在本文中，我們將學習如何制作低成本但全自動的洗手液分配器電路，該電路將允許在用戶手上以非接觸式或非接觸式分配消毒液。

這種非接觸式洗手液回路便于用戶自動訪問手上的消毒液，而無需手動操作或觸摸消毒液瓶泵。該功能可確保病毒沒有機會通過物理接觸消毒劑瓶及其操作部件進行傳播。

但是，要實現(xiàn)自動化，系統(tǒng)將需要某種傳感器來檢測分配器單元下方是否存在人或人手。

為此，我們采用最基本的人體傳感器單元，即PIR或被動紅外設(shè)備。

基本工作細節(jié)

PIR 設(shè)計用于檢測人體的紅外熱量，并在其輸出引腳上產(chǎn)生相應的電脈沖。

該脈沖用于激活基于單觸發(fā)計時器的繼電器驅(qū)動器級，該級暫時激活繼電器，并為彈簧加載的電磁閥供電。

電磁閥推動消毒劑瓶的泵軸，將液體分配到用戶手中。下圖中可以可視化該概念。

上圖中的電磁閥連接到單穩(wěn)態(tài)電路的輸出。

單穩(wěn)態(tài)電路是一種響應瞬時輸入觸發(fā)而產(chǎn)生瞬時高輸出的配置。無論輸入觸發(fā)持續(xù)時間如何，輸出在預定的固定周期內(nèi)都保持高電平。

在這個自動消毒器分配器電路中，一旦PIR檢測到接近的人手，單穩(wěn)態(tài)就會由PIR觸發(fā)。

單穩(wěn)態(tài)反過來在由其RC定時組件決定的某個時刻激活電磁閥。

電磁閥的激活使其中心主軸在垂直方向上快速推拉，按壓消毒劑瓶的泵手柄一次。

這最終導致瓶子將消毒液分配到用戶手中。

一旦用戶將手從系統(tǒng)中抽出，PIR 就會關(guān)閉，單穩(wěn)態(tài)也會停用整個系統(tǒng)，直到另一個用戶將手伸入 PIR 的范圍內(nèi)重復該過程。

所提出的自動洗手液分配單元的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路可以使用晶體管單穩(wěn)態(tài)或通過流行的基于IC 555的單穩(wěn)態(tài)電路進行設(shè)計。

我們將在以下討論中討論這兩種變體：

晶體管洗手液分配器電路

電路的晶體管版本看起來非常簡單。當 PIR 設(shè)備檢測到人為干預時，它會傳導并通過 C1 將脈沖發(fā)送到 T1 的底部。

通過 C1 的電流立即激活 T1，T2 進而激活 T《》 和電磁泵。

同時，C1 快速充電并防止任何進一步的電流進入 T1 的基極，從而阻止來自 PIR

輸出的重復直流脈沖。這可確保系統(tǒng)在每次檢測中僅暫時工作，然后關(guān)閉，直到手被移開并啟動新的循環(huán)。

T1/T2 的這種一次性激活可確保連接的電磁閥負載激活，以在其磁性主軸上產(chǎn)生單個推挽動作。

主軸操作消毒泵手柄，在用戶手上分配單劑量的消毒液。

您可以注意到螺線管連接在晶體管的發(fā)射極側(cè)，而不是常規(guī)集電極側(cè)。發(fā)射極連接實際上確保電磁閥在響應 10uF 電容器 C2

的充電時通過溫和的軟啟動推動激活。

如果它連接在集電極側(cè)，將導致電磁閥被突然推力推動，這可能看起來不是很令人印象深刻。

簡化上述設(shè)計

上述晶體管無接觸洗手液可以通過使用繼電器進一步簡化，如以下設(shè)計所示：

使用 IC 555

上圖顯示了一個標準的IC 555單穩(wěn)態(tài)電路。此時，當引腳2接地時，會導致輸出引腳3在由R1、C1值或其乘積決定的時間段內(nèi)變?yōu)楦唠娖健?/p>

在這種自動消毒器分配器設(shè)計中，R1，C1被計算為產(chǎn)生大約1秒的輸出高電平，以響應引腳2上的低信號。

當 PIR 檢測到人手時，它會導通并打開 BC547 晶體管，進而觸發(fā) IC 的引腳 2。

這會立即導致引腳 3 變?yōu)楦唠娖讲⒓せ?TIP142 晶體管和連接的電磁閥，在電磁閥軸上產(chǎn)生 1

秒的長推力，然后關(guān)閉上拉。拉力是由電磁閥軸上附加的彈簧張力產(chǎn)生的。

同樣，在這個版本中，還可以看到電磁閥連接在晶體管的發(fā)射極側(cè)，以便根據(jù)C3的充電響應在電磁閥軸上實現(xiàn)柔和推力。

整個系統(tǒng)的動畫視圖可以在以下 GIF 圖像中可視化。

紅外反射傳感器 TCRT5000

由于 PIR 是一種相對昂貴的傳感器，因此制造自動洗手液的更便宜的替代方案可能是使用 IR 反射傳感器 TCRT5000。

該傳感器是紅外光電二極管發(fā)射器和紅外光電接收器并排包裝在單個封裝內(nèi)的簡單組合，如下所示：

該接近紅外傳感器模塊的特性可以從以下數(shù)據(jù)中了解：

從傳感器的內(nèi)部布局圖中，我們可以清楚地看到，該模塊由一個向目標發(fā)射紅外信號的光電二極管和一個相鄰的光電晶體管接收器組成，該光電晶體管接收器的位置用于接收來自目標的反射紅外信號。

為了在自動洗手液機中調(diào)整傳感器，我們可以再次實現(xiàn)基于主力的IC 555單穩(wěn)態(tài)，如下所示：

該電路是不言自明的，但是如果您在理解細節(jié)時遇到問題，您可以隨時使用下面的評論框發(fā)起討論。

使用 HC-SR04 和 IC555

上面顯示的電路可用于通過超聲波接近檢測器模塊HC-SR04和幾個IC 555電路實現(xiàn)自動消毒器分配器。

左側(cè)IC 555配置為非穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，而右側(cè)IC 555電路配置為單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器。

必須計算非穩(wěn)態(tài) RA、RB、C 分量值，才能從該 IC 的引腳 10 實現(xiàn) 60us 導通和 3us 關(guān)斷 PWM。

必須調(diào)整單穩(wěn)態(tài)的RA和C定時分量，以從該級的引腳1產(chǎn)生3秒高的單脈沖輸出。

該輸出可用于根據(jù)設(shè)計要求為點膠泵、電機、電磁閥等供電。