Automatisk dörrkrets med PIR - Touchless Door

Tillsammans med social distansering och masker är den andra viktiga posten efter COVID-19-eran tvingat världen att genomföra att gå beröringsfri. Detta rekommenderas för de många offentliga enheterna, som dörrar, handdesinfektionsmedel , knappar, omkopplare etc. för att begränsa spridningen av virus som kan orsakas på grund av fysisk beröring av knappar och handtag.

Artikeln gör ett försök att stödja det beröringsfria eller beröringsfria konceptet för dörrar genom att uppgradera dörrsystemet till elektroniskt dörrsystem , som kan svara på en mänsklig närvaro och utföra öppnings- och stängningsoperationerna exklusivt utan att manuellt drar eller trycker på dörren.

Kretsbeskrivning

Den beröringslösa dörrkretsen baserad på en PIR-detektion visas i figuren ovan.

Låt oss lära oss hur det fungerar med hjälp av följande punkter:

Designen fungerar med följande huvudkomponenter:

• PIR-sensor
• DPDT / SPDT-reläer
• IC 4093
• Magnetisk Reed-omkopplare

PIR-montering : Den vänstra vita kupolformade enheten monterad på ett grönt kretskort är Passiv infraröd eller PIR-modulen. Modulen känner av den infraröda värmekartan som kommer från en människokropp och omvandlar dem till en positiv potential vid dess utgång.

Som framgår har modulen 3 uttag, nämligen Vcc eller den positiva matningsstiftet, OUT som producerar utgångspotentialen som svar på en mänsklig närvaro inom dess detekteringsområde, och Vss-uttaget som är marken eller den negativa matningsstiftet på enhet.

I figuren ovan är PIR: s 3 utgångar direkt eldade med ett strömbegränsare 1k motstånd och en förstärkartransistor.

1k ger PIR en snabb och pålitlig kompatibilitet med 12 V-strömförsörjningen, eftersom det i grunden är en 5 V-enhet och 12 V direktanslutning kan orsaka permanent skada på enheten. Transistorn fungerar som en förstärkare som omvandlar lågström, lågspänningsutgång från PIR till en tillräckligt högre nivå för drift av ett relä.

Den direkta monteringen av de nämnda delarna på PIR-stiften garanterar en garanterad och tillförlitlig bearbetning av PIR utan behov av speciella kretskort eller stabiliserande element.

Relä fungerar : Reläet som är anslutet till PIR-transistorn slås PÅ när PIR upptäcker en människa och stängs AV när en människa rör sig bort från sitt detekteringsområde. Detta relä är av DPDT-typ som har två uppsättningar N / O- och N / C-kontakter.

Dessa kontakter är anslutna med en kraftmotor för att möjliggöra en framåt och bakåt rotation som svar på aktivering och avaktivering av DPDT-reläet.

Det finns också ett andra relä som är av SPDT-typ, vilket betyder med en enda uppsättning N / O, N / C-kontakter. Detta relä ger den positiva matningen till DPDT-reläkontakterna och motorn, så att denna matning stängs av när motorn drar dörren i båda ändarna av gränserna för öppen / stängning.

NAND-grindar : Kretsen använder 4 NAND-grindar från IC 4093, som styr SPDT-reläet för den nödvändiga avaktiveringen av motorn så snart dörren rullas i ytterändarna.

Reed Relay : Två rörreläomkopplare används i denna automatiska beröringsfria PIR-dörrkontrollkrets. Reed-omkopplarna ger de nödvändiga elektriska signalerna till NAND-grindarna för att säkerställa att motorn stängs av när dörren dras över deras båda gränser.

Kretsarbete i detaljer

Motordrådarnas polaritet är ansluten till DPDT-reläet på ett sådant sätt att N / C eller normalt stängda kontakter möjliggör stängning av dörren och N / O eller de normalt öppna kontakterna möjliggör öppning av dörren.

Låt oss anta att den beröringslösa dörren är i ett helt stängt läge och att ingen människa finns inom detekteringsområdet för PIR.

I denna position är DPDT-reläet i inaktiverat tillstånd med sina kontakter vilande över deras N / C-punkter.

Reed-omkopplaren S1 är också lämpligt placerad utvändigt så att när dörren stängs riktas den in med en magnet installerad vid dörrkanten.

På samma sätt är S2-reed-omkopplaren placerad för att svara med en annan magnet som är associerad med dörren, när dörren är i öppet läge.

Således är S1 nu i närheten av med magnet , är i stängt och ledande tillstånd.

Eftersom PIR är häxad, stängs också 8050-transistorn av, vilket gör att ingången till grinden A1 är hög.

Eftersom NAND-grindarna är kopplade som växelriktare blir utmatningen av A3 i denna situation låg eller 0 V.

Denna 0 V gör att BC557 slås PÅ och tillför en positiv matning via S1 till de två ingångarna till grinden A4.

A4-grinden blir då låg eller 0 V håller BC547 och tillhörande reläbrytare AV. Detta avbryter matningen till DPDT-reläet och dörrmotorn stängs av.

Hela systemet väntar nu i beredskapsläge.

Antag att en människa närmar sig dörren och kommer inom PIR-intervallet. De PIR slås PÅ , aktiverar DPT-reläet i N / O-läge.

PIR-aktiveringen medför också att en låg signal uppträder vid ingången till grinden A1, vilket i sin tur får utmatningen från A3 att gå högt.

Den här åtgärden stänger av BC557, vilket får inmatningen av A4 0 och 1 logik vid dess ingångar, vilket gör att den matar ut högt och aktiverar BC547 och tillhörande SPDT-relä.

SPDT tillhandahåller nu den nödvändiga matningen till DPDT och motorn.

Motorn aktiveras snabbt och börjar rulla dörren i öppet läge.

När dörren är helt öppen aktiveras S2 reed, vilket får en logik 1 att visas vid respektive inmatning av A4. Den andra ingången är redan hög eller 1, A4-utgången blir låg, vilket gör att BC547 och SPDT stängs av.

Tillförseln avbryts omedelbart och motorn stannar.

Personen går nu in genom dörren och rör sig framåt utanför PIR-området.

PIR stängs nu av och kopplar DPDT mot N / C-kontakterna som ska vända motordriften. Detta orsakar också en hög vid ingången A1 och en låg vid utgången av A3. Detta resulterar i att A4-ingångarna får 0 respektive 0-logik, slår utgången högt och slår på BC547 och SPDT-reläet.

SPDT initierar tillförseln till DPDT och motorn så att motorn nu börjar dra dörren mot stängt läge.

Här öppnar S2 och orsakar en låg vid respektive inmatning av A4, men det påverkar inte A4, eftersom en 0 och 1 fortfarande håller A4-utgången hög.

Slutligen, när dörren når stängt läge, leder reedrelä S1 och hela systemet stannar och i beredskapsläge.

Automatisk skjutbar beröringsfri portmanövrering

Ovanstående förklaring av beröringslös dörrkoncept kan också tillämpas effektivt för att implementera en automatisk beröringsfri skjutgrindsystem .

Mekanismen för grindsystemet kan visualiseras i figuren ovan.

Porten glider med hjälp av ett par hjul.

Ett hjul är monterat vid grindens främre ände som stöder grinden för att rulla fritt över metallskenan.

Det andra hjulet som är i kugghjul är monterat på motoraxeln så att dess tänder kopplas ihop med tänderna på det horisontella kugghjulet installerat längst ner på grinden.

När motorn arbetar nu biter kugghjulet de horisontella kuggtänderna och tvingar grindaggregatet att rulla i riktning som bestäms av medurs eller moturs rörelse på motorhjulet.

Uppgradera en standarddörr till en beröringsfri dörr

För att konvertera ett vanligt dörrsystem eller ett standarddörrsystem till en beröringsfri version kan följande enkla motordrivmekanism användas.

Här kan vi se att en axel är förenad i mitten och ändarna genom separata gångjärn, vilket gör att axeln kan vara flexibel och böja i önskade vinklar för att möjliggöra dragning eller tryckning av dörren som svar på motorskivans rotation. .

Magneterna och reedreläerna är monterade över motorskivan så att respektive magneter och reed-omkopplarna är i linje med varandra under öppning och stängning av dörren i de förutbestämda vinklarna.