Автоматическое дезинфицирующее средство для рук

Необходимые инструменты и машины

	3D-принтер (общий) Моя - Creality3D Ender 3 V 2
	Паяльник (общий) (необязательно)
	Ножовка по металлу (универсальная)

Приложения и онлайн-сервисы

	IDE Arduino
	Программа трехмерного дизайна (необязательно) Я использовал Onshape
	Ultimaker Cura (слайсер для 3D-печати)

Об этом проекте

В последние месяцы пандемия COVID-19 сеет хаос по всему миру. Есть бесчисленное количество инфекций и, к сожалению, много жертв. Одна из наиболее важных мер, предлагаемых Всемирной организацией здравоохранения, - это постоянное мытье рук с мылом или дезинфицирующими средствами для рук. Но одна из наиболее значительных проблем - это то, как мы это делаем, а именно физическое прикосновение к дозатору, что полностью устраняет цель действия и даже создает большой риск заражения. Итак, Я , 14-летний мальчик , решил создать что-то, используя плату Arduino Nano, которая могла бы решить эту проблему, но я также хотел, чтобы она была дешевой и чтобы ее можно было легко, быстро и эффективно подключать ко многим различным диспенсерам! И это именно то, что я сделал, - аксессуар, который можно прикрепить к большинству дезинфицирующих средств для рук / дозаторов мыла . и переверните их полностью громкая связь и автоматический

Сначала посмотрите это видео, чтобы увидеть устройство в действии, а также понять, как оно работает и как было сделано!

Шаг 1. Понять механизм

Итак, в основном шаговый двигатель соединен с помощью муфты с винтом. Затем прижимная лапка, напечатанная на 3D-принтере, с одной стороны соединяется с винтом с помощью гайки, а с другой стороны она поддерживается стержнем, напечатанным на 3D-принтере. Стержень не позволяет вращающей силе винта вращать прижим, и вместо этого прижим движется линейно . . Таким образом, мы можем приказать степперу двигаться в любом направлении (вперед и назад), с любой скоростью и на столько шагов, сколько захотим.

Шаг 2. Узнайте, как работает устройство

Идея состоит в том, что, когда ИК-датчик препятствий, прикрепленный к ИК-держателю, напечатанному на 3D-принтере, активируется, просто помещая вашу руку на несколько сантиметров ниже, прижим опускается на заданное расстояние (нажатие на дозатор) ждет 2 секунд, а затем возвращается в исходное положение, просто поднимаясь вверх, пока не сработает концевой выключатель. Точно так же, когда устройство впервые включается, прижим будет подниматься до тех пор, пока не активируется переключатель, а затем остановится там, как своего рода самокалибровка, чтобы прижим был готов к использованию.

Затем, используя липучку, вы оборачиваете дезинфицирующее средство для рук по вашему выбору и как можно сильнее затягиваете его.

Теперь автоматический дозатор дезинфицирующего средства для рук работает !!

Шаг 3. Соберите необходимые компоненты

Все ссылки на необходимые компоненты находятся в разделе «Вещи».

Шаг 4. Разработка нестандартных деталей

Все 3D-печатные детали были разработаны мной на Onshape, но вам не нужно беспокоиться о 3D-проектировании, потому что я предоставил все файлы .stl в разделе «Вложения».

Шаг 5:3D-печать нестандартных пластиковых деталей

Я напечатал детали на своем Creality3D Ender 3 V2 из серо-белого PLA с высотой слоя 0,2 мм и заполнением 20%. Если у вас нет доступа к 3D-принтеру, вы можете попробовать использовать картон или дерево.

Шаг 6:модификация степпера

Шаговый двигатель 28BYJ-48 - это небольшой и действительно дешевый шаговый двигатель. Это униполярный шаговый двигатель с крутящим моментом около 300 г / см . который работает с нашим проектом, но я хочу, чтобы он был сильнее для лучших результатов. Мы можем увеличить крутящий момент до 800+ г / см путем преобразования это к биполярному мотор с простым и легким модом!

Биполярные шаговые двигатели имеют большие катушки и, как следствие, гораздо больший крутящий момент . .

Во-первых, вы хотите снять синюю крышку с помощью отвертки.

После удаления вы хотите полностью отрезать ножом средний след, ведущий к красному проводу.

Вы хотите убедиться, что нет больше не подключаться.

Теперь можно отрезать красный провод с обеих сторон.

Теперь вы можете снова прикрепить синюю крышку. Мне нужно было отрезать две его опоры, чтобы можно было поставить обратно.

Теперь у вас есть собственный биполярный степпер 28BYJ-48. Его крутящий момент примерно в 2,5 раза превышает начальный крутящий момент. Однако теперь вам понадобится биполярный шаговый драйвер, такой как DRV8825, который я использую. Минимальное напряжение питания для драйвера составляет 8,4 В, а нашего двигателя - 5 В. Но не волнуйтесь, биполярная версия двигателя легко справится с таким напряжением!

Шаг 7:завязки-липучки своими руками x2

Пришло время сделать завязки-липучки, которыми аксессуар будет крепиться к диспенсеру. Если у вас уже есть кабельные стяжки на липучках, не стесняйтесь их использовать.

Вы можете сделать их сколь угодно длинными или короткими, но я бы посоветовал отрезать одну часть на 30–40 см, а другую - на 4–7 см.

Теперь вы хотите скрепить две части вместе. Убедитесь, что стороны, которые будут сшиваться вместе, грубые или обе мягкие.

Теперь ваш галстук-липучка готов к использованию!

Вам понадобятся два таких штуки.

Шаг 8:Схема

Пришло время создать схему электроники! Для начала подключите заземление батареи 9 В к земле Arduino с электролитическим конденсатором 100 мкФ между ними (помните, что сторона конденсатора с белой линией - это земля / катод). Подключите 9 В к общему выключателю, а затем к Vin на аноде конденсатора. Я использую две мини-макеты, потому что они хорошо помещаются в корпусе, используйте любую макетную плату, которая вам нравится, но с учетом ограниченного пространства.

Подключите ИК-датчик препятствий VCC к 5 В, заземлению и, наконец, OUT к цифровому контакту 9.

Теперь подключим концевой выключатель. Подключите общий вывод к 5 В, а нормально открытый - к цифровому выводу 8 и к земле через резистор 1 кОм.

Добавьте биполярный драйвер двигателя DRV8825 на макетную плату. Подключите Vmot к Vin Arduino. Подключите два заземления к заземлению. Подключите вывод Dir к цифровому выводу 2, вывод Step к цифровому выводу 3, вывод включения к цифровому выводу 4. Соедините выводы Reset и Sleep друг с другом.

Наконец, подключите синий кабель 28BYJ-48 к A2, желтый кабель к A1, оранжевый кабель к B1 и розовый кабель к B2.

Наконец-то подключена электроника!

Шаг 9:Программирование

  const int dirPin =2;  

Мы определяем вывод Dir драйвера как цифровой вывод 2.

  const int stepPin =3;  

Мы определяем вывод Step драйвера как цифровой вывод 3

  const int enablePin =4;  

Мы определяем вывод Enable драйвера как цифровой вывод 4.

  const int stepsPerRevolution =6000;  

Мы определяем количество шагов на оборот как 6000, один оборот на 360 градусов составляет 2048 шагов.

  int endStop =8;  

Мы определяем входной контакт переключателя endStop как цифровой контакт 8.

  int irSensor =9;  

Мы определяем входной контакт ИК-датчика препятствий как цифровой контакт 9.

  void setup () 
 {
 pinMode (endStop, INPUT); 
 pinMode (irSensor, INPUT);  

При настройке мы объявляем выводы endStop и irSensor как входы.

  pinMode (stepPin, OUTPUT); 
 pinMode (dirPin, OUTPUT); 
 pinMode (enablePin, OUTPUT);  

Мы объявляем stepPin, dirPin и enablePin как выходные данные.

  digitalWrite (enablePin, LOW);  

Мы устанавливаем enablePin LOW, чтобы включить драйвер DRV8825

  while (digitalRead (endStop) ==LOW) 
 { 

Пока цифровое значение переключателя endStop равно LOW (переключатель не нажат.)

  digitalWrite (dirPin, HIGH);  

направление вращения двигателя установлено против часовой стрелки

  for (int x =0; x <1; x ++) 
 {
 digitalWrite (stepPin, HIGH); 
 delayMicroseconds (2000); 
 digitalWrite ( stepPin, LOW); 
 delayMicroseconds (2000); 
}  

и шаговый двигатель будет вращаться против часовой стрелки по одному шагу за раз, пока условие оператора While не станет ложным.

  digitalWrite (enablePin, HIGH); 
}  

Это отключает наш драйвер, поэтому, когда он не используется, он не потребляет много тока.

  void loop () 
 {
 
 if (digitalRead (irSensor) ==0) 
 { 

В петле, если цифровое значение irSensor равно 0 (есть препятствие (рука) перед ИК-датчиком препятствий)

  digitalWrite (enablePin, LOW);  

Драйвер будет включен.

  digitalWrite (dirPin, LOW);  

Направление вращения двигателя установлено по часовой стрелке.

  for (int x =0; x  {
 digitalWrite (stepPin, HIGH); 
 delayMicroseconds (2000); 
 digitalWrite ( stepPin, LOW); 
 delayMicroseconds (2000); 
}  

Шаговый двигатель будет вращаться по часовой стрелке на 6000 шагов.

  задержка (2000);  

Он подождет 2 секунды.

  while (digitalRead (endStop) ==LOW) 
 { 

Пока цифровое значение переключателя endStop равно НИЗКОМ (переключатель не нажат.

  digitalWrite (dirPin, HIGH);  

направление вращения двигателя установлено против часовой стрелки.

  for (int x =0; x <1; x ++) 
 {
 digitalWrite (stepPin, HIGH); 
 delayMicroseconds (2000); 
 digitalWrite ( stepPin, LOW); 
 delayMicroseconds (2000); 
} 
}  

и шаговый двигатель будет вращаться против часовой стрелки по одному шагу за раз, пока условие оператора While не станет ложным.

  digitalWrite (enablePin, HIGH); 
} 
}  

Затем драйвер будет отключен до тех пор, пока условие оператора If не станет истинным и код не будет воспроизведен снова.

Шаг 10:Сборка

Сборка крышки

Просто вставьте стяжку-липучку в щель, добавьте на нее держатель и скрутите их.

x2

Прикрутите липучку к крышке. Сборка крышки завершена!

x2

Прижимной узел

Вставьте линейный подшипник в правое отверстие до середины. Прикрутите гайку T8 к левому отверстию прижима 4 винтами.

Сборка корпуса электроники

Поместите вашу схему в корпус электроники. Пропустите кабели шагового двигателя, переключателя и ИК-датчика препятствий через отверстие.

Узел держателя ИК-датчика препятствий

Прикрутите ИК-датчик препятствий к отверстию и с помощью гайки затяните его и отрегулируйте положение.

Финальная сборка!

Вставьте подшипник.

Добавьте винт T8 и узел прижимной лапки (винт T8 должен быть длиной от 70 до 82 мм . . Если у вас более длинный винт, вы должны отрезать его до нужного размера с помощью инструмента, например, ножовки. В противном случае вы можете попробовать его напечатать на 3D-принтере.)

Затяните муфту на валу двигателя. Затем затяните его на винте T8. Наконец, прикрутите двигатель к основанию двумя винтами.

Добавьте концевой выключатель.

Прикрутите крышку к основанию с помощью 5 винтов.

Прикрутите держатель ИК-датчика препятствий к передней части основания с помощью 2 винтов.

Окончательно прикрутите корпус электроники к крышке 3 винтами! Молодцы, проект завершен!

Заключение

Этот проект аксессуара, который может превратить большинство дезинфицирующих средств для рук / дозаторов мыла в полностью автоматический режим и функцию громкой связи, наконец завершен !!

Спасибо за уделенное время !!

Код

• Automatic_Hand_Sanitizer_Transformer.code

Automatic_Hand_Sanitizer_Transformer.code Arduino .

 // Определяем соединения контактов и шаги двигателя на оборот const int dirPin =2; // определяем вывод dir драйвера const int stepPin =3; // определяем вывод шага драйвера const int enablePin =4; // определяем вывод включения драйвера const int stepsPerRevolution =6000; // один полный поворот (на 360 градусов) составляет 2048 шагов int endStop =8; // мы определяем входной контакт конечного выключателя int irSensor =9; // мы определяем входной контакт ИК-датчика препятствийvoid setup () {pinMode (endStop , INPUT); // Объявляем выводы как входы pinMode (irSensor, INPUT); pinMode (stepPin, OUTPUT); // Объявление контактов как выходов pinMode (dirPin, OUTPUT); pinMode (enablePin, ВЫХОД); digitalWrite (enablePin, LOW); // Это включает наш драйвер while (digitalRead (endStop) ==LOW) // Когда код запускается, шаговый двигатель будет вращаться до тех пор, пока не будет активирован концевой выключатель {// выключатель остановки digitalWrite (dirPin, HIGH ); // направление установлено против часовой стрелки // Вращайте двигатель медленно для (int x =0; x <1; x ++) {digitalWrite (stepPin, HIGH); delayMicroseconds (2000); digitalWrite (stepPin, LOW); delayMicroseconds (2000); }} digitalWrite (enablePin, HIGH); // Это отключает наш драйвер, чтобы // когда он не использовался, он не потреблял текущий} void loop () {if (digitalRead (irSensor) ==0) // Если есть препятствие (рука) перед ИК-датчиком препятствий {digitalWrite (enablePin, LOW); // Включаем драйверdigitalWrite (dirPin, LOW); // направление задано как по часовой стрелке // Медленно вращать мотор для (int x =0; x  

Изготовленные на заказ детали и корпуса

Схема