COVID-19 Dispensador de jabón automático con Arduino

¡Una forma simple pero efectiva de combatir COVID-19 con lavado de manos y santificación de manos, sin tocar la botella!

Material

La siguiente lista muestra los materiales necesarios para construir tu propio dispensador de jabón para manos automático con Arduino.

Elementos y componentes

Arduino Nano R3

Sensor ultrasónico HC-SR04 (o sensor infrarrojo)

Jumpers hembra-hembra

Servomotor MF-06

Caja de plástico

Alambre de cobre (30 cm)

Jabón o gel antibacterial en botella dispensadora

Software, aplicaciones y servicios online

Arduino IDE

Herramientas y máquinas de fabricación

Tornillo o clavo

Pistola de silicón (genérica)

Computadora o laptop

Marcador

Cúter

Selección de componentes

Sensor

Necesitaremos un sensor para detectar nuestra proximidad o presencia, que básicamente actuará como un interruptor sin necesidad de contacto para este sistema.

Tenemos dos opciones aquí, es decir, podemos usar el módulo de sensor infrarrojo o el módulo de sensor ultrasónico.

Podemos usar el módulo de sensor infrarrojo, que es básicamente una opción barata y eficiente, pero a veces inexacta.

O podemos usar el sensor ultrasónico HC-SR04, que es bastante preciso por encima del rango de 2 cm, y una opción ligeramente costosa. Para este tutorial usaremos el sensor ultrasónico para una mejor precisión.

Motor

La mejor opción será usar un Servomotor con engranajes metálicos para mayor torque. Evitaremos el uso de microbombas, ya que deben insertarse en el contenedor, lo que crea un punto de contaminación. Por lo tanto, utilizar un mecanismo externo con ayuda de un servo es una buena elección.

Microcontrolador

Para la construcción de este proyecto necesitaremos un microcontrolador para controlar la entrada y la salida, calcular la distancia, detectar el disparador del sensor y procesar la salida en forma de movimiento del servomotor.

Podemos usar cualquier tipo de Arduino, aquí usaremos un Arduino Nano para nuestro dispensador automático.

Conexión

¡Las conexiones para este proyecto de dispensador para manos sin contacto son muy simples!

Conexión Sensor-Arduino

• Trig a D10
• Echo a D11
• Vcc a 5 volts (Arduino)
• GND a GND

Conexión Servomotor-Arduino

• Señal a D9
• Vcc a Vin
• GND a GND

Montaje

1.- Acopla el servo a la base.

El primer paso en el montaje mecánico es unir el servomotor a una superficie rígida dentro de la caja, usando silicón caliente.

Tenga cuidado al usar la pistola de silicón caliente.

2.- Pasa el cable de cobre a través del brazo del servo.

Pase el cable de cobre a través del servomotor utilizando los orificios del brazo de fijación. Pasa el cable al menos a través de 2 orificios para garantizar que se logre la tensión adecuada. Utilizar el brazo de fijación circular sería la mejor opción, ya que uno recto puede quedar atrapado dentro.

3.- Agrega un pedazo de barra de silicón con un orificio en el medio al cable.

Corte un trozo de barra de silicón de aproximadamente 2 cm de largo y haga un agujero en el medio, pase el alambre de cobre a través del silicón.

Esto ayudará a aumentar el área de superficie en el punto de contacto del bote de jabón o gel antibacterial.

4.- Fija el cable con un tornillo.

Conecte el segundo extremo del cable a otra superficie rígida (cara opuesta del servomotor) usando un tornillo o un clavo. El que se usa en este proyecto es una opción de tornillo. Este tornillo nos permitirá ajustar la tensión o quitar la botella para rellenarla.

Código

El código es muy simple de entender, utilizamos la librería de servos y definimos configuraciones y variables básicas.

El código principal calcula la distancia en centímetros y si la distancia es inferior a 10 cm, el servomotor realiza un movimiento de barrido para liberar el líquido.

Puedes encontrar la librería para Servo aquí.

const int servo = 9;     //define 'Servo Signal Pin'
const int trigPin = 10;  //define 'Trigger Pin'
const int echoPin = 11;  //define 'Echo Pin'

// define variables
long duration;
int distance;

#include <Servo.h>

Servo myservo;    // Crea una variable para controlar el servo

int pos = 0;    // Variable para almacenar la posicion del servo

void setup() {
  pinMode(trigPin, OUTPUT);    // Establece a 'trigPin' como Salida
  pinMode(echoPin, INPUT);    // Establece a 'echoPin' como Entrada
  myservo.attach(servo);     // Acopla al servo en el pin 9  
  myservo.write(0);         // Sets Servo to initially 0 degrees 
  Serial.begin(9600);      // Comienza la comunicacion serial
}

void loop() {
    //
    digitalWrite(trigPin, LOW);
    delayMicroseconds(2);
    
    // Establece a 'trigPin' en estado alto (HIGH) por 10 microsegundos
    digitalWrite(trigPin, HIGH);
    delayMicroseconds(10);
    digitalWrite(trigPin, LOW);
    
    // Lectura del 'echoPin', retorna el tiempo de viaje de la onda ultrasonica en microsegundos
    duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
    
    // Calculando la distancia
      distance= duration*0.034/2;
    
    // Imprime la distancia en el monitor serial
    Serial.print("Distance: ");
    Serial.println(distance);
    
    //Servo    
    if(distance<10)
    { //Revision: que la distancia sea menos que 10cm 
       myservo.write(45); // Establece el Servo en etapas de 0 a 180 grados para que el jabon no salga 
       delay(100);
       myservo.write(90);
       delay(100);
        myservo.write(135);
       delay(100);
       myservo.write(120); //Ajuste que tan lejos quiere que llegue el servo
       delay(1000);
       myservo.write(00); // Reinicia el servo a 0 Degrees
       delay(2500);   //Retrasa la proxima vez que alguien pueda conseguir jabon en milisegundos
    }                 
}

Ajustes

Una vez descargado el código, sería bueno probar y ajustar este proyecto antes de completar el gabinete.

En esta prueba, podemos ver claramente que cuando nuestra mano se coloca por encima del sensor ultrasónico, 10 cm, se activa el servomotor y se dispensa alcohol con alcohol.

Puede modificar el código para cambiar la distancia en la que se activa el ultrasónico. Una vez que que esté satisfecho con la distancia del sensor y el proyecto funciona correctamente, podemos avanzar al siguiente paso.

Completar base

Una vez que nuestro proyecto parece estar funcionando, es hora de completar el gabinete.

Sigue los siguientes pasos para completarlo:

1. Mide las dimensiones (diámetro) para los agujeros del sensor ultrasónico y la botella.
2. Haz una ranura para el alambre de cobre con espacio adicional para el giro.
3. Marca con una pluma o plumón todos los agujeros de corte.
4. Usa un exacto o un taladro para cortar los agujeros.
5. Arregla y une todo con la ayuda de silicona caliente.

¡Ahora solo queda colocar todo en su lugar!

¡TODO LISTO! EL PROYECTO DE DESINFECTANTE DE MANOS AUTOMÁTICO (DISPENSADOR AUTOMÁTICO DE JABÓN) ESTÁ TERMINADO.