Circuito desinfetante de mãos ultrassônico

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O circuito desinfetante de mão ultrassônico detecta a presença de mão humana por meio de ondas ultrassônicas refletidas e aciona uma bomba solenóide de relé momentaneamente para dispensar o líquido desinfetante nas mãos do usuário.

O projeto usa o popular módulo sensor ultrassônico HC-SR04 para a função de detecção necessária.





Usando HC-SR04

O módulo de sensor ultrassônico HC-SR04 é construído usando um par de transdutores ultrassônicos especializados, classificados para funcionar e responder a uma frequência de cerca de 40 kHz.

O módulo possui 4 pinagens para configuração no circuito acionador pretendido.



As pinagens de alimentação são indicadas com pinos Vcc e Gnd. Onde Vcc é a entrada positiva de 5 V para o módulo e o Gnd deve ser conectado com a linha negativa da fonte de alimentação de entrada.

O pino de gatilho funciona com um pulso de 10 us que ativa os dois transdutores para transmitir e receber a onda ultrassônica refletida.

Quando uma série de sinais refletidos é detectada, o pino 'Eco' torna-se alto para iniciar o relé externo ou o solenóide ou qualquer carga preferida.

Interface do HC-SR04 com Arduino

Para processar o módulo HC-SR04 e habilitá-lo a funcionar como um detector ultrassônico de proximidade de precisão, precisamos de uma unidade de microcontrolador como um Arduino para a tarefa.

Quando devidamente programado com o código fornecido abaixo, o Arduino se torna compatível com o HC-SR04, para a detecção de proximidade da mão pretendida e ativação do mecanismo de dispensação do desinfetante.

O diagrama de fiação de interface do Arduino com HC-SR04 e o estágio de relé pode ser visto no diagrama a seguir:

Detalhes Operacionais

O procedimento operacional deste circuito de higienizador de mãos ultrassônico é simples e pode ser entendido com os seguintes pontos:

O Arduino fornece o pulso de ativação de 10 us para o pulso de disparo dos módulos HC-SR04, o que permite ao módulo enviar e receber o trem de pulso refletido do alvo, que é a mão do usuário.

Esses dados refletidos são enviados para o rduino a partir do pino Echo do módulo HC-SR04.

O Arduino processa o sinal e permite uma saída CC estável no pino 7 da placa, que é conectado ao estágio do driver do relé por meio de um resistor de 10k e um capacitor de 100uF.

O pino nº 7 do Arduino deve permanecer alto enquanto os módulos HC-SR04 continuarem a detectar a mão do usuário na proximidade definida.

Isso significa que o reay também ficará LIGADO durante este período, o que não queremos.

Para certificar-se de que o relé e o mecanismo de distribuição ou bomba do attachwd sejam acionados apenas por alguns segundos, um capacitor é colocado em série com a base do BC547.

Quando o pino 7 fica alto devido à presença de uma mão humana, o BC547 conduz apenas enquanto sua base 100uF estiver totalmente carregada, o que acontece em alguns segundos.

Assim que o 100uF estiver totalmente carregado, a base BC547 é inibida do acionamento da base e para de conduzir, desligando o relé e desabilitando o mecanismo de distribuição de desinfetante para as mãos.

Quando a mão é removida, o HC-SR04 para de enviar o sinal Echo para o Arduino, que vira seu pino # 7 para o zero lógico.

Nesse ponto, o capacitor base de 100uF começa a ser descarregado através do pino nº 7 do Arduino e do resistor de aterramento de 10k do lado direito.

Código do Programa

Todo o código do programa para o circuito higienizador de mãos ultrassônico discutido acima usando HC-SR04 e Arduino é fornecido abaixo:


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)
}

Aviso: O circuito desinfetante de mãos ultrassônico proposto não foi testado de forma prática pelo autor. A ideia foi inspirada em Este artigo , e modificado apropriadamente para habilitar a função ON / OFF momentânea necessária para a bomba dispensadora ou o solenóide.




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