Pengenis Hand Sanitizer Otomatis Cerdas – Higiene Tanpa Usaha dengan Sistem Arduino

Komponen dan Perlengkapan

Arduino Nano R3

Theremino Driver DRV8825 untuk Motor Stepper untuk Sistem Theremino

Kabel Jumper (Generic)

Papan Roti (Generic)

Saya menggunakan 2 papan roti mini tetapi apa pun akan berfungsi dengan baik

Baterai 9V (Generic)

Klip Baterai 9V

Resistor 1k ohm

Kapasitor 100 µF

Motor Stepper 28BYJ-48 4 Fasa DC 5V Untuk Arduino (OEM)

Baut M3 panjang 8mm hingga 20mm

Modul Sensor Penghindar Hambatan Inframerah untuk Arduino

Saklar Batas KW12-3 - Micro Roller Lever Arm Normally Open/Close

Pengunc Rigid Aluminium 5mm ke 8mm

Sng Trapezoidal Lead Screw T8-300mm dengan Dinding Kuning, Pitch 2mm

Saklar On-Off (Generic)

Hand Sanitizer

Bearing Bola 688zz 8x16x5mm

Bearing Linier Polimer Padat LM8UU 8x15x24mm

Ikatan Velcro

Alat dan Mesin yang Diperlukan

Printer 3D (Generic)

Saya punya Creality3D Ender 3 V 2

Pakuin (Generic)

(opsional)

Gerigi Besi (Generic)

Aplikasi dan Layanan Online

Arduino IDE

Program Desain 3D

(opsional) Saya menggunakan Onshape

Ultimaker Cura

(Slicer untuk pencetakan 3D)

Tentang Proyek Ini

Selama beberapa bulan terakhir, pandemi COVID-19 telah menyebarkan kearatan di seluruh dunia. Ada banyak infeksi dan sayangnya banyak korban jiwa. Salah satu langkah terpenting yang disarankan oleh Organisasi Kesehatan Dunia adalah mencuci tangan secara konstan dengan sabun atau hand sanitizer. Namun, salah satu masalah terbesar adalah cara kita melakukannya, yaitu dengan menyentuh dispenser secara fisik, yang menghapus seluruh tujuan tindakan itu dan bahkan menciptakan risiko infeksi yang besar. Jadi saya, seorang anak berusia 14 tahun, memutuskan untuk menciptakan sesuatu menggunakan papan Arduino Nano yang dapat mengatasi masalah ini, tetapi saya juga ingin hal itu murah dan dapat dipasang pada banyak dispenser yang berbeda dengan mudah, cepat, dan efektif! Dan inilah yang telah saya buat, aksesori yang dapat dipasang pada sebagian besar dispenser hand sanitizer/sabun dan mengubahnya menjadi sepenuhnya tanpa tangan dan otomatis.

Pertama-tama tonton video ini untuk melihat perangkat dalam tindakan dan juga untuk memahami cara kerjanya dan bagaimana dibuat!

Langkah 1: Pahami Mekanisme

Dasarnya, motor stepper terhubung dengan pengunc ke baut baut. Kemudian penekan yang dicetak 3D terhubung pada satu sisi dengan baut baut menggunakan dadu dan pada sisi lain didukung oleh batang yang dicetak 3D. Batang tidak mengizinkan gaya putaran baut baut untuk memutar penekan dan sebagai gantinya penekan bergerak secara linier. Dengan cara ini kita dapat memerintahkan motor stepper untuk bergerak ke arah mana pun (maju dan mundur), pada kecepatan apa pun, dan untuk sejumlah langkah yang kita inginkan.

Langkah 2: Pahami Cara Kerja Perangkat

Konsepnya adalah ketika Sensor Hambatan Inframerah, yang dipasang pada Tempat Pencetakan 3D IR, teraktifkan, dengan cukup meletakkan tangan beberapa sentimeter di bawahnya, penekan akan turun sejauh yang ditentukan, (menekan dispenser) menunggu 2 detik dan kemudian kembali ke posisi awal dengan naik sampai saklar batas teraktifkan. Demikian pula saat perangkat pertama kali diaktifkan, penekan akan naik sampai saklar teraktifkan dan kemudian berhenti di sana, sebagai semacam kalibrasi sendiri sehingga penekan siap digunakan.

Kemudian menggunakan Velcro Anda membungkus Hand Sanitizer pilihan Anda dan mengencangkannya sekuat mungkin.

Sekarang Pengenis Hand Sanitizer Otomatis sudah berfungsi!!

Langkah 3: Kumpulkan Komponen yang Diperlukan

Semua tautan komponen yang diperlukan terletak di bagian "Things".

Langkah 4: Desain Bagian Khusus

Semua bagian yang dicetak 3D dirancang oleh saya pada Onshape tetapi Anda tidak perlu khawatir tentang desain 3D karena saya telah menyediakan semua file .stl di bagian "Attachments".

Langkah 5: Pencetakan 3D Bagian Plastik Khusus

Saya mencetak 3D bagian pada Creality3D Ender 3 V2 saya dengan warna Abu-abu dan Putih PLA pada ketebalan lapis 0.2mm dan infill 20%. Jika Anda tidak memiliki akses ke printer 3D Anda bisa mencoba menggunakan karton atau kayu.

Langkah 6: Modifikasi Stepper

Motor stepper 28BYJ-48 adalah motor stepper kecil dan sangat murah. Ini adalah motor stepper unipolar dan memiliki torsi sekitar 300 g/cm yang bekerja untuk proyek kami tetapi saya ingin lebih kuat untuk hasil yang lebih baik. Kami dapat meningkatkan torsi ke 800+ g/cm dengan mengubahnya menjadi motor bipolar dengan modifikasi sederhana dan mudah!

Motor bipolar memiliki spul yang lebih besar dan sebagai akibatnya banyak lebih banyak torsi.

Pertama Anda ingin mencabut tutup biru dengan obeng.

Setelah dicabut Anda ingin memotong sepenuhnya jejak tengah yang berjalan ke kabel merah menggunakan pisau.

Anda ingin memastikan bahwa tidak terhubung sama sekali lagi.

Sekarang Anda dapat memotong kabel merah dari kedua sisi.

Anda dapat memasang kembali tutup biru sekarang. Saya perlu memotong 2 dukungan dari tutup tersebut agar dapat memasangnya kembali.

Sekarang Anda memiliki motor stepper 28BYJ-48 bipolar sendiri. Ini memiliki torsi sekitar 2,5 kali torsi awal. Namun sekarang Anda akan perlu mendapatkan driver stepper bipolar seperti DRV8825 yang saya gunakan. Tegangan minimum untuk driver dinilai pada 8.4V dan motor kami dinilai pada 5V. Namun jangan khawatir versi bipolar dari motor dapat dengan mudah menangani tegangan tersebut!

Langkah 7: DIY Ikatan Velcro x2

Saatnya untuk membuat ikatan Velcro yang akan memasang aksesori ke dispenser. Jika Anda sudah memiliki ikatan kabel Velcro silakan gunakan.

Anda dapat membuatnya panjang atau pendek sesuai keinginan tetapi saya sarankan memotong satu bagian pada 30cm - 40cm dan yang lain pada 4cm - 7cm.

Sekarang Anda ingin menstap kedua bagian bersama. Pastikan sisi yang akan dijepit bersama adalah baik kasar maupun halus.

Sekarang ikatan Velcro Anda siap digunakan!

Anda akan membutuhkan dua ikatan seperti ini.

Langkah 8: Rangkaian

Saatnya untuk membuat rangkaian elektronik! Untuk memulai, hubungkan Ground baterai 9V ke Ground Arduino dengan kapasitor elektrolitik 100μF di antaranya (Ingat sisi kapasitor dengan garis putih adalah ground/kathode). Hubungkan 9V ke saklar On-Off generik dan kemudian ke Vin pada anode kapasitor. Saya menggunakan dua papan roti mini karena muat dengan baik di dalam casing, gunakan papan roti apa pun yang Anda sukai tetapi pertimbangkan ruang yang terbatas.

Hubungkan VCC Sensor Hambatan Inframerah ke 5V, Ground ke Ground dan akhirnya OUT ke Digital pin 9.

Sekarang kita akan menghubungkan saklar batas. Hubungkan kaki umum ke 5V dan normally open ke Digital pin 8 dan ke Ground melalui resistor 1kΩ.

Tambahkan driver motor bipolar DRV8825 ke papan roti. Hubungkan Vmot ke Vin Arduino. Hubungkan kedua Ground ke Ground. Hubungkan pin Dir ke Digital pin 2, pin Step ke Digital pin 3, pin Enable ke Digital pin 4. Hubungkan pin Reset dan Sleep satu sama lain.

Terakhir hubungkan kabel biru 28BYJ-48 ke A2, kabel kuning ke A1, kabel oranye ke B1 dan kabel pink ke B2.

Elektronik akhirnya terhubung!

Langkah 9: Pemrograman

const int dirPin = 2;

Kita definisikan pin Dir driver sebagai Digital pin 2.

const int stepPin = 3;

Kita definisikan pin Step driver sebagai Digital pin 3.

const int enablePin = 4;

Kita definisikan pin Enable driver sebagai Digital pin 4.

const int stepsPerRevolution = 6000;

Kita definisikan jumlah langkah per revolusi sebagai 6000, satu rotasi 360 derajat adalah 2048 langkah.

int endStop = 8;

Kita definisikan pin input saklar endStop sebagai Digital pin 8.

int irSensor = 9;

Kita definisikan pin input sensor hambatan inframerah sebagai Digital pin 9.

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

Dalam setup kita deklarasikan pin endStop dan irSensor sebagai Inputs.

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

Kita deklarasikan stepPin, dirPin dan enablePin sebagai Outputs.

digitalWrite(enablePin, LOW);

Kita mengatur enablePin LOW untuk mengaktifkan driver DRV8825

while(digitalRead(endStop) == LOW)
{

Selama nilai digital saklar endStop adalah LOW (Saklar tidak ditekan.)

digitalWrite(dirPin, HIGH);

arah rotasi motor diatur sebagai berlawanan jarum jam

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

dan stepper akan berputar berlawanan jarum jam satu langkah sekaligus sampai kondisi While menjadi salah.

digitalWrite(enablePin, HIGH);
}

Ini menonaktifkan driver kami sehingga saat tidak digunakan driver tidak mengonsumsi banyak arus.

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

Dalam loop jika nilai digital irSensor adalah 0 (ada hambatan (tangan) di depan sensor Hambatan Inframerah)

digitalWrite(enablePin, LOW);

Driver diaktifkan.

digitalWrite(dirPin, LOW);

Arah rotasi motor diatur sebagai searah jarum jam.

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

Stepper akan berputar searah jarum jam selama 6000 langkah.

delay(2000);

Akan menunggu selama 2 detik.

while(digitalRead(endStop) == LOW) 
{

Selama nilai digital saklar endStop adalah LOW (Saklar tidak ditekan.

digitalWrite(dirPin, HIGH);

arah rotasi motor diatur sebagai berlawanan jarum jam.

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

dan stepper akan berputar berlawanan jarum jam satu langkah sekaligus sampai kondisi While menjadi salah.

digitalWrite(enablePin, HIGH);
}
}

Kemudian driver akan dinonaktifkan sampai kondisi If menjadi benar dan kode berjalan lagi.

Langkah 10: Rangkaian

Rangkaian Tutup

Cukup letakkan ikatan Velcro di celah, tambahkan di atasnya tempat dan baut bersama.

Baut ikatan Velcro ke tutup. Rangkaian tutup sekarang selesai!

Rangkaian Penekan

Dorong bearing linier ke lubang yang tepat sampai berada di tengah. Baut dadu T8 ke lubang kiri penekan dengan 4 baut.

Rangkaian Casing Elektronik

Masukkan rangkaian Anda ke dalam casing elektronik. Jalankan kabel stepper, saklar dan sensor Hambatan Inframerah melalui lubang.

Rangkaian Tempat Sensor Hambatan Inframerah

Baut Sensor Hambatan Inframerah ke lubang dan gunakan dadu untuk mengencangkan pemasangan dan menyesuaikan posisi.

Rangkaian Akhir!

Masukkan bearing.

Tambahkan baut T8 dan Rangkaian Penekan. (Baut T8 perlu panjang 70mm hingga 82mm. Jika Anda memiliki baut yang lebih panjang Anda harus memotongnya ke ukuran yang diinginkan menggunakan alat seperti gerigi besi. Jika tidak Anda bisa mencoba mencetak 3D satu.)

Kencangkan pengunc pada poros motor. Kemudian kencangkan pada baut T8. Terakhir baut motor ke dasar dengan dua baut.

Tambahkan saklar batas.

Baut Tutup ke dasar dengan 5 baut.

Baut Tempat Sensor Hambatan Inframerah ke depan dasar dengan 2 baut.

Akhirnya baut Casing Elektronik ke Tutup dengan 3 baut! Selamat proyek selesai!

Kesimpulan

Proyek ini tentang Aksesori yang dapat mengubah sebagian besar Dispenser Hand Sanitizer/Sabun menjadi Otomatis dan Tanpa Tangan akhirnya selesai!!

Terima kasih atas waktunya!!

Kode

Automatic_Hand_Sanitizer_Transformer.code

Automatic_Hand_Sanitizer_Transformer.codeArduino

Kode gadget

// Define pin connections & motor's steps per revolution const int dirPin = 2; //we define the dir pin of the driver const int stepPin = 3;//we define the step pin of the driver const int enablePin = 4;//we define the enable pin of the driver const int stepsPerRevolution = 6000; // one full (360 degree) rotation is 2048 steps int endStop = 8;//we define the input pin of the endstop switch int irSensor = 9;//we define the input pin of the IR obstacle sensor void setup() { pinMode(endStop, INPUT);// Declare pins as Inputs pinMode(irSensor,INPUT); pinMode(stepPin, OUTPUT);// Declare pins as Outputs pinMode(dirPin, OUTPUT); pinMode(enablePin, OUTPUT); digitalWrite(enablePin, LOW);// This enables our driver while(digitalRead(endStop) == LOW)// When the code starts the stepper will rotate until the end stop switch { //stop switch gets activated digitalWrite(dirPin, HIGH); //the directions is set as anti-clockwise // Spin motor slowly for(int x = 0; x < 1; x++) { digitalWrite(stepPin, HIGH); delayMicroseconds(2000); digitalWrite(stepPin, LOW); delayMicroseconds(2000); } } digitalWrite(enablePin, HIGH);// This disables our driver so that when not //in use the driver does not consume current } void loop() { if(digitalRead(irSensor)== 0)// If there is an obstacle (hand) in front of the IR Obstacle sensor { digitalWrite(enablePin, LOW);//We enable the driver digitalWrite(dirPin, LOW);// the direction is set as clockwise // Spin motor slowly for(int x = 0; x < stepsPerRevolution; x++)// it rotates for the number of steps we declared above(remember one full rotation is 2048 steps) { digitalWrite(stepPin, HIGH); delayMicroseconds(2000); digitalWrite(stepPin, LOW); delayMicroseconds(2000); } delay(2000); // It waits for 2 seconds while(digitalRead(endStop) == LOW) //Rotates clockwise until the endstop switch { //is activated thus returning to starting position digitalWrite(dirPin, HIGH);//the directions is set as anti-clockwise // Spin motor slowly for(int x = 0; x < 1; x++) { digitalWrite(stepPin, HIGH); delayMicroseconds(2000); digitalWrite(stepPin, LOW); delayMicroseconds(2000); } } digitalWrite(enablePin, HIGH);// the driver gets disabled } }

Bagian Khusus dan Enclosure

Dasar utama perangkat. Ini adalah komponen yang sebenarnya menekan dispenser. Tutup perangkat. Berfungsi sebagai casing untuk elektronik. Menciptakan mekanisme ikatan Velcro.
Anda membutuhkan dua ini. Berfungsi sebagai dukungan untuk bagian penekan. Terhubung ke dasar dan berfungsi sebagai dukungan untuk sensor IR. Memegang Velcro di tutup.
Anda membutuhkan 2 ini.

Skematik

Dadu Arduino Teraktifkan Goyang dengan Matriks LED Membuat Robot Arduino Dua Kaki: Panduan DIY Baby Dino

Proses manufaktur

pencetakan 3D

Sistem Kontrol Otomatisasi

Teknologi Industri