Este tutorial explica como automatizar um frasco de desinfetante para as mãos. Os desinfetantes podem ser encontrados para uso em muitos locais públicos (e especialmente recentemente, devido à pandemia de COVID-19). No entanto, cada pressão na tampa deixa vários tipos de germes. Uma forma de evitar isso é automatizar o frasco para que os usuários nunca precisem tocar na tampa para receber o desinfetante.
A ideia é simples: sempre que um usuário coloca a mão embaixo do frasco de desinfetante, uma pequena quantidade de desinfetante líquido é automaticamente dispensada. Isto é semelhante aos secadores de mãos públicos. Sempre que as mãos são colocadas sob ele, o ar quente é acionado para secá-las.
Para detectar movimento, dois tipos de sensores estão disponíveis atualmente: infravermelho passivo (PIR) e ultrassônico. Sensores ultrassônicos são mais adequados para esta aplicação. Seu alcance é de até um metro e podemos ajustá-lo de acordo com nossas necessidades.
Para este projeto, vamos utilizar o sensor ultrassônico HC-SR04. HC-SR04 é um sensor ultrassônico popular que pode ser conectado a uma variedade de microcontroladores. Vamos usar o Arduino Uno.
Um esquema típico de detecção de objetos do sensor ultrassônico é mostrado aqui:
Decidi usar um servo motor para este projeto. Minha escolha é o servo motor tower pro sg90, que pode produzir torque suficiente para pressionar a tampa da garrafa para baixo.
O braço do servo motor girará 90 graus por um segundo sempre que um objeto for detectado pelo sensor ultrassônico. Ele pressionará a tampa para baixo e a soltará após um segundo. É tempo suficiente para dispensar apenas algumas gotas do desinfetante para as mãos.
Ao montar este projeto, certifique-se de que a garrafa e o servo motor estejam presos e colocados firmemente em uma embalagem ou invólucro. A colocação e o ângulo do motor são muito importantes. Erros de posicionamento resultarão em um dispositivo defeituoso.
É importante notar que você pode usar um solenóide em vez de um servo motor. Porém, o solenóide consome mais energia, por isso escolhi um servo motor para o projeto.
Um diagrama de circuito do projeto é mostrado abaixo. O sensor ultrassônico está conectado aos pinos 2 e 3 do Arduino. O servo motor está conectado ao pino PWM do Arduino.
Todo o sistema é alimentado pela saída de energia do Arduino – seu regulador pode atender aos requisitos de energia de todo o circuito. Isso é importante porque o servo motor consome muita energia. Mas, como não estamos carregando nenhum peso (apenas pressionando a tampa), seu consumo de energia não atingirá o limite crítico do circuito.
Código do projeto
Usei a biblioteca servo no código. A biblioteca ultrassônica também pode ser incluída para maior viabilidade. Para o sensor ultrassônico neste projeto, escrevi meu próprio código.
O pino do gatilho ultrassônico está conectado ao pino 2 do Arduino e o pino de eco está conectado ao pino 3. O pino PWM do servo motor está conectado ao pino 9 do PWM do Arduino.
A Function Ultra lê o status do objeto convertendo o tempo em distância. Se um objeto estiver presente na frente do sensor ultrassônico e sua distância for menor que 10 cm, ele girará o braço servo (ou, no nosso caso, pressionará a tampa do desinfetante).
Idealmente, uma única pressão resultará em desinfetante suficiente para cada usuário. Mas se forem necessários vários pressionamentos, basta modificar o código para pressionar a tampa em intervalos, incluindo alguns atrasos entre os pressionamentos adicionais da tampa.
Vamos fazer DIY do projeto acima: Onde comprar peças?
- Arduino: Mouser
- Sensor ultrassônico: Mouser
- Servo motor: Mouser
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