Automatyczny obwód drzwi za pomocą PIR - drzwi bezdotykowe

Wraz z dystansem społecznym i maskami, inną ważną rzeczą, którą era po COVID-19 zmusiła świat do wdrożenia, jest brak dotyku. Jest to zalecane w przypadku wielu urządzeń publicznych, takich jak drzwi, środki do dezynfekcji rąk , przycisków, przełączników itp. w celu ograniczenia rozprzestrzeniania się wirusów, które może być spowodowane fizycznym dotknięciem przycisków i uchwytów.

W artykule podjęto próbę wspierania koncepcji bezdotykowej lub bezdotykowej drzwi, unowocześniając system drzwi do elektroniczny system drzwi , które mogą reagować na obecność człowieka i wykonywać operacje otwierania i zamykania wyłącznie bez konieczności ręcznego ciągnięcia lub pchania drzwi.

Opis obwodu

Na powyższym rysunku pokazano obwód drzwi bezdotykowych oparty na detekcji człowieka PIR.

Nauczmy się jego działania z pomocą następujących punktów:

Projekt działa przy użyciu następujących głównych komponentów:

• Czujnik PIR
• Przekaźniki DPDT / SPDT
• IC 4093
• Magnetyczny Przełączniki kontaktronowe

Montaż PIR : Urządzenie w kształcie białej kopuły po lewej stronie, zamontowane na zielonej płytce drukowanej to pasywna podczerwień lub moduł PIR. Moduł wykrywa mapę cieplną podczerwieni emanującą z ludzkiego ciała i przekształca je w dodatni potencjał na swoim terminalu wyjściowym.

Jak widać moduł ma 3 wyprowadzenia, a mianowicie Vcc lub dodatni pin zasilania, OUT, które wytwarzają potencjał wyjściowy w odpowiedzi na obecność człowieka w jego zakresie wykrywania, oraz pinout Vss, który jest masą lub ujemnym pinem zasilania urządzenie.

Na powyższym rysunku 3 wyprowadzenia PIR są bezpośrednio połączone z rezystorem ogranicznika prądu 1k i tranzystorem wzmacniającym.

1k zapewnia szybką i niezawodną kompatybilność PIR z zasilaniem 12 V, ponieważ jest to zasadniczo urządzenie 5 V, a bezpośrednie podłączenie 12 V może spowodować trwałe uszkodzenie urządzenia. Tranzystor działa jak wzmacniacz, który konwertuje niskoprądowy, niskonapięciowy sygnał wyjściowy z PIR na odpowiednio wyższy poziom do obsługi przekaźnika.

Bezpośredni montaż wymienionych części na pinach PIR zapewnia gwarantowaną i niezawodną pracę PIR bez konieczności stosowania specjalnej płytki drukowanej czy elementów stabilizujących.

Praca przekaźnika : Przekaźnik połączony z tranzystorem PIR włącza się, gdy PIR wykryje człowieka i wyłącza się, gdy człowiek oddala się od jego zakresu wykrywania. Ten przekaźnik jest typu DPDT, który ma dwa zestawy styków zwiernych i rozwiernych.

Te styki są połączone z silnikiem, aby umożliwić a rotacja do przodu i do tyłu w odpowiedzi na aktywację i dezaktywację przekaźnika DPDT.

Jest też drugi inny przekaźnik typu SPDT, czyli z pojedynczym zestawem styków N / O, N / C. Przekaźnik ten zapewnia dodatnie zasilanie dla styków przekaźnika DPDT i silnika, tak że to zasilanie jest odłączane, gdy silnik ciągnie drzwi po obu stronach granic otwarcia / zamknięcia.

Bramy NAND : Obwód wykorzystuje 4 bramki NAND z układu IC 4093, które sterują przekaźnikiem SPDT w celu wymaganej dezaktywacji silnika, gdy tylko drzwi zostaną przetoczone na skrajnych końcach ruchu.

Reed Relay : Dwa kontaktrony są używane w tym automatycznym bezdotykowym obwodzie kontrolera drzwi PIR. Kontaktrony dostarczają niezbędne sygnały elektryczne do bramek NAND, aby zapewnić wyłączenie silnika, gdy drzwi zostaną pociągnięte przez oba granice.

Obwód pracujący w szczegółach

Biegunowość przewodów silnika jest połączona z przekaźnikiem DPDT w taki sposób, że styki rozwierne lub normalnie zwarte umożliwiają zamknięcie drzwi, a styki zwierne lub normalnie otwarte otwieranie drzwi.

Załóżmy, że drzwi bezdotykowe są w pozycji całkowicie zamkniętej, aw zasięgu detekcji PIR nie ma człowieka.

W tej pozycji przekaźnik DPDT jest w stanie dezaktywacji, a jego styki spoczywają na swoich punktach N / C.

Ponadto kontaktron S1 jest odpowiednio umieszczony na zewnątrz tak, że kiedy drzwi się zamykają, ustawia się w jednej linii z magnesem zainstalowanym na krawędzi drzwi.

Podobnie, kontaktron S2 jest ustawiony tak, aby odpowiadał na inny magnes związany z drzwiami, gdy drzwi są w pozycji otwartej.

Zatem S1 jest teraz w bliskim sąsiedztwie z za pomocą magnesu , jest w stanie zamkniętym i przewodzącym.

Ponadto, ponieważ PIR jest wyłączony, tranzystor 8050 jest również wyłączany, powodując stan na wejściu bramki A1.

Ponieważ bramki NAND są okablowane jako falowniki, wyjście A3 w tej sytuacji zmienia się na niskie lub 0 V.

To 0 V powoduje włączenie BC557 i doprowadzenie dodatniego zasilania przez S1 do dwóch wejść bramki A4.

W rezultacie bramka A4 zmienia stan na niski lub 0 V, utrzymując BC547 i powiązany z nim przełącznik w pozycji OFF. Spowoduje to odcięcie zasilania przekaźnika DPDT, a silnik drzwi pozostanie wyłączony.

Cały system czeka teraz w stanie gotowości.

Teraz przypuśćmy, że do drzwi zbliża się człowiek i znajdzie się w zasięgu PIR. Plik PIR włącza się , aktywując przekaźnik DPT w pozycji N / O.

Aktywacja PIR powoduje również pojawienie się niskiego sygnału na wejściu bramki A1, co z kolei powoduje, że wyjście A3 staje się wysokie.

Ta czynność wyłącza BC557, powodując pobranie danych wejściowych A4 Logika 0 i 1 na jego wejściach, co powoduje, że wyjście jest wysokie i aktywuje BC547 i powiązany przekaźnik SPDT.

SPDT zapewnia teraz wymagane zasilanie DPDT i silnika.

Silnik szybko się uruchamia i zaczyna toczyć bramę w pozycji otwartej.

Gdy drzwi są całkowicie otwarte, stroik S2 aktywuje się, powodując pojawienie się logiki 1 na odpowiednim wejściu A4. Drugie wejście jest już wysokie lub 1, wyjście A4 zmienia stan na niski, powodując wyłączenie BC547 i SPDT.

Zasilanie zostaje natychmiast odcięte, a silnik zatrzymuje się.

Osoba wchodzi teraz do drzwi i wychodzi poza zasięg PIR.

PIR wyłącza się teraz, przełączając DPDT na styki rozwierne, które mają odwrócić działanie silnika. Powoduje to również wysoki poziom na wejściu A1 i niski na wyjściu A3. Powoduje to, że wejścia A4 uzyskują odpowiednio logikę 0 i 0, przełączając wyjście w stan wysoki i włączając BC547 i przekaźnik SPDT.

SPDT inicjuje zasilanie DPDT i silnika, tak że silnik zaczyna teraz ciągnąć drzwi do pozycji zamkniętej.

Tutaj S2 otwiera się, powodując niski poziom na odpowiednim wejściu A4, ale nie ma to wpływu na A4, ponieważ 0 i 1 nadal utrzymuje wysoki poziom wyjściowy A4.

Wreszcie, gdy drzwi osiągną pozycję zamkniętą, przekaźnik kontaktronowy S1 przewodzi, a cały system zatrzymuje się i przechodzi w stan gotowości.

Automatyczna bezdotykowa brama przesuwna

Powyższe wyjaśnienie koncepcji drzwi bezdotykowych można również skutecznie zastosować do wdrożenia automatycznego systemu bezdotykowego system bram przesuwnych .

Mechanizm systemu bramowego można zwizualizować na powyższym rysunku.

Brama przesuwa się za pomocą kilku kółek.

Na przednim końcu bramki zamontowane jest jedno kółko, które umożliwia swobodne toczenie się bramy po metalowej szynie.

Drugie koło, które jest w kształcie koła zębatego, jest zamocowane na wale silnika w taki sposób, że jego zęby sprzęgają się z zębami poziomego koła zębatego zainstalowanego na dole bramy.

Teraz, gdy silnik pracuje, koło zębate gryzie poziome zęby koła zębatego i zmusza zespół bramki do toczenia się w kierunku określonym przez ruch koła zębatego silnika w prawo lub w lewo.

Zmiana standardowych drzwi w drzwi bezdotykowe

W celu przekształcenia zwykłego lub standardowego systemu drzwi w wersję bezdotykową można zastosować następujący prosty mechanizm silnikowo-pociągowo-pchający.

Tutaj widzimy, że wał jest połączony pośrodku, a końce za pomocą oddzielnych zawiasów, co pozwala wałkowi być elastycznym i zginać pod wymaganymi kątami, aby umożliwić pociąganie lub pchanie drzwi w odpowiedzi na obrót tarczy silnika .

Magnesy i kontaktrony są zamocowane w poprzek tarczy silnika tak, że odpowiednie magnesy i kontaktrony ustawiają się w jednej linii podczas otwierania i zamykania drzwi pod zadanymi kątami.