DIY洗手液/酒精分配器的PCB设计
众所周知，covid-19 疫情席卷全球，改变了我们的生活方式。在这种情况下，酒精和洗手液是重要的液体，但必须正确使用。用受感染的手接触酒精容器或洗手液可能会将病毒传播给下一个人。在本文中，我们将构建一个自动洗手液分配器，它使用 ir 传感器检测手的存在并启动泵将液体倒在手上。目的是找到最便宜和最简单的解决方案并设计电路。因此没有使用微控制器或 arduino。引入了两种设计，您可以自由选择和构建其中的任何一种。第一种设计使用 smd 元件，第二种设计更简单。它在小型单层 pcb 板上使用 dip 组件。
一、第一个设计：
[a] 电路分析
您可以考虑图 1 中的示意图。p1 连接器用于将 6v 至 12v 电源连接到电路。c6 电容器已用于降低可能的电源噪声。reg-1 是著名的 ams1117 [1] ldo 稳压器，可将电压稳定在 5v。
图1：自动洗手液分配器示意图（第一个设计）
d2 指示正确的电源连接，r5 限制 led 电流。d1 是一个红外发射二极管，r1 限制 d1 电流，换句话说，它决定了传感器的灵敏度。u1 是著名的 555 [2] 定时器 ic，已配置为向 d1（发射器）二极管注入 38khz 脉冲。通过转动r4电位器，可以调节频率。c1 和 c2 用于降低噪音。
u2 是一个 tsop1738 ir 接收器 [3]。根据 tsop17xx 数据表：“tsop17xx 系列是用于红外遥控系统的小型接收器。pin二极管和前置放大器组装在引线框架上，环氧树脂封装设计为红外滤光片。解调后的输出信号可以直接由微处理器解码。tsop17..是标准的红外遥控接收器系列，支持所有主要的传输代码。”
tsop1738 引入了低电平有效输出。这意味着 u2 的输出引脚在 38khz 红外光存在时变为低电平。因此，我使用了一个便宜的 p 沟道 nds356 mosfet [4] 来驱动直流电机（液体泵）。d4 是防止电机反向电流的保护二极管，c8 降低电机的感应噪声。d3 是一个 led，用于指示液体泵的 ir 接收和激活。c4 和 c5 已用于降低电源噪声。
[b] pcb 布局
图 2 显示了 pcb 布局。很明显，除了 ir 发射二极管和 tsop ir 接收器之外的所有组件都是 smd。
图 2：自动洗手液分配器的 pcb 布局（第一个设计）
我为 ams1117-5.0 [5]、lm555 [6]、tsop1738 [7] 和 nds536ap [8] 使用了 samacsys 组件库（原理图符号和 pcb 封装）。samacsys 库是免费的，并遵循 ipc 占用空间标准。使用这些库可显着减少设计时间并防止设计错误。要安装这些库，您可以使用 cad 插件 [9]（图 3）或从组件搜索引擎下载它们。我使用了 altium designer，所以我更喜欢使用 altium 插件。
图 3：samacsys 支持的 cad 插件和 altium designer 插件中使用的组件
图 4 和图 5 展示了 pcb 板顶部和底部的 3d 视图
图 4：pcb 板的 3d 视图（顶部）
图 5：pcb 板的 3d 视图（底部）
[c] 组装和测试
零件组装过程没有什么特别之处。除 tr 和 re 传感器外，所有组件均为 smd。本来打算快速测试一下电路，所以用了一块没有阻焊和丝印的半自制pcb板。使用专业制造的 pcb 板，您的任务会容易得多:-)。图 6 显示了原型。
图 6：半自制 pcb 板上的洗手液分配器原型（第一个设计）
组装后，尝试调整 r1 和 r4 以找到最佳拟合和检测范围。r1 定义 ir 功率（范围），r4 定义传输频率。
[d] 物料清单
二、二次设计
[a] 电路分析
图 7 显示了该装置的示意图。p3 连接器用于将 +5v 电源连接到电路。c4 和 c5 电容器用于降低输入电源噪声。ic1是电路的心脏。它是著名的 lm393 比较器 [10]。
图7：自动洗手液分配器示意图（第二个设计）
根据 lm393 数据表：“lm393 系列是双独立精密电压比较器，能够单电源或双电源运行。这些器件的设计允许在单电源操作下实现共模范围至地电平。低至 2.0 mv 的输入失调电压规格使该器件成为消费、汽车和工业电子产品中许多应用的绝佳选择。”
它是一种便宜且方便的ic。一般来说，如果您的应用程序是比较器，我建议您只需使用比较器芯片而不是 opamp。我们使用了芯片的第一个比较器，r3 电位器定义了激活阈值。c2 降低了电位器中间引脚上可能出现的噪音。d1 是红外发射器，d2 是红外接收器二极管。d2 连接到比较器的负引脚 (-) 以与正引脚 (+) 电压进行比较。比较器的输出脚为低电平有效，但最好用r4上拉。
q1 是著名的 bd140 pnp 晶体管 [11]，用于驱动泵（直流电机）和 d3 led。d4为反向保护二极管，c3降低泵浦感应噪声，不影响电路稳定性。最后，p1 用于连接一个蓝色 5mm led 以指示电源连接正确。
[b] pcb 布局
图 8 显示了第二种设计的 pcb 布局。它是单层pcb板，所有组件都是dip。每个人都很容易在家中快速构建这个 diy。
图 8：自动洗手液分配器的 pcb 布局（第二个设计）
与第一个设计相同，我为 lm393 [12] 和 bd140 [13] 使用了 samacsys 组件库（原理图符号和 pcb 封装）。samacsys 库是免费的，并且遵循 ipc 占用空间标准。要安装这些库，您可以使用 cad 插件 [9]（图 9）或从组件搜索引擎下载它们。使用这些库可显着减少设计时间并防止设计错误。我使用的是 altium designer cad 软件，所以我更喜欢安装 altium 插件。
图 9：samacsys 支持的 cad 插件和 altium designer 插件中使用的组件
图 10 显示了组装好的 pcb 板的 3d 视图。
图 10：pcb 板的 3d 视图（顶部）
[c] 组装和测试
图 11 显示了组装好的 pcb 板。这是我用来快速测试概念的半自制 pcb 板。您可以订购它进行制造。焊接没什么特别的。所有组件均为 dip。相当容易。去做就对了 ：-）。这种设计比第一种设计更容易，甚至更便宜。所以我就跟着这个，完成了洗手液分配器装置。
图 11：半自制 pcb 板上的消毒剂分配器原型（第二个设计）
图 12 显示了选定的液体泵。这可能是市场上最便宜的，但是我对它的操作很满意。
图 12：用于流动洗手液的选定液体泵
最后，图 13 显示了完整的洗手液分配器。您可以选择任何类似的玻璃或塑料容器，例如塑料咖啡储存容器。我选择的是一个玻璃酱容器:-)。我用一根简单的铜线弯曲并固定软管。从最低灵敏度水平转动 r3 电位器，然后稍微增加它以达到您想要的检测范围。不要让它太敏感，因为泵可能会在没有任何触发器的情况下自发动作！
图 13：洗手液分配器的完整 diy
图 14 显示了黑暗中的分配器。蓝色 led 灯 (p1) 提供迷人的视野，应安装在容器盖上。
图 14：黑暗中的洗手液分配器视图
[d] 物料清单
iMaster NCE-CampusInsight的协议回放功能
基于LabVIEW的FIR数字滤波器设计
越来越多半导体企业登陆资本市场
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图1：自动洗手液分配器示意图（第一个设计）
d2 指示正确的电源连接，r5 限制 led 电流。d1 是一个红外发射二极管，r1 限制 d1 电流，换句话说，它决定了传感器的灵敏度。u1 是著名的 555 [2] 定时器 ic，已配置为向 d1（发射器）二极管注入 38khz 脉冲。通过转动r4电位器，可以调节频率。c1 和 c2 用于降低噪音。
u2 是一个 tsop1738 ir 接收器 [3]。根据 tsop17xx 数据表：“tsop17xx 系列是用于红外遥控系统的小型接收器。pin二极管和前置放大器组装在引线框架上，环氧树脂封装设计为红外滤光片。解调后的输出信号可以直接由微处理器解码。tsop17..是标准的红外遥控接收器系列，支持所有主要的传输代码。”
tsop1738 引入了低电平有效输出。这意味着 u2 的输出引脚在 38khz 红外光存在时变为低电平。因此，我使用了一个便宜的 p 沟道 nds356 mosfet [4] 来驱动直流电机（液体泵）。d4 是防止电机反向电流的保护二极管，c8 降低电机的感应噪声。d3 是一个 led，用于指示液体泵的 ir 接收和激活。c4 和 c5 已用于降低电源噪声。
[b] pcb 布局
图 2 显示了 pcb 布局。很明显，除了 ir 发射二极管和 tsop ir 接收器之外的所有组件都是 smd。
图 2：自动洗手液分配器的 pcb 布局（第一个设计）
我为 ams1117-5.0 [5]、lm555 [6]、tsop1738 [7] 和 nds536ap [8] 使用了 samacsys 组件库（原理图符号和 pcb 封装）。samacsys 库是免费的，并遵循 ipc 占用空间标准。使用这些库可显着减少设计时间并防止设计错误。要安装这些库，您可以使用 cad 插件 [9]（图 3）或从组件搜索引擎下载它们。我使用了 altium designer，所以我更喜欢使用 altium 插件。
图 3：samacsys 支持的 cad 插件和 altium designer 插件中使用的组件
图 4 和图 5 展示了 pcb 板顶部和底部的 3d 视图
图 4：pcb 板的 3d 视图（顶部）
图 5：pcb 板的 3d 视图（底部）
[c] 组装和测试
零件组装过程没有什么特别之处。除 tr 和 re 传感器外，所有组件均为 smd。本来打算快速测试一下电路，所以用了一块没有阻焊和丝印的半自制pcb板。使用专业制造的 pcb 板，您的任务会容易得多:-)。图 6 显示了原型。
图 6：半自制 pcb 板上的洗手液分配器原型（第一个设计）
组装后，尝试调整 r1 和 r4 以找到最佳拟合和检测范围。r1 定义 ir 功率（范围），r4 定义传输频率。
[d] 物料清单
二、二次设计
[a] 电路分析
图 7 显示了该装置的示意图。p3 连接器用于将 +5v 电源连接到电路。c4 和 c5 电容器用于降低输入电源噪声。ic1是电路的心脏。它是著名的 lm393 比较器 [10]。
图7：自动洗手液分配器示意图（第二个设计）
根据 lm393 数据表：“lm393 系列是双独立精密电压比较器，能够单电源或双电源运行。这些器件的设计允许在单电源操作下实现共模范围至地电平。低至 2.0 mv 的输入失调电压规格使该器件成为消费、汽车和工业电子产品中许多应用的绝佳选择。”
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q1 是著名的 bd140 pnp 晶体管 [11]，用于驱动泵（直流电机）和 d3 led。d4为反向保护二极管，c3降低泵浦感应噪声，不影响电路稳定性。最后，p1 用于连接一个蓝色 5mm led 以指示电源连接正确。
[b] pcb 布局
图 8 显示了第二种设计的 pcb 布局。它是单层pcb板，所有组件都是dip。每个人都很容易在家中快速构建这个 diy。
图 8：自动洗手液分配器的 pcb 布局（第二个设计）
与第一个设计相同，我为 lm393 [12] 和 bd140 [13] 使用了 samacsys 组件库（原理图符号和 pcb 封装）。samacsys 库是免费的，并且遵循 ipc 占用空间标准。要安装这些库，您可以使用 cad 插件 [9]（图 9）或从组件搜索引擎下载它们。使用这些库可显着减少设计时间并防止设计错误。我使用的是 altium designer cad 软件，所以我更喜欢安装 altium 插件。
图 9：samacsys 支持的 cad 插件和 altium designer 插件中使用的组件
图 10 显示了组装好的 pcb 板的 3d 视图。
图 10：pcb 板的 3d 视图（顶部）
[c] 组装和测试
图 11 显示了组装好的 pcb 板。这是我用来快速测试概念的半自制 pcb 板。您可以订购它进行制造。焊接没什么特别的。所有组件均为 dip。相当容易。去做就对了 ：-）。这种设计比第一种设计更容易，甚至更便宜。所以我就跟着这个，完成了洗手液分配器装置。
图 11：半自制 pcb 板上的消毒剂分配器原型（第二个设计）
图 12 显示了选定的液体泵。这可能是市场上最便宜的，但是我对它的操作很满意。
图 12：用于流动洗手液的选定液体泵
最后，图 13 显示了完整的洗手液分配器。您可以选择任何类似的玻璃或塑料容器，例如塑料咖啡储存容器。我选择的是一个玻璃酱容器:-)。我用一根简单的铜线弯曲并固定软管。从最低灵敏度水平转动 r3 电位器，然后稍微增加它以达到您想要的检测范围。不要让它太敏感，因为泵可能会在没有任何触发器的情况下自发动作！
图 13：洗手液分配器的完整 diy
图 14 显示了黑暗中的分配器。蓝色 led 灯 (p1) 提供迷人的视野，应安装在容器盖上。
图 14：黑暗中的洗手液分配器视图
[d] 物料清单
iMaster NCE-CampusInsight的协议回放功能
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