Ultraljudshanddesinfektionskrets

Ultraljudshanddesinfektionskretsen detekterar närvaron av mänsklig hand genom reflekterade ultraljudsvågor och utlöser en relä-solenoidpump för att dispensera desinficeringsvätskan på användarens händer.

Projektet använder den populära HC-SR04 ultraljudssensormodulen för den nödvändiga avkänningsfunktionen.

Använda HC-SR04

HC-SR04 ultraljudssensormodul är byggd med ett par specialiserade ultraljudsgivare klassade för att fungera och svara med en frekvens på cirka 40 kHz.

Modulen har fyra pinouts för att konfigurera till den avsedda drivkretsen.

Försörjningsutgångarna anges med Vcc- och GND-stift. Där Vcc är den positiva 5V-ingången för modulen och Gnd är tänkt att vara ansluten till den negativa ledningen för ingångsförsörjningen.

Utlösarstiftet fungerar med en 10 us-puls som aktiverar de två omvandlarna för överföring och mottagning av den reflekterade ultraljudsvågen.

När en serie reflekterade signaler detekteras blir 'Echo' stiftet högt för att initiera det externa reläet eller solenoiden eller någon föredragen belastning.

Gränssnitt HC-SR04 med Arduino

För att kunna bearbeta HC-SR04-modulen och möjliggöra att den fungerar som en ultraljudsdetektor för precision, behöver vi en mikrocontrollerenhet som en Arduino för uppgiften.

När det är korrekt programmerat med koden som anges nedan blir Arduino kompatibel med HC-SR04, för den avsedda detekteringen av handnära och aktivering av sanitiseringsutmatningsmekanismen.

Gränssnittsdiagrammet för Arduino med HC-SR04 och relästeget kan ses i följande diagram:

Operativa detaljer

Den operativa proceduren för denna ultraljudshanddesinfektionskrets är enkel och kan förstås med följande punkter:

Arduino tillhandahåller 10 us-aktiveringspulsen till HC-SR04-modulens triggerpuls, vilket gör det möjligt för modulen att skicka och ta emot det reflekterade pulståget från målet, som är användarens hand.

Denna reflekterade data skickas till rduino från Echo-stiftet på HC-SR04-modulen.

Arduino bearbetar signalen och möjliggör stabil DC-utgång vid kort 7 på kortet, som är anslutet till relädrivsteget via ett 10k-motstånd och en 100uF kondensator.

Stift nr 7 på Arduino ska förbli högt så länge som HC-SR04-modulerna fortsätter att upptäcka användarnas hand inom den inställda närheten.

Detta betyder att reay också kommer att vara påslagen under denna period, vilket vi inte vill ha.

För att säkerställa att reläet och utmatningsmekanismen eller pumpen endast aktiveras under några sekunder, placeras en kondensator i serie med basen på BC547.

När stift nr 7 blir högt på grund av närvaron av en mänsklig hand leder BC547 bara så länge som dess bas 100uF är fulladdat, vilket händer inom ett par sekunder.

När 100uF är fulladdat, spärras BC547-basen från basenheten, och den slutar leda, stänger av reläet och inaktiverar den bifogade handdesinfektionsmekanismen.

När handen tas bort slutar HC-SR04 att skicka Echo-signalen till Arduino, som vänder sin stift nr 7 till logisk noll.

Vid denna tidpunkt börjar 100uF-baskondensatorn att urladdas via Arduino-stift nr 7 och höger 10k jordmotstånd.

Programkod

Hela programkoden för den ovan diskuterade ultraljudssanitiseringskretsen med HC-SR04 och Arduino ges nedan:


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)
}


Varning: Den föreslagna ultraljudssanitiseringskretsen har inte testats praktiskt taget av författaren. Idén var inspirerad av Denna artikel , och modifierats på lämpligt sätt för att möjliggöra den nödvändiga tillfälliga PÅ / AV-funktionen för dispenserpumpen eller solenoiden.