Ungewaschenen Händen Alarm

13 Schritt:Schritt 1: Sehen Sie das Video Schritt 2: Materialien Schritt 3: wie dieses System funktioniert Schritt 4: Das Arduino-Code Schritt 5: Die Sensoren Schritt 6: Vorbereiten des Piezoelements Schritt 7: Die Amplier Kreis Schritt 8: Prototyp der Sensoren auf ein Steckbrett Schritt 9: Löten Sie die Teile auf einer Leiterplatte Schritt 10: Mögliche Sensor Entwurf Schritt 11: Der Türsensor Schritt 12: Der Alarm Schritt 13: Die fertigen System

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Sie haben wahrscheinlich Zeichen in öffentlichen Toiletten, die Menschen daran zu erinnern, ihre Hände zu waschen gesehen. Und haben Sie wahrscheinlich gefragt, wie oft dieses Zeichen wird ignoriert. Nun, heute werden wir einen einfachen Alarm, dass Sie (und alle anderen im Raum) sagen, wenn jemand vergisst, ihre Hände zu waschen zu machen.

Schritt 1: Sehen Sie das Video


  1. Hier ist eine Video-Anleitung des Projekts.

Schritt 2: Materialien

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    Dies sind die Materialien, die Sie für dieses Projekt benötigen
    Arduino Mikrocontroller
    3x Piezoelemente
    3x 741 OP AMP integrierte Schaltung
    9x 4.7kohm Widerstände
    3x 1Mohm Widerstand
    3x 1kohm Widerstand
    100kOhm Widerstand
    Schaltdrähte
    Leiterplatte
    Magnetschalter
    12x LEDs
    9V Piezo-Summer
    IRF510 MOSFET-Leistungstransistor
    Karton
    Druckerpapier
    9 Volt Batterie
    9-Volt-Batterie-Clip
    Heißklebepistole und Klebestifte

Schritt 3: wie dieses System funktioniert

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    Hier ist, wie das System funktioniert. Erste ein Sensor, wenn die Toilette verwendet. Detektiert dann einen zweiten Sensor, wenn die Senke verwendet wird. Ein dritter Sensor erkennt, wenn die Toilette Tür geöffnet wird. Ein Arduino Mikrocontroller überwacht alle diese Sensoren. Wenn jemand die Toilette, aber nicht den Waschbecken, ertönt ein Alarmsignal, wenn sie die Tür offen zu lassen. Das wird jeder im Raum, die sie sich ihre Hände nicht waschen zu alarmieren.

Schritt 4: Das Arduino-Code

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    // Hier ist der Code, den ich für dieses Projekt geschrieben. Sie sollten in der Lage, direkt in eine neue Arduino Sketch Paste
    // WC Sensor
    int ToiletSensor = 0; // WC Sensor Pin int ToiletValue = 0; int ToiletAverage = 520; int ToiletDifference = 0; int ToiletSensitivity = 20;
    // Kaltwasserleitung Sensor int SinkOneSensor = 1; // Kaltwasserleitung Sensor Pin int SinkOneValue = 0; int SinkOneAverage = 520; int SinkOneDifference = 0; int SinkOneSensitivity = 20;
    // Warmwasserleitung Sensor int SinkTwoSensor = 2; // Warmwasserleitung Sensor Pin int SinkTwoValue = 0; int SinkTwoAverage = 520; int SinkTwoDifference = 0; int SinkTwoSensitivity = 20;
    int UnwashedHands = false; // True = Hände nicht gewaschen worden ist, haben false = Hände gewaschen int DoorSensorPin = 7; // Tür-Sensor Pin int DoorSensor = LOW; // Erkennt, wenn Toilette Tür geöffnet int AlarmPin = 9; // Alarmausgang Pin unsigned long Resettimer = 0; // Stores Zeit für automatisches Zurücksetzen
    Leere setup () {Serial.begin (9600); pinMode (DoorSensorPin, INPUT); pinMode (AlarmPin, OUTPUT);
    // Output-Pins für LED-Anzeigen während der Prüfung pinMode (9, OUTPUT); pinMode (10, OUTPUT); pinMode (11, OUTPUT); pinMode (12, OUTPUT); pinMode (13, OUTPUT); }
    Leere Schleife () {
    // Jeden Sensor lesen und den Mittelwert für jeden Sensor ToiletValue = analogRead (ToiletSensor) automatisch angepasst; ToiletDifference = ToiletValue - ToiletAverage; ToiletAverage = ToiletAverage + (ToiletDifference / 10);
    SinkOneValue = analogRead (SinkOneSensor); SinkOneDifference = SinkOneValue - SinkOneAverage; SinkOneAverage = SinkOneAverage + (SinkOneDifference / 10);
    SinkTwoValue = analogRead (SinkTwoSensor); SinkTwoDifference = SinkTwoValue - SinkTwoAverage; SinkTwoAverage = SinkTwoAverage + (SinkTwoDifference / 10);
    DoorSensor = digitalRead (DoorSensorPin);
    if (abs (ToiletDifference)> ToiletSensitivity && millis ()> 20000) // wartet 20 Sekunden, um Durchschnittswerte {digital (10, HIGH) zu schaffen; // Schaltet Anzeige LED Serial.println ("WC"); // Dieser Sensor überschritten die Empfindlichkeitsschwelle Serial.println (ToiletDifference); // Differenz zwischen aktueller Sensorwert und Sensor durchschnittliche if ((millis () - Resettimer)> 30000) // 30 Sekunden wartet Tank zu füllen, bevor die Toilette Sensor kann wieder aktiviert werden {UnwashedHands = true; // Sets Handwäsche Status Resettimer = millis (); // Speichert aktuelle Zeit für automatischen Reset}} else {digital (10, LOW); }
    if (abs (SinkOneDifference)> SinkOneSensitivity && millis ()> 20000) // wartet 20 Sekunden, um Durchschnittswerte {digital (11, HIGH) zu schaffen; // Schaltet Anzeige LED Serial.println ("Sink One"); // Dieser Sensor überschritten die Empfindlichkeitsschwelle Serial.println (SinkOneDifference); // Differenz zwischen aktueller Sensorwert und Sensor durchschnittliche UnwashedHands = false; } Else {digital (11, LOW); }
    if (abs (SinkTwoDifference)> SinkTwoSensitivity && millis ()> 20000) // wartet 20 Sekunden, um Durchschnittswerte {digital (12, HIGH) zu schaffen; // Schaltet Anzeige LED Serial.println ("Sink Zwei"); // Dieser Sensor überschritten die Empfindlichkeitsschwelle Serial.println (SinkTwoDifference); // Differenz zwischen aktueller Sensorwert und Sensor durchschnittliche UnwashedHands = false; } Else {digital (12, LOW); }
    if (DoorSensor == HIGH) {Serial.println ("Door"); digital (13, HOCH); // Schaltet Anzeige-LED
    if (UnwashedHands == true) {for (int i = 0; i <= 5; i ++) // akustischer Alarm für 5 Sekunden {digital (AlarmPin, HIGH); // Aktiviert Alarmverzögerung (500); digital (AlarmPin, LOW); Verzögerung (500); }}
    } Else {digital (13, LOW); } If ((millis () - Resettimer)> 300000) // setzt Sensoren nach 5 Minuten Inaktivität {UnwashedHands = false; }}

Schritt 5: Die Sensoren

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    Es gibt verschiedene Arten von Sensoren, die Sie für dieses Projekt verwenden können. Zu erfassen, wenn die Tür geöffnet wird, habe ich einen magnetischen Reed-Schalter. Zu erkennen, wenn die Toilette und das Waschbecken benutzt werden, entschied ich mich, einen Piezo-Sensor zu verwenden.
    Der Piezo-Sensor montiert, um die Rohre von der Toilette und das Waschbecken. Wenn Wasser durch die Rohre bewegt, schaltet sich das Piezoelement die Schwingungen in ein kleines elektrisches Signal um. Dieses Signal wird durch eine einfache Operationsverstärkerschaltung verstärkt und an den Mikrocontroller gesendet werden.

Schritt 6: Vorbereiten des Piezoelements

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    So gut wie jeder Piezo-Element kann für dieses Projekt zu arbeiten. Sie können diese in den meisten Elektronik, die einen Signalton (Uhren, Timer, etc.) Allerdings, wenn Ihr Piezoelement ist in einem Kunststoffgehäuse montiert ist, müssen Sie möglicherweise zu entfernen finden. Sie sollten auch beachten, dass viele piezo Summer haben in Schaltungen, die ebenfalls entfernt werden muss gebaut. Hier ist ein einfaches Beispiel.
    I kauft einen kleinen Piezo-Summer von Radio Shack. Zuerst habe ich entfernt das Gehäuse von neugierigen es offen mit einem kleinen Schraubendreher. Darin befand sich das Piezoelement und eine kleine Treiberschaltung. Dann habe ich die Drähte, die in dem dem Fahrer Platine verbinden. Dieser verließ das Piezoelement und drei angeschlossenen Leitungen. Sie wollen mit dem Außenring und großen weißen Kreis (nicht die Registerkarte Mitte) zu verbinden. So auch ich schneiden Sie den Draht, der in die kleine Lasche Zentrum verbunden war. Die restlichen zwei Drähte mit der Verstärkerschaltung verbinden.

Schritt 7: Die Amplier Kreis

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    Die Verstärkerschaltung, die ich wählte, um für dieses Projekt verwenden, ist eine Grund 741 OP AMP Verstärker. I basiert es auf einer Strecke, die von Instructables Benutzer staceyk in ihrem instructable verwendet wurde "Low Cost-Wasserstrom-Sensor und Ambient-Anzeige." Es wird von auf dem Arduino 5V Pin versorgt. Die beiden Widerstände 4.7K schaffen einen Spannungsteiler, der das Basissignal auf 2,5 V eingestellt. Indem sie die Signalspannung an dem mittleren Bereich der Versorgungsspannung ist, kann man Spannungsänderungen in beide Richtungen zu überwachen.
    Drei dieser Sensoren werden für die Toilette, Warm- Rohr der Spüle und Warmrohr der Senke aufgebaut. Der Ausgang jedes Verstärkerschaltung ist mit der analogen Eingangsstifte am Arduino gesendet.

Schritt 8: Prototyp der Sensoren auf ein Steckbrett

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    Zunächst als Prototyp I die Verstärkerschaltungen auf ein Steckbrett für die Prüfung. Ich begann durch die Prüfung der Code unter Verwendung einer Anordnung von Schaltern anstelle der Piezosensoren. Sobald das war Arbeit, brachte ich die Piezosensoren und den Verstärker an einem zweiten Steckbrett.
    Ich heiße geklebt eines der Piezoelemente an die Kaltwasserleitung meiner Spüle. Dann habe ich Krokodilklemme Schaltdrähte es um das Piezoelement an den Verstärker anschließen.
    Versuchen Sie, das Wasser ein und aus. Wenn der Sensor das Wasser nicht erkennt, versuchen Einstellung der Empfindlichkeit in den Code. Wenn Sie immer noch Probleme haben, können Sie versuchen Sie, einige der Widerstandswerte, um die Verstärkung einzustellen. Sie können auch versuchen Bewegen des Sensors an eine andere Position auf den Rohren.
    Sobald Ihre Schaltung arbeitet, können Sie die Verstärkerschaltung auf, um eine Leiterplatte zu löten.

Schritt 9: Löten Sie die Teile auf einer Leiterplatte

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    Als nächstes müssen Sie alle Schaltungskomponenten auf einer Leiterplatte zu löten. Beim Anbringen der Macht und Ausgangsleitungen, sicher sein, dass sie lang genug ist, um von dem Sensor zu dem der Arduino montiert werden zu erreichen sind.

Schritt 10: Mögliche Sensor Entwurf

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    In einigen Fällen werden diese Sensoren nicht in der Lage, um das Wasser durch die Rohre bewegen detektieren. Manchmal werden die Rohre einfach nicht sehr viel zu vibrieren, wenn verwendet. Andere Male wird das Gebäude erhebliche Vibrationen von anderen Quellen zu erfahren und zu Fehlauslösungen der Sensoren. Wenn dies geschieht, müssen Sie einige alternative Sensor zu verwenden, um zu erfassen, wenn die Toilette und das Waschbecken benutzt werden. Hier ist ein Beispiel.
    Sie können ein einfaches Paar Drähte zu verwenden, um die Anwesenheit von Wasser zu erfassen. Wasser leitet Elektrizität gut, daß es als ein niedriger Stromschalter verwendet werden. Um dies zu tun, schließen Sie ein Kabel an Masse und einen zweiten Draht, um auf dem Mikrocontroller einem Eingangspin. Dann schließen Sie einen hochohmigen Widerstand (100kOhm oder höher), die zwischen dem Eingangsstift und der positiven Versorgungsspannung. Dieser Widerstand wirkt als Pull-up-Widerstand und bewirkt, dass der Eingangspin normal gelesen HOCH. Aber, wenn die Enden der beiden Drähte werden in Wasser eingetaucht ist, wird sie den Eingangsstift mit Masse verbunden sein, und es wird gelesen LOW. Dies funktioniert so lange, wie der Widerstand des Wassers geringer als der Widerstand des Pull-up-Widerstand ist.
    Um zu erfassen, wenn eine Toilette benutzt wird, Sie ein Paar Leitungen montieren im Tank der Toilette. (Montieren Sie die Leitungen in der Schale). Montieren der Drähte, so daß die Enden sind nur unterhalb des Wasserspiegels im Tank. Wobei die Enden der Drähte untergetaucht der Eingangspin wird gelesen LOW. Wenn die Toilette gespült wird, fällt der Wasserpegel und die Drähte nicht mehr durch das Wasser verbunden werden. Dadurch wird das Signal am Eingangsstift hoch, bis die Behälter füllt.
    Um zu erfassen, wenn die Wanne verwendet wird, die Sie mounten kann zwei Drähte unter dem Wasserhahn. Legen Sie die Kabel so, dass sie sowohl von der Wasserstrahl getroffen, wenn es eingeschaltet wird.

Schritt 11: Der Türsensor

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    Um zu erfassen, wenn die Tür geöffnet habe ich ein Magnetschalter. Diese werden üblicherweise in Sicherheitssystemen verwendet, um zu erfassen, wenn Türen und Fenster geöffnet werden. Ein Magnet montiert an der Tür. Dann wird der Reed-Schalter Halterungen an der Wand daneben. Wenn die Tür geschlossen ist, der Magnet zieht die Kontakte auf dem Schalter zusammen. Wenn die Tür öffnet bricht den Stromkreis.
    Um dies zu verwenden, schließen Sie ein Kabel an der Reed-Schalter mit Masse und das andere Kabel an einem Eingangspin. Verbinden Sie dann den Eingangsstift mit der positiven Versorgungsspannung mit einem hochohmigen Widerstand (100 kOhm gut funktioniert). Wenn die Tür geschlossen ist der Eingangspin wird ein LOW-Signal registrieren. Wenn die Tür öffnet sich das Eingabestift wird ein HIGH-Signal registrieren.

Schritt 12: Der Alarm

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    Der Alarm kann alles, was Sie oben träumen können sein. Ich beschloss, sowohl einen Summer und Beleuchtung um ein Zeichen zu verwenden.
    Erste gedruckte ich ein Label "Haben Sie nicht die Hände waschen" auf meinem Drucker. Dann schnitt ich einige Stücke Pappe, so dass sie ein wenig kleiner ist als das Papier waren. Ich legte den Karton und Papier mit Leim und faltete die Zeitung um die Seiten.
    Weiter entschied ich mich, wo die LEDs zu montieren. An jeder Position gestoßen I Löcher für die Anschlüsse der LEDs. Dann eingefügt ich die LEDs und beugte die Leitungen nach unten, so dass sie bündig mit der Rückseite der Platine waren.
    Die LEDs sind durch den gleichen 9-Volt-Batterie, die den Mikrocontroller mit Strom versorgt. Da die LEDs auf 3 Volt laufen Ich telegraphierte sie zusammen in Gruppen von drei LEDs in Serie. Dies lässt mich verlassen Sie den Serienwiderstand, die Sie normalerweise für eine LED benötigen.
    Der Summer ist parallel zu den LEDs verbunden. Es kann überall montiert werden, die bequem ist. Sie können es auf der Rückseite des Zeichens oder neben dem Schild oder wo befestigen.
    Der Alarm wird von einem einzigen Leistungstransistor aktiviert. Die negativen Anschlüsse des Batteriesatzes ist, auf der Mikrokontroller die GND-Pin verbunden. Dann der Mikrocontroller die Ausgangsstift ist mit der Basis des Transistors verbunden ist. Wenn Mikrocontroller sendet ein Hochsignal an den Transistor schaltet sie das Licht und der Summer.

Schritt 13: Die fertigen System

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    Nachdem alle Teile vorhanden sind, können Sie es zu testen. Spülen Sie die Toilette, dann öffnen Sie die Tür. Der Alarm sollte fünf Sekunden lang ertönen. Dann warten Sie eine Minute, damit das System zurückzusetzen. Dieses Mal die Toilette spülen und dann auf der Spüle zu machen. Nun, wenn Sie die Tür öffnen, sollte der Alarm nicht ausgelöst. Dies wird eine große Überraschung für die erste Person, die nicht die Hände zu waschen ist im Restaurant sein.
    Der Code für dieses Projekt ist für die private Toiletten mit einer einzigen Toilette und Waschbecken geschrieben. Aber Sie könnten möglicherweise ändern, um mehrere Sensoren unterzubringen.
    Als abschließende Bemerkung, ich muss etwas Gutschrift zu Gary Larson, der eine Far Side Comic, die dieses Projekt inspiriert hat zu geben. Wenn Sie kein Fan von Gary Larson sind bereits, ich empfehle sie auszuchecken. Es gibt eine Menge Inspiration, um in seiner Arbeit zu finden.