Automatický obvod dveří pomocí PIR - bezdotykové dveře

Spolu se sociálními distancemi a maskami je další hlavní věcí, kterou éra po COVID-19 donutila svět implementovat, je bezdotykový. Toto se doporučuje pro mnoho veřejných zařízení, jako jsou dveře, dezinfekční prostředky na ruce , tlačítka, spínače atd., aby se zabránilo šíření virů, které mohou být způsobeny fyzickým dotykem tlačítek a rukojetí.

Tento článek se snaží podpořit bezdotykový nebo bezdotykový koncept dveří upgradováním dveřního systému na elektronický dveřní systém , které mohou reagovat na přítomnost člověka a provádět operace otevírání a zavírání výhradně bez nutnosti ručního zatahování nebo zatlačování dveří.

Popis obvodu

Bezdotykový dveřní obvod založený na detekci PIR člověka je zobrazen na obrázku výše.

Naučme se jeho práci pomocí následujících bodů:

Návrh funguje pomocí následujících hlavních komponent:

• PIR senzor
• DPDT / SPDT relé
• IC 4093
• Magnetický Jazýčkové spínače

Sestava PIR : Levé bílé kopulovité zařízení, namontované na zeleném PCB, je pasivní infračervená nebo PIR modul. Modul detekuje infračervenou tepelnou mapu vycházející z lidského těla a převádí je na pozitivní potenciál na svém výstupním terminálu.

Jak je vidět, modul má 3 pinouty, viz Vcc nebo kladný napájecí kolík, OUT, které produkují výstupní potenciál v reakci na přítomnost člověka v jeho detekčním rozsahu, a Vss pinout, což je uzemnění nebo záporný napájecí kolík přístroj.

Na výše uvedeném obrázku jsou 3 vývody PIR přímo spárovány s 1k rezistorem omezovače proudu a tranzistorem zesilovače.

1k poskytuje rychlou a spolehlivou kompatibilitu pro PIR s napájením 12 V, protože se v zásadě jedná o 5 V zařízení a přímé připojení 12 V může způsobit trvalé poškození zařízení. Tranzistor funguje jako zesilovač, který převádí nízkonapěťový a nízkonapěťový výstup z PIR na adekvátně vyšší úroveň pro provoz relé.

Přímá montáž zmíněných dílů na čepy PIR zajišťuje zaručené a spolehlivé fungování PIR bez nutnosti použití speciálních PCB nebo stabilizačních prvků.

Relé pracuje : Relé spojené s PIR tranzistorem se zapne, když PIR detekuje člověka, a vypne se, když se člověk vzdaluje od svého detekčního rozsahu. Toto relé je typu DPDT, které má dvě sady spínacích a rozpínacích kontaktů.

Tyto kontakty jsou propojeny výkonovým motorem, který umožňuje a dopředu a dozadu otáčení v reakci na aktivaci a deaktivaci relé DPDT.

K dispozici je také druhé další relé, které je typu SPDT, to znamená s jedinou sadou spínacích a rozpínacích kontaktů. Toto relé poskytuje kladné napájení kontaktů relé DPDT a motoru, takže toto napájení se vypne, kdykoli motor zatáhne za dveře na obou koncích mezí otevření / zavření.

NAND brány : Obvod používá 4 brány NAND z IC 4093, které ovládají relé SPDT pro požadovanou deaktivaci motoru, jakmile jsou dveře rolovány na jejich krajních koncích.

Reed Relay : V tomto automatickém bezdotykovém obvodu PIR dveřního ovladače jsou použity dva jazýčkové reléové spínače. Jazýčkové spínače poskytují potřebné elektrické signály do bran NAND, aby zajistily, že se motor vypne, když jsou dveře taženy přes jejich meze.

Obvod pracuje v detailech

Polarita vodičů motoru je spojena s relé DPDT takovým způsobem, že N / C nebo normálně zavřené kontakty umožňují zavření dveří a N / O nebo normálně otevřené kontakty umožňují otevření dveří.

Předpokládejme, že bezdotykové dveře jsou ve zcela uzavřené poloze a v dosahu detekce PIR není přítomna žádná lidská bytost.

V této poloze je relé DPDT v deaktivovaném stavu a jeho kontakty spočívají na jejich rozpínacích bodech.

Také jazýčkový spínač SI je vhodně umístěn vně tak, aby se při zavření dveří vyrovnal s magnetem instalovaným na okraji dveří.

Podobně je jazýčkový spínač S2 umístěn tak, aby reagoval s dalším magnetem spojeným se dveřmi, když jsou dveře v otevřené poloze.

S1 je tedy nyní v těsné blízkosti s magnetem , je v uzavřeném a vodivém stavu.

Protože je PIR vypnutý, tranzistor 8050 je také vypnutý, což způsobí, že vstup brány A1 bude vysoký.

Vzhledem k tomu, že brány NAND jsou zapojeny jako střídače, výstup A3 se v této situaci změní na nízkou nebo 0 V.

Tato 0 V způsobí zapnutí BC557 a přivedení kladného napájení přes S1 na dva vstupy brány A4.

Výsledkem je, že brána A4 se sníží na nízkou hodnotu, nebo 0 V, přičemž BC547 a příslušné relé se vypnou. Tím se přeruší napájení relé DPDT a motor dveří zůstane deaktivovaný.

Celý systém nyní čeká v pohotovostní poloze.

Nyní předpokládejme, že se člověk přiblíží ke dveřím a dostane se do dosahu PIR. The PIR se zapne , aktivací relé DPT v poloze N / O.

Aktivace PIR také způsobí, že se na vstupu brány A1 objeví slabý signál, což zase způsobí vysoký výstup A3.

Tato akce vypne BC557 a způsobí získání vstupu A4 Logika 0 a 1 na svých vstupech, což zvýší jeho vysoký výstup a aktivuje BC547 a přidružené relé SPDT.

SPDT nyní poskytuje požadované napájení DPDT a motoru.

Motor se rychle aktivuje a začne rolovat dveře v otevřené poloze.

Jakmile jsou dveře zcela otevřené, aktivuje se S2 jazýček, což způsobí, že se logika 1 objeví na příslušném vstupu A4. Druhý vstup je již vysoký nebo 1, výstup A4 se sníží, což způsobí vypnutí BC547 a SPDT.

Napájení se okamžitě přeruší a motor se zastaví.

Osoba nyní vstupuje do dveří a pohybuje se vpřed mimo dosah PIR.

PIR se nyní vypne a přepne DPDT směrem k rozpínacím kontaktům, které mají obrátit chod motoru. To také způsobí vysoké na vstupu A1 a nízké na výstupu A3. Výsledkem je, že vstupy A4 získají logiku 0, respektive 0, otočí výstup vysoko a sepnou BC547 a relé SPDT.

SPDT iniciuje napájení DPDT a motoru, takže motor nyní začne táhnout dveře směrem k zavřené poloze.

Zde se S2 otevře, což způsobí nízkou hodnotu na příslušném vstupu A4, ale to neovlivní A4, protože 0 a 1 stále udržují výstup A4 vysoký.

Nakonec, když dveře dosáhnou zavřené polohy, jazýčkové relé S1 vede a celý systém se zastaví a v pohotovostním stavu.

Automatický provoz posuvné bezdotykové brány

Výše uvedené vysvětlení konceptu bezdotykových dveří lze také efektivně použít pro implementaci automatického bezdotykového ovládání systém posuvných bran .

Mechanismus systému brány lze vizualizovat na výše uvedeném obrázku.

Brána je posuvná pomocí několika kol.

Jedno kolo je namontováno na předním konci brány, které podporuje bránu, aby se volně valila po kovové kolejové dráze.

Druhé kolo, které je ve formě ozubeného kola, je namontováno na hřídeli motoru tak, aby se jeho zuby spojily se zuby vodorovného ozubeného kola instalovaného ve spodní části brány.

Nyní, když motor pracuje, ozubené kolo kousne zuby vodorovného ozubeného kola a nutí sestavu brány, aby se odvalila ve směru určeném pohybem ozubeného kola motoru ve směru nebo proti směru hodinových ručiček.

Modernizace standardních dveří na bezdotykové dveře

Pro přestavbu běžného nebo standardního dveřního systému na bezdotykovou verzi lze použít následující jednoduchý mechanismus tahem a tlačením.

Zde vidíme, že hřídel je spojena uprostřed a konce prostřednictvím samostatných závěsů, což umožňuje pružnost hřídele a ohýbání v požadovaných úhlech pro umožnění tažení nebo tlačení dveří v reakci na otáčení kotouče motoru .

Magnety a jazýčkové relé jsou namontovány na kotouči motoru, takže příslušné magnety a jazýčkové spínače se vzájemně vyrovnávají během otevírání a zavírání dveří v předem stanovených úhlech.