

الجمعية PIR : الجهاز على شكل قبة بيضاء على الجانب الأيسر ، مثبت على PCB أخضر هو Passive Infra Red أو وحدة PIR. تكتشف الوحدة خريطة الحرارة بالأشعة تحت الحمراء المنبعثة من جسم الإنسان وتحولها إلى جهد إيجابي عند طرف الخرج.

كما يمكن رؤيته ، تحتوي الوحدة النمطية على 3 pinouts viz Vcc أو دبوس الإمداد الإيجابي ، و OUT الذي ينتج إمكانات الإخراج استجابة للوجود البشري في نطاق الكشف الخاص به ، و pinout Vss الذي يمثل الأرض أو دبوس الإمداد السالب لـ جهاز.

في الشكل أعلاه ، يتم تحديد 3 pinouts من PIR مباشرة بمقاوم محدد تيار 1k وترانزستور مكبر للصوت.

يوفر 1k توافقًا سريعًا وموثوقًا لـ PIR مع مزود 12 V ، نظرًا لأنه جهاز 5 V بشكل أساسي ، وقد يتسبب الاتصال المباشر 12 V في تلف دائم للجهاز. يعمل الترانزستور كمضخم يحول التيار المنخفض الناتج عن الجهد المنخفض من PIR إلى مستوى أعلى بشكل كافٍ لتشغيل مرحل.

يضمن التجميع المباشر للأجزاء المذكورة على دبابيس PIR عملًا مضمونًا وموثوقًا لـ PIR دون الحاجة إلى أي PCB خاص أو عناصر تثبيت.

عمل التتابع : يتحول التتابع المتصل بترانزستور PIR إلى وضع التشغيل عندما يكتشف PIR إنسانًا ، ويتوقف عندما يتحرك الإنسان بعيدًا عن نطاق الكشف الخاص به. هذا المرحل هو نوع DPDT يحتوي على مجموعتين من جهات الاتصال N / O و N / C.

هذه الوصلات سلكية بمحرك طاقة لتمكين a دوران للأمام والخلف استجابة لتفعيل وتعطيل مرحل DPDT.

هناك أيضًا مرحل آخر آخر وهو نوع SPDT ، وهذا يعني مجموعة واحدة من جهات الاتصال N / O و N / C. يوفر هذا المرحل إمدادًا إيجابيًا لجهات اتصال مرحل DPDT والمحرك ، بحيث يتم قطع هذا العرض عندما يسحب المحرك الباب عند طرفي حدود الفتح / الإغلاق.

ناند جيتس : تستخدم الدائرة 4 بوابات NAND من IC 4093 ، والتي تتحكم في مرحل SPDT من أجل التعطيل المطلوب للمحرك بمجرد لف الباب في نهاياته القصوى.

تتابع ريد : يتم استخدام مفتاحي ترحيل من القصب في دائرة تحكم باب PIR الأوتوماتيكية بدون لمس. توفر مفاتيح القصب الإشارات الكهربائية اللازمة لبوابات NAND لضمان إيقاف تشغيل المحرك عند سحب الباب عبر أي من حديها.

الدائرة تعمل بالتفصيل

يتم توصيل قطبية أسلاك المحرك مع مرحل DPDT بطريقة تمكن N / C أو جهات الاتصال المغلقة عادة من إغلاق الباب ، وتمكن N / O أو جهات الاتصال المفتوحة عادة من فتح الباب.

لنفترض أن الباب الذي لا يعمل باللمس في وضع مغلق تمامًا ، ولا يوجد أي إنسان ضمن نطاق اكتشاف PIR.

في هذا الموقف ، يكون مرحل DPDT في حالة التعطيل مع وجود جهات اتصاله عبر نقاط N / C الخاصة بهم.

أيضًا ، يتم وضع مفتاح القصب S1 بشكل مناسب خارجيًا بحيث يتم محاذاة عند إغلاق الباب مع مغناطيس مثبت على حافة الباب.

وبالمثل ، يتم وضع مفتاح S2 ريد للاستجابة بمغناطيس آخر مرتبط بالباب ، عندما يكون الباب في وضع الفتح.

وبالتالي ، أصبح S1 الآن على مقربة من بواسطة المغناطيس ، في حالة مغلقة وقابلة للتشغيل.

أيضًا ، نظرًا لأنه تم إيقاف تشغيل PIR ، يتم أيضًا إيقاف تشغيل الترانزستور 8050 ، مما يتسبب في ارتفاع مدخل البوابة A1.

نظرًا لأن بوابات NAND موصلة بأسلاك كعاكسات ، فإن إخراج A3 في هذه الحالة يتحول إلى انخفاض أو 0 فولت.

يؤدي هذا 0 فولت إلى تبديل BC557 إلى وضع التشغيل ، وتطبيق مصدر إيجابي عبر S1 على مدخلي البوابة A4.

نتيجة لذلك ، تتحول بوابة A4 إلى مستوى منخفض ، أو 0 فولت مع الإبقاء على BC547 ومفتاح الترحيل المرتبط بها في وضع الإيقاف. يؤدي هذا إلى قطع الإمداد عن مرحل DPDT ويظل محرك الباب معطلاً.

النظام بأكمله ينتظر الآن في وضع الاستعداد.

الآن ، افترض أن إنسانًا اقترب من الباب ، وجاء في نطاق PIR. ال مفاتيح PIR في وضع التشغيل ، تنشيط مرحل DPT في الوضع N / O.

يؤدي تنشيط PIR أيضًا إلى ظهور إشارة منخفضة عند مدخل البوابة A1 ، مما يؤدي بدوره إلى ارتفاع خرج A3.

يقوم هذا الإجراء بإيقاف تشغيل BC557 ، مما يتسبب في الحصول على إدخال A4 منطق 0 و 1 عند مدخلاته ، مما يجعله مرتفعًا وينشط BC547 ومرحل SPDT المرتبط.

يوفر SPDT الآن الإمداد المطلوب لـ DPDT والمحرك.

ينشط المحرك بسرعة ويبدأ في لف الباب في وضع الفتح.

بمجرد فتح الباب بالكامل ، يتم تنشيط S2 reed ، مما يتسبب في ظهور المنطق 1 عند الإدخال ذي الصلة لـ A4. يكون الإدخال الآخر مرتفعًا بالفعل أو 1 ، يتحول إخراج A4 منخفضًا ، مما يتسبب في إيقاف تشغيل BC547 و SPDT.

ينقطع التيار الكهربائي على الفور ويتوقف المحرك.

يدخل الشخص الآن الباب ويتقدم للأمام خارج نطاق PIR.

يتحول PIR الآن إلى وضع الإيقاف ، ويحول DPDT نحو جهات الاتصال N / C التي من المفترض أن تعكس تشغيل المحرك. يؤدي هذا أيضًا إلى ارتفاع مستوى الإدخال A1 وانخفاض مستوى إخراج A3. ينتج عن هذا مدخلات A4 للحصول على منطق 0 و 0 على التوالي ، وتحويل ناتجها مرتفعًا ، وتبديل ON BC547 و SPDT relay.

يبدأ SPDT الإمداد إلى DPDT والمحرك حتى يبدأ المحرك الآن في سحب الباب نحو الوضع المغلق.

هنا ، يفتح S2 مما يتسبب في انخفاض عند المدخلات ذات الصلة لـ A4 ، لكن هذا لا يؤثر على A4 ، لأن 0 و 1 لا يزالان يحافظان على ارتفاع ناتج A4.

أخيرًا ، عندما يصل الباب إلى وضع الإغلاق ، يمر مرحل القصب S1 ويتوقف النظام بأكمله وفي حالة الاستعداد.

تشغيل بوابة انزلاق تلقائي بدون لمس

يمكن أيضًا تطبيق مفهوم الباب بدون لمس التفسير أعلاه بشكل فعال لتنفيذ تقنية خالية من اللمس نظام البوابة المنزلقة .

يمكن تصور آلية نظام البوابة في الشكل أعلاه.

البوابة تنزلق بمساعدة عجلتين.

تم تركيب عجلة واحدة في الطرف الأمامي للبوابة التي تدعم البوابة لتتدحرج بحرية عبر مسار السكك الحديدية المعدنية.

العجلة الأخرى التي تكون على شكل تروس مثبتة على عمود المحرك بحيث تتزاوج أسنانها مع أسنان الترس الأفقي المركب في أسفل البوابة.

الآن ، أثناء تشغيل المحرك ، تقضم عجلة التروس أسنان التروس الأفقية وتجبر مجموعة البوابة على التدحرج نحو الاتجاه كما هو محدد في اتجاه عقارب الساعة أو عكس اتجاه عقارب الساعة لعجلة تروس المحرك.

ترقية باب قياسي إلى باب بدون لمس

لتحويل نظام باب عادي أو قياسي إلى إصدار لا يعمل باللمس ، يمكن استخدام آلية سحب ودفع المحرك البسيطة التالية.

هنا ، يمكننا أن نرى عمودًا مرتبطًا في المنتصف والنهايات من خلال مفصلات منفصلة ، مما يسمح للعمود بالمرونة والانحناء عند الزوايا المطلوبة لتمكين سحب أو دفع الباب استجابةً لدوران قرص المحرك .

تم تركيب المرحلات المغناطيسية والقصب عبر قرص المحرك ، بحيث تتماشى المغناطيسات الخاصة ومفاتيح القصب مع بعضها البعض أثناء فتح وإغلاق الباب عند الزوايا المحددة مسبقًا.