دائرة مطهر اليد بالموجات فوق الصوتية

تكتشف دائرة معقم اليدين بالموجات فوق الصوتية وجود اليد البشرية من خلال الموجات فوق الصوتية المنعكسة ، وتطلق مضخة لولبية مرحل لحظية لتوزيع سائل التعقيم على يدي المستخدم.

يستخدم المشروع وحدة استشعار الموجات فوق الصوتية HC-SR04 الشهيرة لوظيفة الاستشعار المطلوبة.

باستخدام HC-SR04

تم تصميم وحدة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية HC-SR04 باستخدام اثنين من محولات الطاقة فوق الصوتية المتخصصة المصنفة للعمل والاستجابة بتردد حوالي 40 كيلو هرتز.

تحتوي الوحدة على 4 دبابيس للتكوين في دائرة السائق المقصودة.

يشار إلى دبابيس الإمداد بدبابيس Vcc و Gnd. حيث Vcc هو مدخل 5V الموجب للوحدة ، ومن المفترض أن يكون Gnd متصلاً بالخط السالب لمصدر طاقة الإدخال.

يعمل دبوس الزناد مع نبضة تبلغ 10 دولارات أمريكية والتي تنشط محولي الطاقة لنقل واستقبال الموجات فوق الصوتية المنعكسة.

عندما يتم الكشف عن سلسلة من الإشارات المنعكسة ، يصبح دبوس 'Echo' مرتفعًا لبدء الترحيل الخارجي أو الملف اللولبي أو أي حمل مفضل.

ربط HC-SR04 بالاردوينو

من أجل معالجة وحدة HC-SR04 ، وتمكينها من العمل ككاشف دقيق للقرب بالموجات فوق الصوتية ، نحتاج إلى وحدة تحكم دقيقة مثل Arduino لهذه المهمة.

عند برمجتها بشكل مناسب مع الكود كما هو موضح أدناه ، يصبح Arduino متوافقًا مع HC-SR04 ، للكشف عن قرب اليد وتفعيل آلية صرف المطهر.

يمكن رؤية مخطط الأسلاك البينية لـ Arduino مع HC-SR04 ومرحلة الترحيل في الرسم التخطيطي التالي:

التفاصيل التشغيلية

الإجراء التشغيلي لدائرة معقم اليدين بالموجات فوق الصوتية بسيط ويمكن فهمه بالنقاط التالية:

يوفر Arduino نبضة تنشيط 10 دولارات أمريكية إلى نبضات الزناد الخاصة بوحدات HC-SR04 ، والتي تمكن الوحدة من إرسال واستقبال قطار النبض المنعكس من الهدف ، وهو يد المستخدم.

يتم إرسال هذه البيانات المنعكسة إلى rduino من دبوس Echo للوحدة HC-SR04.

تقوم Arduino بمعالجة الإشارة وتمكين إخراج تيار مستمر ثابت عند pin7 من اللوحة ، والذي يتم توصيله بمرحلة سائق الترحيل عبر المقاوم 10k ومكثف 100uF.

من المفترض أن يظل الدبوس رقم 7 في Arduino مرتفعًا طالما استمرت وحدات HC-SR04 في اكتشاف يد المستخدمين ضمن القرب المحدد.

هذا يعني أن reay سيبقى أيضًا في وضع التشغيل خلال هذه الفترة ، وهو ما لا نريده.

للتأكد من أن المرحل وآلية أو مضخة الاستغناء المرفقة تعملان فقط لبضع ثوانٍ ، يتم وضع مكثف في سلسلة مع قاعدة BC547.

عندما يصبح الدبوس 7 عالياً بسبب وجود يد بشرية ، فإن BC547 يعمل فقط طالما أن قاعدته 100 فائق التوهج مشحونة بالكامل ، وهو ما يحدث في غضون بضع ثوانٍ.

بمجرد أن يتم شحن 100 فائق التوهج بالكامل ، يتم منع قاعدة BC547 من محرك القاعدة ، وتتوقف عن التوصيل ، وإيقاف تشغيل المرحل وتعطيل آلية صرف معقم اليدين المرفق.

عند إزالة اليد ، يتوقف HC-SR04 عن إرسال إشارة Echo إلى Arduino ، والتي تقلب دبوسها رقم 7 إلى الصفر المنطقي.

في هذه المرحلة ، يبدأ مكثف القاعدة 100 فائق التوهج في التفريغ عبر دبوس Arduino رقم 7 والجانب الأيمن 10k المقاوم الأرضي.

كود البرنامج

كود البرنامج الكامل لدائرة معقم اليدين بالموجات فوق الصوتية التي تمت مناقشتها أعلاه باستخدام HC-SR04 و Arduino مذكورة أدناه:


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)
}


تحذير: لم يتم اختبار دائرة تعقيم اليد بالموجات فوق الصوتية المقترحة عمليًا من قبل المؤلف. الفكرة مستوحاة من هذا المقال ، وتعديله بشكل مناسب لتمكين وظيفة التشغيل / الإيقاف اللحظية المطلوبة لمضخة الموزع ، أو الملف اللولبي.