您曾经通过触摸开关感到电击吗?通常不会发生这种情况,但是有时与交换机进行物理接触可能很危险。但是,如果开关是无线的,而您根本不需要按任何按钮来打开或关闭家用电器,该怎么办?因此,今天我们正在构建一个简单的无线开关 电路,该电路不需要与开关进行物理接触,只需要一个人将他的手放在开关上,它便可以打开/关闭灯。
在这个项目中,我们将向您展示如何使用LDR,LM741op-amp IC和4017十年计数器IC制造无线电路。第一次将手移到LDR上时,指示灯将亮起;当第二次将手移到LDR上时,指示灯将熄灭。我们知道LDR的电阻会随着光线的照射而降低,因此当我们用某种东西覆盖LDR时,其电阻会增加,这会影响LDR的电压。电压变化由运算放大器741感测到,这将依次控制IC 4017的输出,该输出通过继电器模块连接到AC灯。因此,每次我们用手遮盖LDR时,它都会打开或关闭AC负载。本文下面将对工作进行进一步说明。
所需材料
- 运算放大器IC LM741
- 4017十年计数器IC
- 5v继电器模块
- LDR(光敏电阻)
- 灯泡
- 电位计(10k)
- 电阻(10k)
- 电容器(22uf)
- 连接线
- 电池9v
电路原理图
运算放大器IC LM741
LM741运算放大器 是直流耦合的高增益电子电压放大器。这是一个只有8个引脚的小芯片。运算放大器IC用作比较器,用于比较反相信号和同相信号这两个信号。 在运算放大器IC 741中, PIN2是反相输入端子,而PIN3是同相输入端子。该IC的输出引脚为PIN6。该IC的主要功能是在各种电路中进行数学运算。
当同相输入(+)上的电压高于反相输入(-)上的电压时,比较器的输出为高。并且如果反相输入(-)的电压高于同相端(+),则输出为LOW。在此无线开关电路中,每当有人将LDR移交给LDR时,LM741就会向IC 4017提供低至高时钟脉冲。在此处了解有关运放741的更多信息。
LM741的引脚图
LM741的引脚配置
PIN码 |
PIN码说明 |
1个 |
偏移量为null |
2 |
反相(-)输入端子 |
3 |
同相(+)输入端子 |
4 |
负电源(-VCC) |
5 |
偏移量null |
6 |
输出电压引脚 |
7 |
正电源(+ VCC) |
8 |
未连接 |
十年计数器IC 4017
4017 IC是CMOS十进制计数器芯片。它可以依次在10个引脚(Q0-Q9)上产生输出,这意味着它在10个输出引脚上一个接一个地产生输出。该输出由PIN 14上的低至高时钟脉冲控制(正沿触发)。首先,Q0(PIN 3)的输出为高电平,然后在每个时钟脉冲的情况下,输出前进至下一个PIN。就像一个时钟脉冲使Q0低电平和Q1高电平,然后下一个时钟脉冲使Q1低电平和Q2高电平,依此类推。 Q9之后,它将再次从Q0开始。因此,它将创建所有10个OUTPUT PIN的顺序ON和OFF。
在此无线开关中,当我们通过移交LDR时,我们使用4017 IC将输出锁存到一个引脚。浏览CD4017电路以了解有关此IC的更多信息。这是一个简单的Toggle开关应用程序,用于了解4017锁存输出的工作。
引脚图
IC 4017的引脚配置
PIN码 |
密码名称 |
PIN码说明 |
1个 |
Q5 |
输出5:在5个时钟脉冲内变高 |
2 |
Q1 |
输出1:在1个时钟脉冲内变高 |
3 |
Q0 |
输出0:在开始时变高– 0时钟脉冲 |
4 |
Q2 |
输出2:在2个时钟脉冲内变高 |
5 |
Q6 |
输出6:在6个时钟脉冲内变高 |
6 |
Q7 |
输出7:在7时钟脉冲中变高 |
7 |
Q3 |
输出3:在3个时钟脉冲内变高 |
8 |
地线 |
接地PIN |
9 |
Q8 |
输出8:在8个时钟脉冲中变高 |
10 |
Q4 |
输出4:在4个时钟脉冲内变高 |
11 |
Q9 |
输出9:在9个时钟脉冲内变高 |
12 |
CO –进行 |
用于级联另一个4017 IC,使其计数高达20,除以10个输出PIN |
13 |
时钟抑制 |
时钟使能引脚应保持低电平,保持高电平将冻结输出。 |
14 |
时钟 |
时钟输入,用于将引脚3至引脚11的输出引脚顺序为高电平 |
15 |
重启 |
高电平有效引脚,对于正常工作应为低电平,设置为高电平将复位IC(仅引脚3保持高电平) |
16 |
VDD |
电源PIN(5-12v) |
无线开关电路如何工作?
最初,当我们将继电器连接到4017的Q0引脚时,交流灯将保持开启状态,默认情况下,4017 IC中的Q0将为高电平。现在,当有人首先将手移过LDR或用某种东西覆盖LDR时,其电阻会增加,并且根据分压器规则,LM741的Pin3处的电压变得高于Pin2,这使得运算放大器741的输出Pin 6高。运算放大器的输出连接到十年计数器IC 4017的时钟PIN14。随着运算放大器的输出变为高电平,它向4017 IC提供低电平到高电平的时钟脉冲,从而使输出PIN3(或Q0) IC 4017低电平并且输出引脚2(或Q10)为高电平,从而关闭了灯连接在Q0。现在,光保持关闭状态,直到下一个时钟脉冲为止,当我们再次将移交LDR移入该时钟脉冲时将产生该脉冲。
直到我们将光覆盖在LDR上,LM741的输出才保持高电平,一旦我们松开手,LM741的输出引脚6就会再次变为低电平。但这不会影响4017的锁存输出,因为IC 4017仅在收到低电平到高电平脉冲时才将其输出移至下一个引脚。因此,当LM741的输出由高到低时产生的高到低脉冲不会受到影响。
现在,当我们再次移交LDR时,运算放大器输出再次变为高电平,并且IC 4017再次接收从低电平到高电平的时钟脉冲,这将Q1从高电平变为低电平,并使Q2(引脚4)变为高电平。现在这是技巧,我们将Q2的高输出馈送到IC4017的复位引脚15,该引脚复位IC并将IC置于Q0为高的默认模式。因此,当Q0为高电平时,灯将再次点亮。
为了防止其因边界效应而出现异常或消除计数脉冲中的误差,我们在4017 IC的时钟PIN 14处使用了使用22uf电容器和10k电阻器的RC电路,这有助于它在每只手经过时仅计数一个脉冲在LDR上。