Mạch rửa tay siêu âm

Mạch chất khử trùng tay siêu âm phát hiện sự hiện diện của bàn tay con người thông qua sóng siêu âm phản xạ và kích hoạt một máy bơm điện từ chuyển tiếp trong giây lát để phân phối chất lỏng khử trùng trên tay của người dùng.

Dự án sử dụng mô-đun cảm biến siêu âm HC-SR04 phổ biến cho chức năng cảm biến theo yêu cầu.

Sử dụng HC-SR04

Mô-đun cảm biến siêu âm HC-SR04 được chế tạo sử dụng một vài đầu dò siêu âm chuyên dụng được đánh giá là hoạt động và phản hồi ở tần số khoảng 40 kHz.

Mô-đun có 4 sơ đồ chân để cấu hình thành mạch trình điều khiển dự kiến.

Sơ đồ chân nguồn cung cấp được chỉ định bằng các chân Vcc và Gnd. Trong đó Vcc là đầu vào 5V dương cho mô-đun và Gnd được cho là được kết nối với đường âm của nguồn điện đầu vào.

Chân kích hoạt hoạt động với xung 10 us, kích hoạt hai đầu dò để truyền và nhận sóng siêu âm phản xạ.

Khi một loạt tín hiệu phản xạ được phát hiện, chân 'Echo' trở nên cao để khởi động rơle bên ngoài hoặc điện từ hoặc bất kỳ tải ưu tiên nào.

Giao diện HC-SR04 với Arduino

Để xử lý mô-đun HC-SR04 và cho phép nó hoạt động như một máy dò độ gần siêu âm chính xác, chúng tôi cần một đơn vị vi điều khiển như Arduino cho nhiệm vụ.

Khi được lập trình thích hợp với mã như được đưa ra bên dưới, Arduino sẽ tương thích với HC-SR04, để phát hiện và kích hoạt cơ chế phân phối chất làm vệ sinh ở gần bàn tay dự kiến.

Sơ đồ đấu dây giao tiếp của Arduino với HC-SR04 và giai đoạn tiếp điện có thể được nhìn thấy trong sơ đồ sau:

Chi tiết hoạt động

Quy trình hoạt động của mạch nước rửa tay siêu âm này rất đơn giản và có thể hiểu được những điểm sau:

Arduino cung cấp xung kích hoạt 10 us cho xung kích hoạt mô-đun HC-SR04, cho phép mô-đun gửi và nhận chuỗi xung phản xạ từ mục tiêu, đó là bàn tay của người dùng.

Dữ liệu phản ánh này được gửi đến rduino từ chân Echo của mô-đun HC-SR04.

Arduino xử lý tín hiệu và cho phép đầu ra DC ổn định tại chân 7 của bảng, được kết nối với giai đoạn trình điều khiển rơle thông qua điện trở 10k và tụ điện 100uF.

Chân số 7 của Arduino được cho là ở mức cao miễn là các mô-đun HC-SR04 tiếp tục phát hiện tay người dùng trong phạm vi gần đã đặt.

Điều này có nghĩa là hoàn trả cũng sẽ được BẬT trong khoảng thời gian này, điều mà chúng tôi không muốn.

Để đảm bảo rằng rơle và mechnaism hoặc máy bơm phân phối kèm theo chỉ được kích hoạt trong vài giây, một tụ điện được đặt nối tiếp với đế của BC547.

Khi chân số 7 trở nên cao do sự hiện diện của bàn tay con người, BC547 chỉ dẫn điện trong khoảng thời gian 100uF cơ bản của nó được sạc đầy, điều này xảy ra trong vòng vài giây.

Khi 100uF được sạc đầy, đế BC547 bị chặn khỏi ổ đĩa cơ sở và nó ngừng dẫn điện, TẮT rơ le và tắt cơ chế phân phối chất khử trùng tay kèm theo.

Khi bỏ tay ra, HC-SR04 ngừng gửi tín hiệu Echo đến Arduino, tín hiệu này sẽ lật chân số 7 của nó về mức logic 0.

Tại thời điểm này, tụ điện cơ sở 100uF bắt đầu được phóng điện qua chân Arduino số 7 và điện trở nối đất 10k bên phải.

Mã chương trình

Toàn bộ mã chương trình cho mạch nước rửa tay siêu âm đã thảo luận ở trên sử dụng HC-SR04 và Arduino được cung cấp dưới đây:


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)
}


Cảnh báo: Mạch nước rửa tay siêu âm được đề xuất chưa được tác giả thử nghiệm thực tế. Ý tưởng được lấy cảm hứng từ bài viết này , và được sửa đổi thích hợp để bật chức năng BẬT / TẮT tạm thời cần thiết cho máy bơm phân phối hoặc bộ điện từ.