Construye un dispensador inteligente de gel hidroalcohólico con Arduino - Guía DIY

Componentes y suministros

Componente	Cantidad
Arduino Nano R3	1
Sensor ultrasónico HC-SR04 (SparkFun)	1
Cables puente Hembra/Hembra	1
Servo robot MAKERFACTORY MF-06	1
Gel hidroalcohólico / desinfectante de manos	1
Accesorio, tornillo	1
Caja de plástico, caja de proyecto	1
Cable de cobre estañado, sólido	1
Piezas electrónicas UTSOURCE	1

Herramientas y máquinas necesarias

• Pistola de silicona caliente (genérica)

Aplicaciones y servicios en línea

• Arduino IDE

Sobre este proyecto

En el escenario actual de brote global, la OMS (Organización Mundial de la Salud) aconseja mantener hábitos saludables de lavado de manos y sanitización, pero el problema principal es la forma en que lo hacemos, es decir, mediante contacto físico con el frasco, lo cual anula el propósito. En este tutorial, aprenderemos cómo hacer un dispensador de jabón o gel hidroalcohólico basado en Arduino.

Suministros

Electrónica:

• Arduino Nano (o cualquier Arduino)
• Sensor ultrasónico (HC-SR04)
• Motor servo (preferiblemente con engranajes metálicos)
• Cables puente (hembra a hembra)

Herramientas:

• Pistola de silicona caliente
• Computadora o portátil

Miscelánea:

• Frotación de manos a base de alcohol o desinfectante. (Lo más importante)
• Tornillo autorroscante (1 ud)
• Cable de cobre 0,8 mm (0,5 metros)
• Contenedor de plástico (que quepa todo cómodamente dentro)
• Material de papelería (rotulador y regla)

Paso 1: Ver el vídeo

Paso 2: Seleccionar el líquido

Lo primero y más importante que necesitaremos para esta construcción es Frotación de manos a base de alcohol o Gel desinfectante o Jabón de manos como sugiere la OMS. Encuentra más información aquí.

Para esta construcción, es muy importante conseguir el tipo correcto de dispensador, ya que solo estamos haciendo el dispensador y no imprimiendo todo el mecanismo, necesitaremos alcohol o gel en dispensador o botella de tipo pulsador.

Paso 3: Selección de componentes

Sensor:

Necesitaremos un sensor para detectar nuestra proximidad o presencia, que actuará básicamente como un interruptor sin contacto o trigger para este sistema. Tenemos dos opciones: podemos usar un módulo sensor IR, o un módulo sensor ultrasónico. Podemos usar el módulo sensor IR, 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 de 2 cm de rango, y una opción ligeramente más cara, pero usaremos el Sensor Ultrasónico para este tutorial, para mejor precisión.

Motores:

Para el movimiento o para procesar la Salida, podríamos necesitar una bomba, un motor, o algún componente electrónico que convierta la señal eléctrica en desplazamiento mecánico del gel hidroalcohólico a través del dispensador. La mejor opción sería usar un motor servo con engranajes metálicos para máximo torque. Evitaremos usar microbombas, ya que deben insertarse en el contenedor, lo que crea un punto vulnerable de contención. Así que usar un mecanismo externo con ayuda de un servo sería una elección sabia.

Microcontrolador:

Para esta construcción del proyecto, necesitaremos un Microcontrolador para controlar la Entrada y Salida, para Calcular la distancia o detectar el Trigger del Sensor y Procesar la Salida en forma de Barrido del Servo en nuestro Ejemplo, para lo cual podemos usar cualquier Arduino, lo que facilita ajustar parámetros, afinar salidas, así que puedes usar cualquier Arduino, usaremos Arduino Nano para nuestro caso.

Paso 4: Entender la mecánica

Entendamos el Arreglo Mecánico antes de empezar a construirlo. Necesitaremos un mecanismo que cree una fuerza para empujar la boquilla hacia abajo y dispensar el líquido. Como usamos un motor servo, que proporciona movimiento circular, por sí solo no puede crear una fuerza hacia abajo, necesitaremos algún tipo de arreglo mecánico para lograrlo. Usaremos un mecanismo de polea para fijar un extremo y convertir la fuerza rotacional en empuje, podemos hacerlo usando Cable de Cobre para crear un vector de fuerza hacia abajo para la transmisión. Lo que básicamente hace es convertir la fuerza circular del Servo en un vector de fuerza que actúa hacia abajo, para simular el empuje. Pero todo esto suena complicado, así que ejecutemos esta tarea poco a poco, siguiendo los siguientes pasos.

Paso 5: Conexiones

¡Las conexiones para esta construcción son muy simples!

Sensor a Arduino:

• Trigger a D10
• Echo a D11
• Vcc a Vcc
• Gnd a Gnd

Servo a Arduino:

• Señal a D9
• Vcc a Vin
• Gnd a Gnd

(puedes consultar este post para conceptos básicos y funcionamiento del sensor ultrasónico, también echa un vistazo a www.utsource.net para componentes)

Paso 6: Fijar servo a la base

El primer paso en el arreglo mecánico es fijar el motor servo a una superficie rígida dentro de la caja, usando silicona caliente.

(Ten cuidado al usar la silicona caliente)

Paso 7: Pasar el cable de cobre por el brazo del servo

Pasa el Cable de Cobre por el motor Servo usando los orificios del Brazo de Fijación, pásalo al menos por 2 orificios para asegurar que se logra la tensión adecuada. Usar un brazo de fijación circular sería una mejor opción, ya que el recto puede engancharse dentro del recinto.

Paso 8: Añadir trozo de barra de silicona con agujero en el medio

Corta un trozo de Barra de Silicona de unos 2 cm de largo y haz un agujero en el medio, pasa el cable de cobre por el trozo de barra de silicona, lo que ayudará a aumentar la superficie en el punto de contacto.

Paso 9: Tornillo final

Fija el segundo extremo del cable a otra superficie rígida (cara opuesta al motor servo), usando un Tornillo Autorroscante o un clavo aquí sería una buena elección ya que nos permitirá ajustar la tensión o retirar la botella para recarga.

Paso 10: Subir el código

En teoría nuestra idea suena perfecta, programemos este Arduino y probemos nuestra idea en el mundo real.

El código es muy simple de entender, usamos la librería servo, y definimos configuraciones básicas y variables, el código principal es tal que calcula la distancia en centímetros y si la distancia es menor a 10 cm el servo motor realiza un barrido para liberar el líquido.

Puedes encontrar la Librería para Servo aquí.

Hay algunas actualizaciones en el código, por favor encuentra el código aquí:
https://minov.in/diy-hand-sanitizer-dispenser-using-arduino/

El código está adjunto en este Paso (a veces copiar el código de arriba no funciona, así que por favor descárgalo desde https://minov.in/diy-hand-sanitizer-dispenser-using-arduino/)

Paso 11: Pruebas

Una vez subido nuestro código, sería buena práctica Probar este proyecto antes de completar el recinto.

En esta prueba podemos ver claramente cuando nuestra mano se coloca sobre el sensor y la distancia del ultrasónico cae por debajo de 10 cm, el servo motor se activa y se dispensa el gel hidroalcohólico.

Una vez que el proyecto funciona correctamente, ¡podemos pasar al siguiente paso!

Paso 12: Completar el recinto

Una vez que nuestro proyecto parece funcionar, es hora de completar el recinto.

Sigue los pasos para completarlo:

• Mide las dimensiones para el Sensor Ultrasónico y los agujeros para la Botella.
• Haz una ranura para el Cable de cobre con espacio extra para el movimiento.
• Marca todos los agujeros de corte.
• Usa cuchilla afilada o taladro para hacer los agujeros.
• Fija todo con la ayuda de silicona caliente.

¡Y finalmente este proyecto cobra vida!

Paso 13: ¡Todo listo!

¡Finalmente este proyecto está hecho!

Paso 14: ¡Por favor dona!

La mayoría de las piezas usadas en este proyecto estarían a mano de muchos de ustedes, así que les pido a todos que hagan este proyecto y lo donen a Hospitales o a cualquier persona necesitada. Personalmente estoy donando este proyecto a trabajadores esenciales. ¡Comparte este video con todos tus amigos ingenieros y empecemos un movimiento! Haz este proyecto, etiquétanos en Instagram usando el id @officialmissioncritical. ¡Es hora de contribuir a la comunidad y mostrar el poder de nuestra Comunidad Arduino para luchar contra este Problema Global!

(No necesitamos dinero, solo necesitamos que ustedes donen cualquier tipo de proyecto innovador que ayude a combatir la causa)

Código

GitHub

Librería Servo: https://github.com/arduino-libraries/Servo

Esquemas

Archivo de esquema Fritzing: connections_5YWkDyQBo4.fzz