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Dispensador automático de gel desinfectante

Convierte un producto para la higiene en algo más higiénico #CienciaEnCasaMx

Rafael Alarcon
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Lavarse las manos regularmente en una buena forma de evitar enfermedades. Con ello evitamos la propagación de gérmes y que esos gérmenes entren a nuestro cuerpo. En lugares en los que no tenemos agua y jabón disponible, el gel desinfectante es una buena opción para mantener nuestras manos libres de gérmenes.

En este artículo se explican los pasos para armar un dispensador automático de gel desinfectante. Se instala sobre un dispensador común y permite extraer gel sin necesidad de tocarlo.

Paso 1: Reunir los materiales

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Componentes electrónicos

 

  • 1 Sensor Reflectivo TCRT5000
  • 1 Resistencia 100 ohm
  • 1 Resistencia 10 kohm
  • 1 Arduino Nano
  • 1 Servo SG90
  • 1 Cable para Fuente USB
  • 1 Fuente Cargador USB 5V
  • 5 Jumpers hembra-hembra (2 rojos, 2 cafés, 1 de otro color)
  • 3 Jumpers hembra-macho (1 rojo, 1 café, 1 naranja)
  • 3 Pines macho
  • 3 Cinchillos de plástico
  • 2 Tornillos M3 x 10
  • 2 Tornillos M3 x 20
  • 1 Tornillo M3 x 25
  • 1 Tuerca M3
  • Impresión 3D

Los archivo STL y el código de Arduino se pueden descargar desde el siguiente repositorio:

Paso 1.1: Impresión 3D

Las piezas se imprimieron en PLA usando los siguientes parámetros:
Altura de capas 0.28 mm
Infill 20 %
No requieren soportes

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Paso 2: Armar el circuito

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Esquemático

El circuito tiene 4 componentes principales: la fuente de alimentación; un sensor infrarrojo que detecta si hay un objeto cercano; un Arduino que lee el estado del sensor y envía pulsos al servo; y el servo que mueve la palanca del dispensador.

Paso 2.1: Sensor infrarrojo

Esquemático del sensor 

El sensor está formado por un TCRT5000 y dos resistencias.
Para armar el circuito que aparece justo arriba, corta el pin positivo (ánodo) del LED infrarrojo y suelda una resistencia de 100 ohm. Suelda un resistencia de 10 kohm, en el colector del foto-transistor, sin cortar el pin. Une el cátodo del LED y el emisor del transistor, estos pines se conectarán a GND. También une los pines que se encuentran libres en las resistencias, estos se conectarán a 5V. El colector es la salida y se conectará a una entrada analógica en el Arduino. Suelda tres pines como se muestra más abajo. Así es más fácil conectar con jumpers.

TCRT5000 original TCRT5000 con resistencias y pines TCRT5000 conectado con jumpers

Paso 2.2: Cables de alimentación

Se usan 2 jumpers para alimentar el Arduino (café y rojo que se conectan a las terminales GND y 5V). Otros 3 jumpers se usan para conectar el sensor (café, rojo y amarillo que representan GND, 5V y Salida, repectivamente). El servo se conecta con 3 jumpers (café, rojo y naranja).

Corta los 3 jumpers rojos y los 3 jumpers cafés, pelar las puntas y unir los cables. También une las puntas del cable USB, la punta roja con los rojos y la punta negra con los cafés, y aplica soldadura. Aísla con tubo termoretráctil (thermofit).

 Cables soldados Cables con thermofit

Paso 3.3: Conexiones finales

Conecta los jumpers al servo (se han usado jumpers con los mismos colores que los cables del servo). Conectar los jumpers al Arduino, el jumper café a GND, el rojo a 5V, el amarillo (que es la salida del sensor) a la terminal A4 y el naranja (que es la entrada de pulsos del servomotor) a la terminal A5.

servo Arduino

Paso 4: Unir piezas de impresión 3D

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Impresión 3D y tornillos

Coloca 2 tornillos M3x10 en la pieza que parece una escalera, después atornilla en la pieza cilíndrica. escalera escalera atornillada

Coloca el ensamblaje anterior en la tapa del dispensador. Luego inserta dos tornillos M3x20 en la pieza con una ranura. También se atornilla en la pieza cilíndrica. pieza con ranura y tornillos

Inserta la palanca en la pieza con ranura. Usa un tornillo M3x25 y una tuerca para unir las piezas sin apretar demasiado para que la palanca pueda rotar libremente.
palanca


Fijar todo el ensamblaje a la tapa con cinchillos de plástico

 insertar cinchos ajustar cinchillos

Paso 5: Instalar componentes electrónicos

Atornilla el servomotor en el extremo de la pieza que parece escalera 

fijar servo

Dobla los cables y átalos con un trozo de alambre. Fija el Arduino y el sensor con cinchillos y/o alambre.

 fijar cables

Paso 6: Ajustes

Si no has programado el Arduino, ahora es el momento, descarga el código del repositorio. Es recomendable desconectar los cables del servomotor para que no se mueva mientras se realiza la programación. También desconecta el cable de alimentación.

Después de programar el Arduino, desconecta el cable USB de la computadora. Conecta el cargador USB a la toma de corriente y el cable de alimentación al cargador para encender el circuito. El servo se moverá a la posición inical, donde la palanca se encuentra levantada. Ahora desconecta el circuito. Instala el accesorio del servo, debe quedar apuntando hacia arriba. Amarra un hilo en la punta del accesorio. Después inserta el hilo en el orificio de la palanca y jala hacia abajo para tensarlo, de modo que presione un poco la bomba del dispensador. Amarra el hilo sin que deje de estar tenso.

Conecta el cargador nuevamente para probar el funcionamiento. Acerca tu mano al sensor, al detectar tu mano el servo rotará 180 grados y la palanca bajará presionando la bomba. Si el sensor no detecta tu mano, puedes colocarlo más cerca de la salida de gel. También puedes incrementar la sensibilidad modificando el código de Arduino, para ello incrementa el valor de UMBRAL. Si el dispensador se activa sin acercar la mano, tal vez recibe luz infrarroja de otra fuente (por ejemplo la luz del sol). Coloca el dispensador en otro lugar o disminuye la sensibilidad, para ello baja el valor de UMBRAL.

Mantente sano.