除了保持社交距离和戴口罩,后COVID-19时代迫使世界实施的另一件大事是无接触。这被推荐用于许多公共设备,比如门,洗手液,按钮,开关等,以限制病毒的传播,可能造成的物理接触按钮和手柄。
本文试图通过将门系统升级为,来支持无触摸或无触摸的门概念电子门系统,它可以对人的存在作出反应,并执行单独的开门和关门操作,而不需要手动拉或推门。
电路描述
基于PIR人体检测的无触摸门电路如图所示。
让我们通过以下几点来学习它的工作原理:
本设计工作主要采用以下几个主要组成部分:
PIR组装:左侧白色圆顶状器件,安装在绿色PCB上的是无源红外或PIR模块。该模块检测人体发出的红外热图,并在其输出端将其转换为正电位。
可以看到,该模块有3个引脚,即Vcc或正电源引脚,OUT产生输出电位响应在其检测范围内的人,和Vss引脚是地面或设备的负电源引脚。
在上面的图中,PIR的3个pinouts是直接滑动的电流限制器1k电阻和放大器晶体管。
1k提供了PIR与12v电源快速可靠的兼容性,因为它基本上是一个5v设备,而12v直接连接可能会导致设备的永久损坏。晶体管的工作原理就像一个放大器,它将从PIR的低电流、低电压输出转换到一个足够高的水平来操作继电器。
上述部件直接装配在PIR的引脚上,确保了PIR的保证和可靠的工作,而不需要任何特殊的PCB或稳定元件。
继电器工作:当PIR检测到有人时,与PIR晶体管连接的继电器开关ON,当有人离开其检测范围时,继电器开关OFF。该继电器是一种DPDT类型,它有两组N/O和N/C触点。
这些触点与一个动力马达相连,以使前后旋转响应DPDT继电器的激活和失活。
还有另一种继电器是SPDT类型,这意味着有一组N/O, N/C触点。这个继电器为DPDT继电器触点和电机提供正电源,这样当电机拉动开/关限制两端的门时,这个电源就会被切断。
NAND盖茨该电路使用4个来自IC 4093的非与门,它们控制SPDT继电器,当门在其行程的末端滚动时,所需的电机失活。
簧片继电器:在这个自动无触摸PIR门控制器电路中使用了两个簧片继电器开关。簧片开关向NAND门提供必要的电信号,以确保当门被拉过它们的任何一个限制时,电机关闭。
电路工作细节
电机导线的极性与DPDT继电器连接,N/C或常闭触点使门闭合,N/O或常开触点使门打开。
让我们假设无接触门处于完全关闭的位置,并且在PIR的检测范围内没有人。
在这个位置,DPDT继电器处于失活状态,其触点在其N/C点上休息。
此外,簧片开关S1在外部的适当位置使其在门关闭时与安装在门边缘的磁铁对齐。
同样地,当门处于打开位置时,S2簧片开关的定位是响应与门相连的另一块磁铁。
因此,S1现在很接近门磁,处于封闭导通状态。
另外,由于PIR被关断,8050晶体管也被关断,导致A1栅极的输入很高。
由于NAND门是作为逆变器有线,A3的输出在这种情况下变成低或0 V。
这个0v导致BC557开关ON,并通过S1对闸A4的两个输入施加一个正电源。
A4闸作为一个结果变成低,或0v保持BC547和相关的继电器开关OFF。这切断了DPDT继电器的供应,门电机保持失活。
整个系统现在处于待命状态。
现在,假设一个人靠近门,并且进入PIR范围内。的PIR接通了,在N/O位置激活DPT继电器。
PIR的激活还会导致A1门输入处出现一个低信号,从而导致A3的输出升高。
这个动作关闭BC557,使A4的输入得到0和1逻辑在其输入端,将其输出调高并激活BC547和相关的SPDT继电器。
SPDT现在为DPDT和电机提供所需的电源。
电机迅速激活,并开始将门卷到开启位置。
一旦门完全打开,S2簧片激活,导致逻辑1出现在各自的A4输入端。其他输入已经高或1,A4的输出变低,导致BC547和SPDT关闭。
电源立即被切断,电机停止。
这个人现在进入了门并提前离开了PIR的范围。
PIR现在关闭,将DPDT转向N/C触点,这应该反转电机操作。这也会导致A1的输入高,A3的输出低。这导致A4的输入分别得到0和0逻辑,将其输出调高,并接通BC547和SPDT继电器。
SPDT启动向DPDT和电机供电,因此电机现在开始将门拉向关闭位置。
在这里,S2打开导致在A4的相应输入处产生一个低,但这并不影响A4,因为0和1仍然保持A4输出高。
最后,当门到达关闭位置时,簧片继电器S1导通,整个系统停止,处于待机状态。
自动滑动无接触闸门操作
以上说明的无触摸门的概念也可以有效地应用于实现自动无触摸滑动门系统.
浇口系统的机理如图所示。
这扇门是在两个轮子的帮助下滑动的。
在门的前端安装有一个轮子,它支持门在金属轨道上自由滚动。
另一个以齿轮形式安装在电机轴上,使其齿与安装在闸门底部的水平齿轮的齿相结合。
现在,当电机运行时,齿轮咬住水平齿轮齿,迫使闸板朝由电机齿轮顺时针或逆时针运动所决定的方向滚动。
将标准门升级为无触门
为了将普通或标准的门系统转换为无接触的形式,可以使用以下简单的电机推拉机构。
在这里,我们可以看到一个轴是连接在中间和两端通过独立的铰链,这使得轴是灵活的,并弯曲在所需的角度,使拉动或推动的门响应电机盘的旋转。
磁体和簧片继电器安装在电机圆盘上,使各自的磁体和簧片开关在门以预定的角度打开和关闭时彼此对齐。
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谢谢Ron,我很感谢你的反馈。
你可以尝试下面的链接,它解释了一些有效的pwm mosfet控制电机电路
2简单的双向电机控制器电路探索
3个简单的直流电动机速度控制器电路解释