מבין האוטומטים שסוגרים עלינו מכל עבר, יש כמה שממש אפשר להצדיק: בשירותים ציבוריים, למשל, יש היגיון רב בברזים, מתקני סבון ומייבשי ידיים שמופעלים על ידי חיישנים. באופן בלתי נמנע, הגאדג'טים האלה מחלחלים גם אל הבתים הפרטיים. בואו נראה איך אחד מהם עובד – מתקן לסבון נוזלי.
המתקן שבתמונות מופעל בארבע סוללות AA רגילות, כך שהוא אינו זקוק לחיבור לתשתית החשמל. מתקינים אותו בהברגה לקיר וממלאים את הסבון במיכל עם המכסה הכהה. בזמן פעולה, חיישן אינפרה-אדום בצד התחתון מזהה את היד של המשתמש מטווח של עד 10 ס"מ (לפי הבטחות היצרן) והמכשיר מדליק אור אדום קטן ומזליף כמות מדודה של סבון. הפעולה הזו מתבצעת פעם אחת בלבד: כדי לקבל עוד סבון צריך להרחיק את היד ואז לשים אותה שוב מתחת לחיישן – הגיוני למניעת בזבוז. כעת, בואו נראה איך כל זה מתבצע מאחורי הקלעים.
החיישן עצמו הוא סטנדרטי למדי – LED אינפרה-אדום, ולצדו פוטו-טרנזיסטור שמגיב לאור באותו התדר. מחיצת פלסטיק קטנה בין השניים מבטיחה שה-LED לא יפעיל את הטרנזיסטור ישירות, אלא רק אם האור יוחזר מעצם קרוב יחסית שנמצא מול השניים – היד של המשתמש, כמובן. בהסתכלות דרך מצלמה דיגיטלית, שמציגה את האינפרה-אדום כאור סגול בהיר, קל לראות שה-LED של החיישן מהבהב במהירות. בחינה מדויקת קצת יותר באמצעות סקופ העלתה שה-LED מופעל למשך פרקי זמן קצרצרים, כ-12.5 פעמים בשנייה. מן הסתם, המיקרו-בקר ששולט במערכת ישן בין הבהוב להבהוב ומאריך כך את משך החיים של הסוללות.
כשמתגלה החזר אור מתחיל החלק המעניין – הוצאת הסבון. זה לא סתם "ברז חשמלי": הסבון הנוזלי סמיך מכדי שיירד בקלות דרך חור קטן כל כך בעזרת כוח המשיכה בלבד. מבין כל האפשרויות לבצע שאיבה אקטיבית, מתכנני המתקן הזה בחרו בפתרון מעניין: תנועה סיבובית של מנוע DC פשוט מתורגמת, בתיווך גיר כלשהו, לתנועה פנימה-והחוצה של בוכנה. בקצה הצילינדר ישנם ככל הנראה – קשה לראות בעין בלי להרוס את המערכת – שסתומי גומי שמאפשרים לבוכנה לשאוב סבון מלמעלה ולדחוף אותו כלפי מטה, אך לא בכיוון ההפוך. מיקרו-סוויץ' קטן במיקום אסטרטגי, ליד בסיס הטלטל, מזהה השלמה של סיבוב אחד וכך המיקרו-בקר יודע מתי להפסיק את הפעולה.
המיקרו-בקר עצמו הוא מדגם לא מזוהה – בוודאי איזשהו דגם סיני זול לצריבה חד-פעמית – והוא ממוקם על PCB בעל שכבה יחידה. על הלוח יש גם רכיב עם הכיתוב "7136-1", שעזר לזהות אותו בתור מייצב מתח חלש למדי (עד 30mA בלבד). הוא אחראי להמיר את המתח מהסוללות (6V, שמתאים ומועבר ישירות למנוע) ל-3.6V עבור האלקטרוניקה העדינה. למה דווקא 3.6 ולא 3.3 הנפוץ והמקובל יותר? קשה לדעת, אולי סתם היה במבצע. בנוסף יש על הלוח כמה רכיבים פשוטים – נגדים, קבלים, טרנזיסטורים וכו' – וקונקטור אחד ארוך שדרכו עוברים כל החוטים מכל האלמנטים במתקן.
מתוך סקרנות, בדקתי מה קורה אם אני יוצר "כשל" במיקרו-סוויץ', כלומר לוחץ עליו ברציפות, או מנתק את החוטים כך ששום לחיצה לא תיקלט במיקרו-בקר. להפתעתי הסתבר שהמתכננים חשבו על האפשרות הזו וטרחו לכלול אותה בקוד: בשני המקרים המערכת עוצרת בעצמה את תנועת הבוכנה אחרי פרק זמן מקביל לשלוש-ארבע פעולות רגילות. הדיספנסר יוציא יותר סבון מהרגיל, אבל לא ירוקן את המיכל בלי שליטה וגם לא ישאיר את המשתמש בלי כלום.
בדקתי גם אם אפשר לגרום למתקן לפעול בעזרת שלט רחוק רגיל של מוצר אחר. התשובה, לפחות בבדיקה שטחית, שלילית: אולי הפוטו-טרנזיסטור רגיש לתדר פחות-סטנדרטי ומאוד ספציפי (לא סביר), ואולי המיקרו-בקר בודק את הקלט גם כשה-LED לא מאיר, למשל במחצית הזמן שבין הארה להארה, ומוודא ככה שהתגובה היא באמת לאור שבשליטתו ולא למשהו חיצוני לא רלוונטי.
לסיכום, כיאה למוצר זול ופשוט, האלקטרוניקה שבדיספנסר בסיסית (שלא לומר מינימליסטית), אך עושה את העבודה היטב ובלי התחכמויות מיותרות. אין שם הרבה חלקים מעניינים ל"שחיטה", ועם זאת אפשר בהחלט לקחת את המנגנון בשלמותו ולהפוך אותו לצעצוע מעניין לילדים. או להתקין את הדיספנסר כמו שהוא ליד הכיור, גם זו אופציה… 🙂
מעניין תודה.