除了保持社交距離和戴口罩外,后 COVID-19 時代迫使世界實施的另一件主要事情是非接觸式。建議許多公共設備使用,例如門,洗手液,按鈕,開關等。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。
本文通過將門系統升級為電子門系統,努力支持門的非接觸或非接觸概念,該系統可以響應人類的存在并完全執行打開和關閉操作,而無需手動拉動或推動門。
電路說明
PIR 組件:安裝在綠色 PCB 上的左側白色圓頂形設備是無源紅外或 PIR 模塊。該模塊檢測人體發出的紅外熱圖,并在其輸出端子將其轉換為正電位。
可以看出,該模塊有 3 個引腳排列,即 Vcc 或正電源引腳,OUT 在其檢測范圍內響應人類的存在產生輸出電位,而 Vss 引腳排列是設備的接地或負電源引腳。
在上圖中,PIR 的 3 個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,因為它基本上是 5 V 設備,而 12 V 直接連接可能會導致設備永久損壞。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,而無需任何特殊的 PCB 或穩定元件。
繼電器工作:與 PIR 晶體管連接的繼電器在 PIR 檢測到人類時打開,當人類離開其檢測范圍時關閉。該繼電器是DPDT型,具有兩組常開觸點和常開觸點。
這些觸點與動力電機連接,以響應 DPDT 繼電器的激活和停用,從而實現向前和向后旋轉。
還有第二個繼電器是SPDT類型,這意味著具有一組N / O,N / C觸點。該繼電器為DPDT繼電器觸點和電機提供正電源,這樣每當電機在開/關限制的兩端拉動門時,該電源就會被切斷。
NAND 門:該電路使用 IC 4093 的 4 個 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時立即停用電機。
干簧繼電器:此自動非接觸式PIR門控制器電路中使用了兩個干簧繼電器開關。磁簧開關向NAND柵極提供必要的電信號,以確保當門被拉過任一限制時,電機關閉。
電路工作細節
電機導線的極性與DPDT繼電器連接,常閉觸點或常閉觸點使門關閉,常閉觸點或常開觸點使門打開。
假設非接觸式門處于完全關閉的位置,并且在PIR的檢測范圍內沒有人在場。
在此位置,DPDT 繼電器處于停用狀態,其觸點位于其 N/C 點上。
此外,簧片開關 S1 在外部放置適當,當門關閉時,它與安裝在門邊緣的磁鐵對齊。
類似地,當門處于打開位置時,S2簧片開關的位置與與門相關的另一個磁鐵響應。
因此,S1現在與門磁鐵非常接近,處于關閉和傳導狀態。
此外,由于 PIR 被關閉,8050 晶體管也被關閉,導致柵極 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的輸出變為低電平或0 V。
此 0 V 使 BC557 接通,并通過 S1 向柵極 A4 的兩個輸入施加正電源。
A4 柵極因此變為低電平,或 0 V 電壓,使 BC547 和相關繼電器開關保持關閉狀態。這將切斷DPDT繼電器的電源,并且門電機保持停用狀態。
整個系統現在處于待機位置等待。
現在,假設一個人接近門,并進入 PIR 范圍。PIR 打開,激活 DPT 繼電器處于不適用位置。
PIR 激活還會導致門 A1 的輸入端出現低信號,進而導致 A3 的輸出變為高電平。
此操作關閉 BC557,導致 A4 的輸入在其輸入端獲得 0 和 1 邏輯,從而將其輸出變為高電平并激活 BC547 和關聯的 SPDT 繼電器。
單刀雙擲現在為雙刀雙擲和電機提供所需的電源。
電機快速啟動并開始在打開位置滾動門。
一旦門完全打開,S2簧片激活,導致邏輯1出現在A4的相應輸入端。另一個輸入已經為高電平或 1,A4 的輸出變為低電平,導致 BC547 和單刀雙擲關閉。
電源立即切斷,電機停止。
該人現在進入門并向前移動,超出了 PIR 的范圍。
PIR 現在關閉,將 DPDT 切換到應該反轉電機運行的常開觸點。這也會導致輸入 A1 出現高電平,在 A3 輸出端出現低電平。這導致 A4 的輸入分別獲得 0 和 0 邏輯,將其輸出調高,并打開 BC547 和單刀雙擲繼電器。
SPDT 啟動對 DPDT 和電機的供應,以便電機現在開始將門拉向關閉位置。
在這里,S2 打開,導致 A4 的相應輸入端出現低電平,但這不會影響 A4,因為 0 和 1 仍保持 A4 輸出高電平。
最后,當門達到關閉位置時,簧片繼電器 S1 傳導,整個系統停止并處于待機狀態。
自動滑動非接觸式閘門操作
上述解釋非接觸式門概念也可以有效地應用于實現自動非接觸式滑動門系統。
澆口系統的機制可以在上圖中可視化。
大門在幾個輪子的幫助下滑動。
一個輪子安裝在閘門的前端,支撐閘門在金屬軌道上自由滾動。
另一個齒輪形式的車輪安裝在電機軸上,使其齒與安裝在閘門底部的水平齒輪的齒耦合。
現在,當電機運行時,齒輪咬住水平齒輪齒,迫使澆口組件向電機齒輪順時針或逆時針運動確定的方向滾動。
將標準門升級為非接觸式門
為了將普通或標準門系統轉換為非接觸式版本,可以采用以下簡單的電機拉推機構。
在這里,我們可以看到一個軸通過單獨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,以便能夠根據電機盤的旋轉拉動或推動門。
磁鐵和干簧繼電器安裝在電機盤上,使得相應的磁鐵和磁簧開關在門以預定角度打開和關閉期間相互對齊。
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