新冠肺炎后世界的无触碰门铃

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这种低成本、简单、可靠、有效的门铃电路无需触摸即可工作。

在我们的后covid -19世界,它非常有用,因为它可以最大限度地减少病毒通过门铃传播。

电路和工作

作者的原型如图1所示。无触门铃电路框图如图2所示,完整电路如图3所示。该电路由双定时器NE556 (IC1)、晶体管BC547 (T1)、IR接收机TSOP1738 (irx1)、IR发射器组成领导(IRTX1), 5.1V齐纳二极管(ZD1),整流二极管(D1), 12V单转换继电器(RL1)。

作者的原型
图1:作者的原型
无触摸门铃框图
图二:无触门铃框图
无触点门铃电路图
图3:无触点门铃电路图

NE556是一个双NE555定时器IC,能够产生精确的时间延迟或振荡。它有两个独立的定时器。一个定时器配置为一个稳定的多谐振荡器(围绕引脚8到13),用于驱动红外传感器电路,另一个定时器配置为单稳态多谐振荡器(围绕引脚1到6)用于驱动继电器电路。

IC1的输出引脚5用于驱动继电器,将交流电源扩展到门铃。整个电路由12V直流电源供电,该电源可以是额定电流500mA的SMPS电源,也可以是任何其他稳压电源。

该电路作为一个接近传感器,在没有任何物理接触的情况下检测附近的物体。当你把你的手或手指靠近红外(IR) LED IRTX1,它的红外光被反射回来,并被附近放置的TSOP1738传感器(irx1)接收。如图4所示的传感器框图,它有PIN二极管、前置放大器、带通滤波器和解调器。环氧树脂包被设计成红外滤波器。

TSOP1738的框图
图4 TSOP1738的框图

红外发射LED (IRTX1)连接到NE556 (IC1)第1定时器段输出引脚9。该多谐振荡器产生的频率范围为32kHz至38kHz,这是TSOP1738传感器的工作频率。稳态模式配置电阻R1、R2和电容C4。稳定频率的计算可以使用以下关系式:

F = 1.44 / (R1 + 2 xr2) C4

IC1引脚9获得的频率输出通过电阻R7连接到IRTX1 LED,控制通过LED的电流。发出的红外光与电流成比例。可以通过改变R7的值来调整系统的接近范围。IRTX1正向电压约为1.9V。采用齐纳二极管ZD1与电阻R6串联,产生5.1V DC驱动传感器。

在单稳态多谐振荡器部分(引脚1到6),电阻R3和电容C1提供必要的时间。这里的计时(开启状态)大约是3秒。时序计算由以下关系式给出:

T = 1.1 xr3xc1

当反射的红外光束被传感器接收时,其输出引脚3变低。该输出进入IC1的触发引脚6(单稳态多谐振荡器部分)。当在其触发器引脚6处接收到低信号时,单稳态输出变得高。IC1的输出引脚5通过电阻R5连接到晶体管T1的底座上。当IC1的输出引脚5变高时,晶体管T1导电。

连接到晶体管T1集电极的继电器RL1在晶体管导电时通电。因此,晶体管T1根据接收到的信号开关继电器开/关。门铃按电路图所示通过继电器触点连接。继电器启动时门铃就会响。

LED1作为电源指示灯,连接IC1引脚6到R8的LED2作为输出信号指示灯。

建设和测试

门铃实际尺寸的PCB布局如图5所示,其组件布局如图6所示。电路组装完成后,12V跨CON1, 230V交流市电跨CON2, 230V交流门铃跨CON3。

无触点门铃的PCB布局
图5:无触点门铃PCB布局图
图6:PCB组件布局图

下载PCB和组件布局pdf:点击这里

把电路装在合适的盒子里。修复IRTX1和irx1传感器彼此靠近,面向用户,如原型所示。当你把手指放在这些传感器前时,发射的红外光束会被传感器TSOP1738接收到,从而触发门铃。
在组装安装门铃之前,可以参考图7所示作者的组装电路。左侧为12V SMPS电路,右侧为主门铃电路。两个电路都封装在一个塑料柜中。

作者原型的内部观点
图7:作者原型的内部视图


K. Murali Krishna目前在安得拉邦Rajahmundry的BSNL担任初级工程师(电信)。他是一个电子发烧友,电路设计师和技术文章作者。

3评论

  1. 您好先生/女士,我对构建这个项目很感兴趣,但我无法通过我的浏览器下载pcb和组件布局pdf。如果你能帮我把pcb和元件布局的pdf发给我,那将会非常有帮助。

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