Junto con el distanciamiento social y las máscaras, la otra cosa importante que la era posterior al COVID-19 ha obligado al mundo a implementar es ir sin contacto. Esto se recomienda para los muchos dispositivos públicos, como puertas, desinfectantes de manos , botones, interruptores, etc. para restringir la propagación de virus que puedan ser causados por el contacto físico de botones y manijas.
El artículo se esfuerza por respaldar el concepto de puertas sin contacto o sin contacto, mediante la actualización del sistema de puertas a sistema de puerta electrónico , que puede responder a la presencia humana y realizar las operaciones de apertura y cierre exclusivamente sin necesidad de tirar o empujar manualmente la puerta.
Descripción del circuito
El circuito de la puerta sin contacto basado en una detección humana PIR se muestra en la figura anterior.
Aprendamos su funcionamiento con la ayuda de los siguientes puntos:
El diseño funciona utilizando los siguientes componentes principales:
- Sensor PIR
- Relés DPDT / SPDT
- IC 4093
- Magnético Interruptores de lengüeta
Asamblea PIR : El dispositivo en forma de cúpula blanca del lado izquierdo, montado en una PCB verde, es el módulo infrarrojo pasivo o PIR. El módulo detecta el mapa de calor infrarrojo que emana de un cuerpo humano y lo convierte en un potencial positivo en su terminal de salida.
Como se puede ver, el módulo tiene 3 pines, a saber, Vcc o el pin de suministro positivo, el OUT que produce el potencial de salida en respuesta a una presencia humana dentro de su rango de detección, y el pinout Vss que es el pin de tierra o de suministro negativo del dispositivo.
En la figura anterior, los 3 pines del PIR se deslizan directamente con una resistencia limitadora de corriente de 1k y un transistor amplificador.
El 1k proporciona una compatibilidad rápida y fiable del PIR con la alimentación de 12 V, ya que es fundamentalmente un dispositivo de 5 V, y la conexión directa de 12 V puede provocar un daño permanente del dispositivo. El transistor funciona como un amplificador que convierte la salida de baja corriente y baja tensión del PIR a un nivel adecuadamente más alto para operar un relé.
El montaje directo de las partes mencionadas en los pines del PIR asegura un funcionamiento garantizado y confiable del PIR sin la necesidad de ningún PCB especial o elementos estabilizadores.
Relé de trabajo : El relé conectado con el transistor PIR se enciende cuando el PIR detecta a un humano y se apaga cuando un humano se aleja de su rango de detección. Este relé es un tipo DPDT que tiene dos conjuntos de contactos N / A y N / C.
Estos contactos están conectados con un motor de potencia para permitir un rotación hacia adelante y hacia atrás en respuesta a la activación y desactivación del relé DPDT.
También hay un segundo relé que es de tipo SPDT, es decir, con un solo conjunto de contactos N / O, N / C. Este relé proporciona el suministro positivo a los contactos del relé DPDT y al motor, de modo que este suministro se corta cuando el motor tira de la puerta en cualquiera de los extremos de los límites de apertura / cierre.
Puertas NAND : El circuito utiliza 4 puertas NAND del IC 4093, que controlan el relé SPDT para la desactivación requerida del motor tan pronto como la puerta se enrolla en los extremos de su recorrido.
Relé de láminas : Se utilizan dos interruptores de relé de láminas en este circuito controlador de puerta PIR automático sin contacto. Los interruptores de lengüeta proporcionan las señales eléctricas necesarias a las puertas NAND para garantizar que el motor se apague cuando se tira de la puerta a través de sus límites.
Circuito trabajando en detalles
La polaridad de los cables del motor está conectada con el relé DPDT de tal manera que los contactos normalmente cerrados o N / C permiten el cierre de la puerta, y los contactos normalmente abiertos o normalmente abiertos permiten la apertura de la puerta.
Supongamos que la puerta sin contacto está en una posición completamente cerrada y que no hay ningún ser humano dentro del rango de detección del PIR.
En esta posición, el relé DPDT está en el estado desactivado con sus contactos descansando sobre sus puntos N / C.
Además, el interruptor de lengüeta S1 está convenientemente posicionado externamente de manera que cuando la puerta se cierra se alinea con un imán instalado en el borde de la puerta.
De manera similar, el interruptor de láminas S2 está posicionado para responder con otro imán asociado con la puerta, cuando la puerta está en la posición abierta.
Por lo tanto, S1 ahora está muy cerca del por imán , está en estado cerrado y conductor.
Además, dado que el PIR está apagado, el transistor 8050 también se apaga, lo que hace que la entrada de la puerta A1 sea alta.
Dado que las puertas NAND están conectadas como inversores, la salida de A3 en esta situación se vuelve baja o 0 V.
Este 0 V hace que el BC557 se encienda y aplique un suministro positivo a través de S1 a las dos entradas de la puerta A4.
Como resultado, la puerta A4 se vuelve baja, o 0 V, manteniendo el BC547 y el interruptor de relé asociado en OFF. Esto corta el suministro al relé DPDT y el motor de la puerta permanece desactivado.
Todo el sistema espera ahora en una posición de espera.
Ahora, suponga que un humano se acerca a la puerta y entra dentro del rango de PIR. los PIR se enciende , activando el relé DPT en la posición N / A.
La activación del PIR también hace que aparezca una señal baja en la entrada de la puerta A1, que a su vez hace que la salida de A3 sea alta.
Esta acción apaga el BC557, lo que hace que la entrada de A4 se 0 y 1 lógica en sus entradas, lo que hace que la salida sea alta y activa el BC547 y el relé SPDT asociado.
El SPDT ahora proporciona el suministro necesario al DPDT y al motor.
El motor se activa rápidamente y comienza a rodar la puerta en la posición abierta.
Una vez que la puerta está completamente abierta, la lengüeta S2 se activa, haciendo que aparezca un 1 lógico en la entrada respectiva de A4. La otra entrada ya es alta o 1, la salida de A4 se vuelve baja, provocando que el BC547 y el SPDT se apaguen.
El suministro se corta inmediatamente y el motor se detiene.
La persona ahora entra por la puerta y se adelanta fuera del alcance del PIR.
El PIR ahora se apaga, cambiando el DPDT hacia los contactos N / C que se supone que invierte el funcionamiento del motor. Esto también provoca un alto en la entrada A1 y un bajo en la salida de A3. Esto hace que las entradas de A4 obtengan lógica 0 y 0 respectivamente, poniendo su salida en alto y activando BC547 y el relé SPDT.
El SPDT inicia el suministro al DPDT y al motor, de modo que ahora el motor comienza a tirar de la puerta hacia la posición cerrada.
Aquí, el S2 se abre provocando un bajo en la entrada respectiva de A4, pero eso no afecta al A4, ya que un 0 y un 1 aún mantienen la salida A4 alta.
Finalmente, cuando la puerta llega a la posición cerrada, el relé de lengüeta S1 conduce y todo el sistema se detiene y se pone en espera.
Operación automática de puerta corredera sin contacto
La explicación anterior del concepto de puerta sin contacto también podría aplicarse eficazmente para implementar una puerta automática sin contacto. sistema de puerta corredera .
El mecanismo para el sistema de puerta se puede visualizar en la figura anterior.
La puerta se desliza con la ayuda de un par de ruedas.
Se instala una rueda en el extremo delantero de la puerta que permite que la puerta ruede libremente a través de la vía del riel de metal.
La otra rueda que está en forma de engranaje está montada en el eje del motor de manera que sus dientes se acoplen con los dientes del engranaje horizontal instalado en la parte inferior de la puerta.
Ahora, mientras funciona el motor, la rueda dentada muerde los dientes del engranaje horizontal y fuerza al conjunto de la puerta a rodar hacia la dirección determinada por el movimiento en sentido horario o antihorario de la rueda dentada del motor.
Conversión de una puerta estándar en una puerta sin contacto
Para convertir un sistema de puerta ordinario o estándar en una versión sin contacto, podría emplearse el siguiente mecanismo simple de tracción y empuje con motor.
Aquí, podemos ver un eje que se une en el medio y los extremos a través de bisagras separadas, lo que permite que el eje sea flexible y se doble en los ángulos requeridos para permitir tirar o empujar la puerta en respuesta a la rotación del disco del motor. .
Los imanes y los relés de láminas se colocan a través del disco del motor, de modo que los imanes respectivos y los interruptores de láminas se alinean entre sí durante la apertura y el cierre de la puerta en los ángulos predeterminados.
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