Mạch cửa tự động sử dụng PIR - Cửa không cảm ứng

Cùng với khoảng cách xã hội và mặt nạ, điều quan trọng khác mà kỷ nguyên COVID-19 đã buộc thế giới phải thực hiện là trở nên vô cảm. Điều này đang được khuyến nghị cho nhiều thiết bị công cộng, chẳng hạn như cửa, nước rửa tay , nút, công tắc, v.v. để hạn chế sự lây lan của vi-rút có thể gây ra do chạm vật lý vào các nút và tay cầm.

Bài báo đã nỗ lực hỗ trợ khái niệm không chạm hoặc không chạm cho cửa, bằng cách nâng cấp hệ thống cửa thành hệ thống cửa điện tử , có thể phản hồi sự hiện diện của con người và thực hiện các hoạt động đóng mở độc quyền mà không cần kéo hoặc đẩy cửa bằng tay.

Mô tả mạch

Mạch cửa không cảm ứng dựa trên phát hiện con người PIR được thể hiện trong hình trên.

Hãy 'tìm hiểu hoạt động của nó với sự trợ giúp của các điểm sau:

Thiết kế hoạt động bằng cách sử dụng các thành phần chính sau:

• Cảm biến PIR
• Rơle DPDT / SPDT
• IC 4093
• Từ tính Công tắc Reed

Hội PIR : Thiết bị hình vòm màu trắng bên trái, được gắn trên PCB màu xanh lá cây là Mô-đun Hồng ngoại thụ động hoặc mô-đun PIR. Mô-đun phát hiện bản đồ nhiệt hồng ngoại phát ra từ cơ thể người và chuyển chúng thành điện thế dương tại đầu ra của nó.

Như có thể thấy mô-đun có 3 sơ đồ chân viz Vcc hoặc chân cung cấp dương, đầu ra OUT tạo ra điện thế đầu ra để đáp ứng với sự hiện diện của con người trong phạm vi phát hiện của nó và sơ đồ chân Vss là chân nối đất hoặc chân cung cấp âm của thiết bị.

Trong hình trên, 3 sơ đồ chân của PIR được mạ vàng trực tiếp với một điện trở giới hạn dòng 1k và một bóng bán dẫn khuếch đại.

1k cung cấp khả năng tương thích nhanh chóng và đáng tin cậy cho PIR với nguồn 12 V, vì về cơ bản nó là thiết bị 5 V và kết nối trực tiếp 12 V có thể gây ra hỏng hóc vĩnh viễn cho thiết bị. Bóng bán dẫn hoạt động giống như một bộ khuếch đại chuyển đổi đầu ra dòng điện thấp, điện áp thấp từ PIR sang mức cao hơn thích hợp để vận hành rơ le.

Việc lắp ráp trực tiếp các bộ phận được đề cập trên các chân của PIR đảm bảo PIR hoạt động đáng tin cậy và đảm bảo mà không cần bất kỳ PCB đặc biệt nào hoặc các phần tử ổn định.

Tiếp sức làm việc : Rơle được kết nối với bóng bán dẫn PIR sẽ BẬT khi PIR phát hiện có người và TẮT khi có người di chuyển ra khỏi phạm vi phát hiện của nó. Rơ le này là loại DPDT có hai bộ tiếp điểm N / O và N / C.

Các tiếp điểm này được nối với một động cơ điện để cho phép chuyển tiếp và quay ngược để đáp ứng với việc kích hoạt và ngừng hoạt động của rơle DPDT.

Ngoài ra còn có một rơ le thứ hai khác là loại SPDT, nghĩa là với một bộ tiếp điểm N / O, N / C. Rơ le này cung cấp nguồn điện dương cho các tiếp điểm rơ le DPDT và động cơ, sao cho nguồn điện này bị TẮT bất cứ khi nào động cơ kéo cửa ở hai đầu của giới hạn đóng / mở.

Cổng NAND : Mạch sử dụng 4 cổng NAND từ IC 4093, điều khiển rơ le SPDT để ngừng hoạt động theo yêu cầu của động cơ ngay khi cửa được cuộn ở các đầu cực của nó.

Reed Relay : Hai công tắc rơ le sậy được sử dụng trong mạch điều khiển cửa PIR không chạm tự động này. Công tắc sậy cung cấp các tín hiệu điện cần thiết đến các cổng NAND để đảm bảo rằng động cơ sẽ tắt khi cửa được kéo qua một trong hai giới hạn của chúng.

Mạch làm việc chi tiết

Các cực của dây động cơ được kết nối với rơ le DPDT theo cách sao cho các tiếp điểm N / C hoặc thường đóng cho phép đóng cửa và N / O hoặc các tiếp điểm thường mở cho phép mở cửa.

Giả sử rằng cánh cửa không cảm ứng đang ở vị trí đóng hoàn toàn và không có con người nào trong phạm vi phát hiện của PIR.

Ở vị trí này, rơle DPDT ở trạng thái ngừng hoạt động với các tiếp điểm của nó nằm trên các điểm N / C của chúng.

Ngoài ra, công tắc sậy S1 được đặt bên ngoài một cách thích hợp sao cho khi cửa đóng lại, nó sẽ thẳng hàng với một nam châm được lắp ở mép cửa.

Tương tự, công tắc sậy S2 được định vị để phản ứng với một nam châm khác được liên kết với cửa, khi cửa ở vị trí mở.

Do đó, S1 hiện đang ở gần với bằng nam châm , đang trong tình trạng đóng cửa và đang tiến hành.

Ngoài ra, vì PIR bị tắt TẮT, bóng bán dẫn 8050 cũng được TẮT, khiến đầu vào của cổng A1 ở mức cao.

Vì các cổng NAND được nối dây dưới dạng bộ nghịch lưu, đầu ra của A3 trong trường hợp này chuyển sang mức thấp hoặc 0 V.

0 V này làm cho BC557 BẬT và áp dụng một nguồn dương qua S1 cho hai đầu vào của cổng A4.

Kết quả là cổng A4 chuyển sang mức thấp, hoặc 0 V giữ BC547 và công tắc rơle liên quan TẮT. Điều này cắt nguồn cung cấp cho rơ le DPDT và động cơ cửa vẫn ngừng hoạt động.

Toàn bộ hệ thống hiện đang chờ ở vị trí chờ.

Bây giờ, giả sử một người đến gần cửa và đến trong phạm vi PIR. Các PIR chuyển sang BẬT , kích hoạt rơle DPT ở vị trí N / O.

Kích hoạt PIR cũng gây ra tín hiệu thấp xuất hiện ở đầu vào của cổng A1, do đó làm cho đầu ra của A3 tăng cao.

Hành động này sẽ TẮT BC557, khiến đầu vào của A4 nhận được 0 và 1 logic tại các đầu vào của nó, biến đầu ra của nó ở mức cao và kích hoạt BC547 và rơle SPDT liên quan.

SPDT hiện cung cấp nguồn cung cấp cần thiết cho DPDT và động cơ.

Mô tơ nhanh chóng kích hoạt và bắt đầu cuốn cửa ở vị trí mở.

Khi cửa mở hoàn toàn, sậy S2 sẽ kích hoạt, làm xuất hiện mức logic 1 ở đầu vào tương ứng của A4. Đầu vào khác đã ở mức cao hoặc 1, đầu ra của A4 chuyển sang mức thấp, khiến BC547 và SPDT TẮT.

Nguồn cung cấp ngay lập tức bị cắt và động cơ tạm dừng.

Bây giờ người đó đã vào cửa và di chuyển phía trước ra khỏi phạm vi của PIR.

PIR lúc này sẽ TẮT, chuyển DPDT về phía tiếp điểm N / C được cho là để đảo ngược hoạt động của động cơ. Điều này cũng gây ra mức cao ở đầu vào A1 và mức thấp ở đầu ra của A3. Điều này dẫn đến các đầu vào của A4 nhận được logic 0 và 0 tương ứng, chuyển đầu ra của nó ở mức cao, và chuyển đổi BẬT BC547 và rơle SPDT.

SPDT bắt đầu cung cấp cho DPDT và động cơ để bây giờ động cơ bắt đầu kéo cửa về vị trí đóng.

Ở đây, S2 mở ra gây ra mức thấp ở đầu vào tương ứng của A4, nhưng điều đó không ảnh hưởng đến A4, vì 0 và 1 vẫn giữ đầu ra A4 ở mức cao.

Cuối cùng, khi cửa đạt đến vị trí đóng, rơle sậy S1 dẫn và toàn bộ hệ thống dừng lại và ở trạng thái chờ.

Hoạt động cổng trượt không chạm tự động

Giải thích ở trên khái niệm cửa không chạm cũng có thể được áp dụng hiệu quả để triển khai cảm ứng tự động hệ thống cổng trượt .

Cơ chế của hệ thống cổng có thể được hình dung trong hình trên.

Cổng trượt với sự trợ giúp của một vài bánh xe.

Một bánh xe được lắp ở đầu phía trước của cổng để hỗ trợ cổng lăn tự do trên đường ray kim loại.

Bánh xe còn lại ở dạng bánh răng được lắp trên trục động cơ sao cho răng của nó khớp với răng của bánh răng nằm ngang được lắp ở dưới cùng của cổng.

Bây giờ, khi động cơ hoạt động, bánh răng sẽ cắn các răng bánh răng nằm ngang và buộc cụm cổng lăn theo hướng được xác định bởi chuyển động theo chiều kim đồng hồ hoặc ngược chiều kim đồng hồ của bánh răng động cơ.

Nâng cấp Cửa tiêu chuẩn thành Cửa không cảm ứng

Để chuyển đổi hệ thống cửa thông thường hoặc tiêu chuẩn thành phiên bản không cảm ứng, có thể sử dụng cơ chế đẩy-kéo động cơ đơn giản sau đây.

Ở đây, chúng ta có thể thấy một trục được nối ở giữa và hai đầu thông qua các bản lề riêng biệt, cho phép trục linh hoạt và uốn cong ở các góc cần thiết để cho phép kéo hoặc đẩy cửa theo chuyển động quay của đĩa động cơ. .

Các nam châm và rơ le cây lau được lắp trên đĩa động cơ, sao cho các nam châm tương ứng và công tắc cây lau thẳng hàng với nhau trong quá trình đóng mở cửa theo các góc xác định trước.