Ардуино эсвэл микроконтроллергүй DIY холбоо барих гар ариутгагч тараагч: 17 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:01

Бидний мэдэж байгаагаар COVID-19 дэгдэлт дэлхий нийтийг хамарч, бидний амьдралын хэв маягийг өөрчилсөн юм. Энэ тохиолдолд архи, гар ариутгагч бодис нь амин чухал шингэн боловч тэдгээрийг зөв хэрэглэх ёстой. Халдвар авсан гараараа согтууруулах ундааны сав, гар ариутгагч шүргэх нь вирусыг дараагийн хүнд дамжуулж болно. Энэ нийтлэлд бид IR мэдрэгч ашиглан гар байгаа эсэхийг илрүүлж, гар дээр шингэн асгах насосыг идэвхжүүлдэг гар ариутгагч автомат диспенсер бүтээх болно. Зорилго нь хамгийн хямд бөгөөд хялбар шийдлийг олж, хэлхээний загвар гаргах явдал байв. Тиймээс ямар ч микроконтроллер эсвэл Arduino ашиглаагүй байна. Хоёр загварыг танилцуулсан бөгөөд та ямар ч загварыг сонгож, барих боломжтой. Эхний загвар нь SMD бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг ашигладаг бөгөөд хоёр дахь загвар нь бүр илүү хялбар байдаг. Энэ нь жижиг нэг давхар ПХБ самбар дээр DIP бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг ашигладаг.

I. Анхны дизайн:

[A] Хэлхээний шинжилгээ

Та 1 -р зураг дээрх бүдүүвч диаграммыг авч үзэж болно. P1 холбогчийг хэлхээнд 6В -оос 12В хүртэлх тэжээлийг холбоход ашигладаг. С6 конденсаторыг нийлүүлэлтийн дуу чимээг багасгахад ашигладаг. REG-1 бол 5V-ийн хүчдэлийг тогтворжуулдаг алдартай AMS1117 [1] LDO зохицуулагч юм.

Алхам 1: Зураг-1: Автомат гар ариутгагч тараагчийн бүдүүвч диаграм (анхны загвар)

D2 нь тэжээлийн зөв холболтыг зааж өгдөг бөгөөд R5 нь LED гүйдлийг хязгаарладаг. D1 нь IR дамжуулагч диод бөгөөд R1 нь D1 гүйдлийг хязгаарладаг, өөрөөр хэлбэл мэдрэгчийн мэдрэмжийг тодорхойлдог. U1 бол D1 (дамжуулагч) диодод 38 кГц -ийн импульс оруулахаар тохируулагдсан алдартай 555 [2] таймер IC юм. R4 потенциометрийг эргүүлснээр та давтамжийг тохируулж болно. Дуу чимээг багасгахын тулд C1 ба C2 -ийг ашигладаг. U2 бол TSOP1738 IR хүлээн авагч юм [3]. TSOP17XX мэдээллийн хүснэгтэд: "TSOP17XX цуврал нь хэт улаан туяаны алсын удирдлагын системийн жижиг хэмжээтэй хүлээн авагч юм. ПИН диод ба урьдчилсан өсгөгчийг тугалган хүрээн дээр угсардаг бөгөөд эпокси багцыг IR шүүлтүүр хэлбэрээр бүтээсэн болно. Демодулдсан гаралтын дохиог микропроцессороор шууд тайлах боломжтой. TSOP17.. нь бүх үндсэн дамжуулах кодыг дэмждэг IR алсын удирдлагатай хүлээн авагчийн стандарт цуврал юм.” TSOP1738 нь идэвхтэй бага гаралтыг танилцуулж байна. Энэ нь U2 -ийн гаралтын зүү нь 38 кГц -ийн IR гэрлийн дор бага байна гэсэн үг юм. Тиймээс би DC хөдөлгүүрийг (шингэн насос) жолоодохын тулд хямд үнэтэй P-Channel NDS356 MOSFET [4] ашигласан. D4 нь хөдөлгүүрийн урвуу гүйдлийн эсрэг хамгаалалтын диод бөгөөд C8 нь хөдөлгүүрийн индуктив дуу чимээг бууруулдаг. D3 бол шингэн шахуургын IR хүлээн авалт, идэвхжүүлэлтийг илтгэдэг LED юм. Нийлүүлэлтийн дуу чимээг багасгахын тулд С4 ба С5 -ийг ашигласан болно.

[B] ПХБ -ийн зохион байгуулалт

Зураг 2 -т ПХБ -ийн байршлыг харуулав. Ойлгож байгаагаар IR дамжуулагч диод ба TSOP IR хүлээн авагчаас бусад бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь SMD юм.

Алхам 2: Зураг-2: Гар ариутгагч автомат диспенсерийн ПХБ-ийн зохион байгуулалт (анхны загвар)

Би AMS1117-5.0 [5], LM555 [6], TSOP1738 [7], NDS536AP [8] -д зориулсан SamacSys бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн номын санг (Схемийн тэмдэг ба ПХБ-ийн ул мөр) ашигласан. SamacSys номын сан нь үнэ төлбөргүй бөгөөд IPC -ийн ул мөрийн стандартыг дагаж мөрддөг. Эдгээр санг ашиглах нь дизайны хугацааг эрс багасгаж, дизайны алдаанаас урьдчилан сэргийлдэг. Номын санг суулгахын тулд та CAD plugin [9] ашиглаж болно (зураг 3) эсвэл бүрэлдэхүүн хэсэг хайлтын системээс татаж авах боломжтой. Би Altium Designer ашиглаж байсан болохоор Altium plugin -ийг ашиглахыг илүүд үзсэн.

Алхам 3: Зураг-3: SamacSys CAD залгаасууд болон Altium Designer Plugin-д ашигласан бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг дэмждэг

Зураг 4 ба 5 -р зурагт ПХБ -ийн хавтангийн дээд ба доод талын 3D дүрслэлийг харуулав

Алхам 4: Зураг-4: ПХБ-ийн самбараас 3D дүрслэл (дээд талд)

Алхам 5: Зураг-5: ПХБ-ийн самбараас 3D харах (доод талд)

[C] Угсралт ба туршилт Эд анги угсрах процесст онцгой зүйл байдаггүй. TR ба RE мэдрэгчээс бусад бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь SMD юм. Би хэлхээг хурдан турших бодолтой байсан тул гагнуурын маск, торгон дэлгэцгүй хагас гар хийцийн ПХБ хавтанг ашигласан. Мэргэжлийн хиймэл ПХБ-ийн самбар ашиглан таны даалгавар илүү хялбар болно:-). Зураг 6 -д прототипийг харуулав.

Алхам 6: Зураг-6: Хагас гар хийцийн ПХБ-ийн самбар дээр гар ариутгагч тараагчийн прототип (анхны загвар)

Угсарсны дараа хамгийн сайн тохирох, илрүүлэх хүрээг олохын тулд R1 ба R4 -ийг тохируулахыг хичээ. R1 нь IR хүчийг (хүрээ), R4 дамжуулах давтамжийг тодорхойлдог.

Алхам 7: [D] Билл материал

II. Хоёр дахь загвар

[A] Хэлхээний шинжилгээ

Зураг 7 -д төхөөрөмжийн схем диаграммыг харуулав. P3 холбогч нь +5V тэжээлийг хэлхээнд холбоход хэрэглэгддэг. C4 ба C5 конденсаторыг оролтын хангамжийн дуу чимээг багасгахад ашигладаг. IC1 нь хэлхээний зүрх юм. Энэ бол алдартай LM393 харьцуулагч юм [10].

Алхам 8: Зураг-7: Автомат гар ариутгагч тараагчийн бүдүүвч диаграм (Хоёр дахь загвар)

LM393 мэдээллийн хүснэгтийн дагуу: LM393 цуврал нь дангаар нь эсвэл хуваах боломжтой хоёр хүчдэлтэй бие даасан нарийвчлалтай хүчдэлийн харьцуулагч юм. Эдгээр төхөөрөмжүүд нь нэг нийлүүлэлтийн горимоор газрын түвшний нийтлэг горимыг зөвшөөрөх зориулалттай. 2.0 мВ хүртэл оролтын офсет хүчдэлийн үзүүлэлтүүд нь энэхүү төхөөрөмжийг хэрэглэгч, автомашин, үйлдвэрлэлийн электроникийн олон хэрэглээний хувьд маш сайн сонголт болгодог.

Энэ бол хямд, хялбар IC юм. Ерөнхийдөө, хэрэв таны програм харьцуулагч бол OPAMP -ийн оронд харьцуулах чипийг ашиглахыг зөвлөж байна. Бид чипийн анхны харьцуулагчийг ашигласан бөгөөд R3 потенциометр нь идэвхжүүлэх босгыг тодорхойлдог. С2 нь потенциометрийн дунд зүү дээр гарч болзошгүй дуу чимээг бууруулдаг. D1 нь IR дамжуулагч, D2 нь IR хүлээн авагч диод юм. D2 нь эерэг зүү (+) хүчдэлтэй харьцуулах харьцуулагчийн сөрөг зүү (-) -тэй холбогдсон байна. Харьцуулагчийн гаралтын зүү нь бага, гэхдээ R4-ийг ашиглан дээш татах нь дээр.

Q1 бол насос (DC мотор) ба D3 LED -ийг удирддаг алдартай BD140 PNP транзистор [11] юм. D4 нь урвуу хамгаалалтын диод бөгөөд C3 нь насосны индуктив дуу чимээг бууруулж хэлхээний тогтвортой байдалд нөлөөлөхгүй. Эцэст нь хэлэхэд, P1 нь цэнхэр өнгийн 5 мм -ийн LED холболтыг зөв цахилгаан холболтыг харуулахад ашигладаг.

[B] ПХБ -ийн зохион байгуулалт

Зураг 8 -д хоёр дахь загварын ПХБ -ийн байршлыг харуулав. Энэ нь нэг давхар PCB хавтан бөгөөд бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь DIP юм. Энэ DIY -ийг гэртээ хурдан хийх нь хүн бүрт маш хялбар юм.

Алхам 9: Зураг-8: Гар ариутгагч автомат диспенсерийн ПХБ-ийн зохион байгуулалт (хоёр дахь загвар)

Эхний загвартай адилаар би LM393 [12], BD140 [13] -д SamacSys бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн номын санг (Схемийн тэмдэг ба ПХБ -ийн ул мөр) ашигласан. SamacSys номын сан нь үнэ төлбөргүй бөгөөд IPC -ийн ул мөрийн стандартыг дагаж мөрддөг. Номын санг суулгахын тулд та CAD plugin [9] ашиглаж болно (зураг 9) эсвэл бүрэлдэхүүн хэсэг хайлтын системээс татаж авах боломжтой. Эдгээр санг ашиглах нь дизайны хугацааг эрс багасгаж, дизайны алдаанаас урьдчилан сэргийлдэг. Би Altium Designer CAD програмыг ашигласан тул Altium залгаасыг суулгахыг илүүд үзсэн.

Алхам 10: Зураг-9: SamacSys нь CAD залгаасууд болон Altium Designer Plugin-д ашигласан бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг дэмждэг

10 -р зурагт угсарсан ПХБ -ийн самбараас 3D дүрслэлийг харуулав.

Алхам 11: Зураг-10: ПХБ-ийн самбараас 3D дүрслэл (дээд талд)

[C] Угсралт ба туршилт

Зураг 11 -д угсарсан ПХБ -ийн хавтанг харуулав. Энэ бол миний ойлголтыг хурдан туршиж үздэг хагас гар хийцийн ПХБ хавтан юм. Та үүнийг захиалгаар үйлдвэрлэх боломжтой. Гагнуурын ажилд онцгой зүйл байдаггүй. Бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь DIP юм. Нэлээд амархан. Зүгээр л хий:-). Энэхүү загвар нь анхны загвараас хамаагүй хялбар бөгөөд бүр хямд байдаг. Тиймээс би үүнийг дагаж, гар ариутгагч тараах төхөөрөмжийг дуусгасан.

Алхам 12: Зураг-11: Хагас гар хийцийн ПХБ-ийн самбар дээр ариутгагч тараагчийн прототип (хоёр дахь загвар)

Зураг 12 -т сонгосон шингэн насосыг харуулав. Энэ нь зах зээл дээрх хамгийн хямд нь байж магадгүй ч би түүний үйл ажиллагаанд сэтгэл хангалуун байна.

Алхам 13: Зураг-12: Гар ариутгагч шингэнийг урсгахын тулд сонгосон шингэн насос

Эцэст нь 13 -р зурагт гар ариутгагч бодисын бүрэн хуваарилагчийг үзүүлэв. Та хуванцар кофе хадгалах сав гэх мэт ижил төстэй шил, хуванцар савыг сонгож болно. Миний сонгосон нь шилэн соусын сав юм:-). Би хоолойг нугалж барихын тулд энгийн зэс утсыг ашигласан. R3 потенциометрийг хамгийн бага мэдрэмжийн түвшингээс эргүүлж, хүссэн хэмжээгээр илрүүлэх хүрээг хангахын тулд бага зэрэг нэмэгдүүлээрэй. Шахуурга ямар ч өдөөгчгүйгээр аяндаа ажиллах боломжтой тул үүнийг хэт мэдрэмтгий болгож болохгүй!

Алхам 14: Зураг-13: Гар ариутгагч тараагчийн иж бүрэн DIY

Зураг 14 нь диспенсерийг харанхуйд харуулав. Цэнхэр LED гэрэл (P1) нь савны таган дээр суурилуулсан үзэсгэлэнтэй дүр төрхийг өгдөг.

Алхам 15: Зураг-14: Гар ариутгагч тараагчийн харанхуйд харагдах байдал

Алхам 16: [D] Билл материал

Алхам 17: Ашигласан материал

Үндсэн нийтлэл:

[1]: AMS1117-5.0 мэдээллийн хуудас:

[2]: LM555 мэдээллийн хуудас:

[3]: TSOP1738 мэдээллийн хуудас:

[4]: NDS356 мэдээллийн хуудас:

[5]: AMS1117-5.0 Схемийн тэмдэг ба ПХБ-ийн ул мөр:

[6]: LM555 схемийн тэмдэг ба ПХБ -ийн ул мөр:

[7]: TSOP1738 Схемийн тэмдэг ба ПХБ -ийн ул мөр:

[8]: NDS356 схемийн тэмдэг ба ПХБ -ийн ул мөр:

[9]: CAD залгаасууд:

[10]: LM393 мэдээллийн хуудас:

[11]: BD140 мэдээллийн хуудас:

[12]: LM393 схемийн тэмдэг ба ПХБ -ийн ул мөр:

[13]: BD140 схемийн тэмдэг ба ПХБ -ийн ул мөр: