基于PIR的自動門電路

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(shè)備使用，例如門，洗手液，按鈕，開關(guān)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(tǒng)升級為電子門系統(tǒng)，努力支持門的非接觸或非接觸概念，該系統(tǒng)可以響應(yīng)人類的存在并完全執(zhí)行打開和關(guān)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(cè)白色圓頂形設(shè)備是無源紅外或 PIR 模塊。該模塊檢測人體發(fā)出的紅外熱圖，并在其輸出端子將其轉(zhuǎn)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(nèi)響應(yīng)人類的存在產(chǎn)生輸出電位，而 Vss 引腳排列是設(shè)備的接地或負(fù)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(shè)備，而 12 V 直接連接可能會導(dǎo)致設(shè)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(zhuǎn)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(wěn)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(dāng)人類離開其檢測范圍時關(guān)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(jī)連接，以響應(yīng) DPDT 繼電器的激活和停用，從而實現(xiàn)向前和向后旋轉(zhuǎn)。

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(jī)提供正電源，這樣每當(dāng)電機(jī)在開/關(guān)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(jī)。

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(guān)。磁簧開關(guān)向NAND柵極提供必要的電信號，以確保當(dāng)門被拉過任一限制時，電機(jī)關(guān)閉。

電路工作細(xì)節(jié)

電機(jī)導(dǎo)線的極性與DPDT繼電器連接，常閉觸點或常閉觸點使門關(guān)閉，常閉觸點或常開觸點使門打開。

假設(shè)非接觸式門處于完全關(guān)閉的位置，并且在PIR的檢測范圍內(nèi)沒有人在場。

在此位置，DPDT 繼電器處于停用狀態(tài)，其觸點位于其 N/C 點上。

此外，簧片開關(guān) S1 在外部放置適當(dāng)，當(dāng)門關(guān)閉時，它與安裝在門邊緣的磁鐵對齊。

類似地，當(dāng)門處于打開位置時，S2簧片開關(guān)的位置與與門相關(guān)的另一個磁鐵響應(yīng)。

因此，S1現(xiàn)在與門磁鐵非常接近，處于關(guān)閉和傳導(dǎo)狀態(tài)。

此外，由于 PIR 被關(guān)閉，8050 晶體管也被關(guān)閉，導(dǎo)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?yōu)榈碗娖交? 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?yōu)榈碗娖?，?0 V 電壓，使 BC547 和相關(guān)繼電器開關(guān)保持關(guān)閉狀態(tài)。這將切斷DPDT繼電器的電源，并且門電機(jī)保持停用狀態(tài)。

整個系統(tǒng)現(xiàn)在處于待機(jī)位置等待。

現(xiàn)在，假設(shè)一個人接近門，并進(jìn)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(dǎo)致門 A1 的輸入端出現(xiàn)低信號，進(jìn)而導(dǎo)致 A3 的輸出變?yōu)楦唠娖健?/p>

此操作關(guān)閉 BC557，導(dǎo)致 A4 的輸入在其輸入端獲得 0 和 1 邏輯，從而將其輸出變?yōu)楦唠娖讲⒓せ?BC547 和關(guān)聯(lián)的 SPDT 繼電器。

單刀雙擲現(xiàn)在為雙刀雙擲和電機(jī)提供所需的電源。

電機(jī)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(dǎo)致邏輯1出現(xiàn)在A4的相應(yīng)輸入端。另一個輸入已經(jīng)為高電平或 1，A4 的輸出變?yōu)榈碗娖?，?dǎo)致 BC547 和單刀雙擲關(guān)閉。

電源立即切斷，電機(jī)停止。

該人現(xiàn)在進(jìn)入門并向前移動，超出了 PIR 的范圍。

PIR 現(xiàn)在關(guān)閉，將 DPDT 切換到應(yīng)該反轉(zhuǎn)電機(jī)運行的常開觸點。這也會導(dǎo)致輸入 A1 出現(xiàn)高電平，在 A3 輸出端出現(xiàn)低電平。這導(dǎo)致 A4 的輸入分別獲得 0 和 0 邏輯，將其輸出調(diào)高，并打開 BC547 和單刀雙擲繼電器。

SPDT 啟動對 DPDT 和電機(jī)的供應(yīng)，以便電機(jī)現(xiàn)在開始將門拉向關(guān)閉位置。

在這里，S2 打開，導(dǎo)致 A4 的相應(yīng)輸入端出現(xiàn)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(dāng)門達(dá)到關(guān)閉位置時，簧片繼電器 S1 傳導(dǎo)，整個系統(tǒng)停止并處于待機(jī)狀態(tài)。

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(yīng)用于實現(xiàn)自動非接觸式滑動門系統(tǒng)。

澆口系統(tǒng)的機(jī)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(jī)軸上，使其齒與安裝在閘門底部的水平齒輪的齒耦合。

現(xiàn)在，當(dāng)電機(jī)運行時，齒輪咬住水平齒輪齒，迫使?jié)部诮M件向電機(jī)齒輪順時針或逆時針運動確定的方向滾動。

將標(biāo)準(zhǔn)門升級為非接觸式門

為了將普通或標(biāo)準(zhǔn)門系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為非接觸式版本，可以采用以下簡單的電機(jī)拉推機(jī)構(gòu)。

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(jù)電機(jī)盤的旋轉(zhuǎn)拉動或推動門。

磁鐵和干簧繼電器安裝在電機(jī)盤上，使得相應(yīng)的磁鐵和磁簧開關(guān)在門以預(yù)定角度打開和關(guān)閉期間相互對齊。