除了保持社交距離和戴口罩外,后 COVID-19 時(shí)代迫使世界實(shí)施的另一件主要事情是非接觸式。建議許多公共設(shè)備使用,例如門,洗手液,按鈕,開(kāi)關(guān)等。為了限制由于物理觸摸按鈕和手柄而可能引起的病毒的傳播。
本文通過(guò)將門系統(tǒng)升級(jí)為電子門系統(tǒng),努力支持門的非接觸或非接觸概念,該系統(tǒng)可以響應(yīng)人類的存在并完全執(zhí)行打開(kāi)和關(guān)閉操作,而無(wú)需手動(dòng)拉動(dòng)或推動(dòng)門。
電路說(shuō)明
PIR 組件:安裝在綠色 PCB 上的左側(cè)白色圓頂形設(shè)備是無(wú)源紅外或 PIR 模塊。該模塊檢測(cè)人體發(fā)出的紅外熱圖,并在其輸出端子將其轉(zhuǎn)換為正電位。
可以看出,該模塊有 3 個(gè)引腳排列,即 Vcc 或正電源引腳,OUT 在其檢測(cè)范圍內(nèi)響應(yīng)人類的存在產(chǎn)生輸出電位,而 Vss 引腳排列是設(shè)備的接地或負(fù)電源引腳。
在上圖中,PIR 的 3 個(gè)引腳排列直接與限流器 1k 電阻器和放大器晶體管連接。
1k 為 PIR 與 12 V 電源提供了快速可靠的兼容性,因?yàn)樗旧鲜?5 V 設(shè)備,而 12 V 直接連接可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備永久損壞。晶體管的工作原理類似于放大器,將 PIR 的低電流、低電壓輸出轉(zhuǎn)換為足夠高的電平,以便操作繼電器。
將上述部件直接組裝在 PIR 的引腳上可確保 PIR 的可靠工作,而無(wú)需任何特殊的 PCB 或穩(wěn)定元件。
繼電器工作:與 PIR 晶體管連接的繼電器在 PIR 檢測(cè)到人類時(shí)打開(kāi),當(dāng)人類離開(kāi)其檢測(cè)范圍時(shí)關(guān)閉。該繼電器是DPDT型,具有兩組常開(kāi)觸點(diǎn)和常開(kāi)觸點(diǎn)。
這些觸點(diǎn)與動(dòng)力電機(jī)連接,以響應(yīng) DPDT 繼電器的激活和停用,從而實(shí)現(xiàn)向前和向后旋轉(zhuǎn)。
還有第二個(gè)繼電器是SPDT類型,這意味著具有一組N / O,N / C觸點(diǎn)。該繼電器為DPDT繼電器觸點(diǎn)和電機(jī)提供正電源,這樣每當(dāng)電機(jī)在開(kāi)/關(guān)限制的兩端拉動(dòng)門時(shí),該電源就會(huì)被切斷。
NAND 門:該電路使用 IC 4093 的 4 個(gè) NAND 門,這些門控制 SPDT 繼電器,以便在門在其行程的最末端滾動(dòng)時(shí)立即停用電機(jī)。
干簧繼電器:此自動(dòng)非接觸式PIR門控制器電路中使用了兩個(gè)干簧繼電器開(kāi)關(guān)。磁簧開(kāi)關(guān)向NAND柵極提供必要的電信號(hào),以確保當(dāng)門被拉過(guò)任一限制時(shí),電機(jī)關(guān)閉。
電路工作細(xì)節(jié)
電機(jī)導(dǎo)線的極性與DPDT繼電器連接,常閉觸點(diǎn)或常閉觸點(diǎn)使門關(guān)閉,常閉觸點(diǎn)或常開(kāi)觸點(diǎn)使門打開(kāi)。
假設(shè)非接觸式門處于完全關(guān)閉的位置,并且在PIR的檢測(cè)范圍內(nèi)沒(méi)有人在場(chǎng)。
在此位置,DPDT 繼電器處于停用狀態(tài),其觸點(diǎn)位于其 N/C 點(diǎn)上。
此外,簧片開(kāi)關(guān) S1 在外部放置適當(dāng),當(dāng)門關(guān)閉時(shí),它與安裝在門邊緣的磁鐵對(duì)齊。
類似地,當(dāng)門處于打開(kāi)位置時(shí),S2簧片開(kāi)關(guān)的位置與與門相關(guān)的另一個(gè)磁鐵響應(yīng)。
因此,S1現(xiàn)在與門磁鐵非常接近,處于關(guān)閉和傳導(dǎo)狀態(tài)。
此外,由于 PIR 被關(guān)閉,8050 晶體管也被關(guān)閉,導(dǎo)致柵極 A1 的輸入為高電平。
由于NAND柵極作為逆變器接線,在這種情況下,A3的輸出變?yōu)榈碗娖交? V。
此 0 V 使 BC557 接通,并通過(guò) S1 向柵極 A4 的兩個(gè)輸入施加正電源。
A4 柵極因此變?yōu)榈碗娖剑?0 V 電壓,使 BC547 和相關(guān)繼電器開(kāi)關(guān)保持關(guān)閉狀態(tài)。這將切斷DPDT繼電器的電源,并且門電機(jī)保持停用狀態(tài)。
整個(gè)系統(tǒng)現(xiàn)在處于待機(jī)位置等待。
現(xiàn)在,假設(shè)一個(gè)人接近門,并進(jìn)入 PIR 范圍。PIR 打開(kāi),激活 DPT 繼電器處于不適用位置。
PIR 激活還會(huì)導(dǎo)致門 A1 的輸入端出現(xiàn)低信號(hào),進(jìn)而導(dǎo)致 A3 的輸出變?yōu)楦唠娖健?/p>
此操作關(guān)閉 BC557,導(dǎo)致 A4 的輸入在其輸入端獲得 0 和 1 邏輯,從而將其輸出變?yōu)楦唠娖讲⒓せ?BC547 和關(guān)聯(lián)的 SPDT 繼電器。
單刀雙擲現(xiàn)在為雙刀雙擲和電機(jī)提供所需的電源。
電機(jī)快速啟動(dòng)并開(kāi)始在打開(kāi)位置滾動(dòng)門。
一旦門完全打開(kāi),S2簧片激活,導(dǎo)致邏輯1出現(xiàn)在A4的相應(yīng)輸入端。另一個(gè)輸入已經(jīng)為高電平或 1,A4 的輸出變?yōu)榈碗娖?,?dǎo)致 BC547 和單刀雙擲關(guān)閉。
電源立即切斷,電機(jī)停止。
該人現(xiàn)在進(jìn)入門并向前移動(dòng),超出了 PIR 的范圍。
PIR 現(xiàn)在關(guān)閉,將 DPDT 切換到應(yīng)該反轉(zhuǎn)電機(jī)運(yùn)行的常開(kāi)觸點(diǎn)。這也會(huì)導(dǎo)致輸入 A1 出現(xiàn)高電平,在 A3 輸出端出現(xiàn)低電平。這導(dǎo)致 A4 的輸入分別獲得 0 和 0 邏輯,將其輸出調(diào)高,并打開(kāi) BC547 和單刀雙擲繼電器。
SPDT 啟動(dòng)對(duì) DPDT 和電機(jī)的供應(yīng),以便電機(jī)現(xiàn)在開(kāi)始將門拉向關(guān)閉位置。
在這里,S2 打開(kāi),導(dǎo)致 A4 的相應(yīng)輸入端出現(xiàn)低電平,但這不會(huì)影響 A4,因?yàn)?0 和 1 仍保持 A4 輸出高電平。
最后,當(dāng)門達(dá)到關(guān)閉位置時(shí),簧片繼電器 S1 傳導(dǎo),整個(gè)系統(tǒng)停止并處于待機(jī)狀態(tài)。
自動(dòng)滑動(dòng)非接觸式閘門操作
上述解釋非接觸式門概念也可以有效地應(yīng)用于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)非接觸式滑動(dòng)門系統(tǒng)。
澆口系統(tǒng)的機(jī)制可以在上圖中可視化。
大門在幾個(gè)輪子的幫助下滑動(dòng)。
一個(gè)輪子安裝在閘門的前端,支撐閘門在金屬軌道上自由滾動(dòng)。
另一個(gè)齒輪形式的車輪安裝在電機(jī)軸上,使其齒與安裝在閘門底部的水平齒輪的齒耦合。
現(xiàn)在,當(dāng)電機(jī)運(yùn)行時(shí),齒輪咬住水平齒輪齒,迫使?jié)部诮M件向電機(jī)齒輪順時(shí)針或逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)確定的方向滾動(dòng)。
將標(biāo)準(zhǔn)門升級(jí)為非接觸式門
為了將普通或標(biāo)準(zhǔn)門系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為非接觸式版本,可以采用以下簡(jiǎn)單的電機(jī)拉推機(jī)構(gòu)。
在這里,我們可以看到一個(gè)軸通過(guò)單獨(dú)的鉸鏈在中間和末端連接,這使得軸可以靈活并以所需的角度彎曲,以便能夠根據(jù)電機(jī)盤的旋轉(zhuǎn)拉動(dòng)或推動(dòng)門。
磁鐵和干簧繼電器安裝在電機(jī)盤上,使得相應(yīng)的磁鐵和磁簧開(kāi)關(guān)在門以預(yù)定角度打開(kāi)和關(guān)閉期間相互對(duì)齊。
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門電路
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