Zaloguj się
Wszystkie
9 września 2021
732
Może być całkiem przydatny w naszym post-Covid-19 świecie, ponieważ minimalizuje rozprzestrzenianie się wirusów przez dzwonki do drzwi.
Układ i działanie
Prototyp opracowany przez autora jest pokazany na fotografii 1. Rysunek 2 pokazuje schemat blokowy obwodu bezdotykowego dzwonka do drzwi, a rysunek 3 pokazuje kompletny układ. Układ zbudowany jest w oparciu o podwójny timer NE556 (IC1), tranzystor BC547 (T1), odbiornik IR TSOP1738 (IRRX1), diodę LED nadajnika IR (IRTX1), diodę Zenera 5,1 V (ZD1), diodę prostowniczą (D1) oraz przekaźnik jednoprzełącznikowy 12 V (RL1).
NE556 jest układem scalonym z podwójnym timerem NE555 zdolnym do wytwarzania precyzyjnych opóźnień czasowych lub oscylacji. Posiada on dwa niezależne timery. Jeden timer jest skonfigurowany jako multiwibrator astabilny (zbudowany wokół pinów od 8 do 13), który jest używany do napędzania obwodu czujnika IR, a drugi jako multiwibrator monostabilny (zbudowany wokół pinów od 1 do 6) do napędzania obwodu przekaźnika.
Wyjście pin 5 układu IC1 służy do wysterowania przekaźnika, który przedłuża zasilanie AC dzwonka do drzwi. Cały układ jest zasilany z zasilacza 12 V DC, którym może być zasilacz SMPS o wydajności prądowej 500 mA, lub dowolny inny zasilacz regulowany.
Układ działa jako czujnik zbliżeniowy i wykrywa pobliskie obiekty bez kontaktu fizycznego. Gdy umieścimy rękę lub palec w pobliżu diody podczerwieni (IR) IRTX1, jej światło IR jest odbijane z powrotem i odbierane przez umieszczony w pobliżu czujnik TSOP1738 (IRRX1). Jak pokazano na schemacie blokowym czujnika na rysunku 4, składa się on z diody PIN, przedwzmacniacza, filtru pasmowo-przepustowego i demodulatora. Pakiet epoksydowy został zaprojektowany jako filtr podczerwieni.
Dioda nadawcza IR (IRTX1) jest podłączona do pinu wyjściowego 9 pierwszej sekcji timera NE556 (IC1). Multiwibrator ten generuje częstotliwość w zakresie od 32 kHz do 38 kHz, która jest częstotliwością pracy czujnika TSOP1738. Tryb astabilny jest konfigurowany za pomocą rezystorów R1 i R2 oraz kondensatora C4. Obliczenia częstotliwości astabilnej można dokonać korzystając z zależności:
Wyjście częstotliwości uzyskane na pinie 9 układu IC1 jest podłączone do diody IRTX1 poprzez rezystor R7, który steruje prądem płynącym przez diodę. Emitowane światło IR jest proporcjonalne do tego prądu. Wartość R7 może być zmieniana w celu regulacji zasięgu zbliżeniowego układu. Napięcie zasilania IRTX1 wynosi około 1,9 V. Dioda Zenera ZD1 połączona szeregowo z rezystorem R6 służy do generowania napięcia stałego 5,1 V, które napędza czujnik.
W sekcji multiwibratora monostabilnego (piny od 1 do 6), rezystor R3 i kondensator C1 zapewniają niezbędne taktowanie. W tym przypadku czas (stan włączony) wynosi około trzech sekund. Obliczenie taktowania wynika z zależności:
Gdy odbita wiązka IR zostanie odebrana przez czujnik, jego pin wyjściowy 3 przechodzi w stan niski. Wyjście to trafia na pin 6 układu IC1 (sekcja multiwibratora monostabilnego). Wyjście monostabilne staje się wysokie, gdy na jego pinie 6 zostanie odebrany sygnał niski. Wyjściowy pin 5 układu IC1 jest połączony z bazą tranzystora T1 poprzez rezystor R5. Tranzystor T1 przewodzi, gdy na styku wyjściowym 5 układu IC1 pojawi się stan wysoki.
Przekaźnik RL1 podłączony do kolektora tranzystora T1 załącza się, gdy tranzystor przewodzi. Tak więc tranzystor T1 włącza/wyłącza przekaźnik w zależności od odebranego sygnału. Dzwonek do drzwi jest podłączony przez styki przekaźnika, jak pokazano na schemacie. Dzwonek zadzwoni, gdy przekaźnik zostanie wzbudzony.
Dioda LED1 jest używana jako wskaźnik włączenia zasilania, a dioda LED2 podłączona do pinu 6 układu IC1 poprzez R8 jest używana jako wskaźnik sygnału wyjściowego.
Budowa i testowanie
Schemat ideowy dzwonka pokazano na rysunku 5, a rozmieszczenie jego elementów na rysunku 6. Po zmontowaniu układu należy podłączyć napięcie 12 V do złącza CON1, napięcie sieciowe 230 V AC do złącza CON2, oraz napięcie 230 V AC dzwonka do drzwi do złącza CON3.
Zamknij układ w odpowiednim pudełku. Zamocuj czujniki IRTX1 i IRRX1 blisko siebie, skierowane w stronę użytkownika, tak jak pokazano na prototypie. Kiedy trzymasz palec przed tymi czujnikami, transmitowana wiązka IR jest odbierana przez czujnik TSOP1738 i uruchamia dzwonek do drzwi.
Przed przystąpieniem do montażu i instalacji dzwonka można zapoznać się z autorskim układem pokazanym na fotografii otwierającej artykuł. Po lewej stronie znajduje się układ zasilacza 12 V SMPS, a po prawej stronie główny układ dzwonka do drzwi. Oba układy są zamknięte w plastikowej obudowie.
Bezdotykowy dzwonek do drzwi dla świata post-covidowego - schemat montażowy i PCB
NAPISZ DO AUTORA
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
