Obwód przełącznika bezprzewodowego wykorzystujący LDR i CD4017

Czy kiedykolwiek poczułeś szok, dotykając przełącznika? Na ogół tak się nie dzieje, ale czasami fizyczny kontakt z przełącznikami może być niebezpieczny. Ale co, jeśli przełącznik stanie się bezprzewodowy i nie będziesz musiał naciskać żadnego przycisku, aby włączyć lub wyłączyć urządzenia domowe. Więc dzisiaj budujemy Prosty Obwód Bezprzewodowego Przełącznika, w którym nie ma potrzeby fizycznego kontaktu z wyłącznikiem, wystarczy chwycić go ręką za włącznik i włącza / wyłącza światło.

W tym projekcie pokażemy, jak wykonać obwód bezprzewodowy za pomocą LDR, układu scalonego wzmacniacza LM741 i układu scalonego licznika dekad 4017. Kiedy po raz pierwszy weźmiesz dłoń nad LDR, światło włączy się, a gdy weźmiesz dłoń nad LDR po raz drugi, zgaśnie. Wiemy, że rezystancja LDR maleje, gdy pada na niego światło, więc gdy pokryjemy LDR czymś, jego rezystancja wzrośnie, a to wpłynie na napięcie na LDR. Ta zmiana napięcia jest wykrywana przez wzmacniacz operacyjny 741, a to z kolei steruje wyjściem IC 4017, które jest podłączone do światła AC przez moduł przekaźnika. Tak więc za każdym razem, gdy zakrywamy LDR ręką, włącza lub wyłącza obciążenie AC. Praca jest wyjaśniona poniżej w tym artykule.

Wymagany materiał

• Układ scalony wzmacniacza operacyjnego LM741
• 4017 Licznik dekad IC
• Moduł przekaźnika 5v
• LDR (rezystor zależny od światła)
• Żarówka
• Potencjometr (10k)
• Rezystor (10k)
• Kondensator (22 uf)
• Przewody łączące
• Bateria 9v

Schemat obwodu

Układ scalony wzmacniacza operacyjnego LM741

Wzmacniacz operacyjny LM741 jest sprzężonym z prądem stałym elektronicznym wzmacniaczem napięcia o dużym wzmocnieniu. To mały chip z 8 pinami. Układ scalony wzmacniacza operacyjnego służy jako komparator, który porównuje dwa sygnały, sygnał odwracający i nieodwracający. We wzmacniaczu operacyjnym IC 741 PIN2 jest odwracającym zaciskiem wejściowym, a PIN3 jest nieodwracającym zaciskiem wejściowym. Pin wyjściowy tego układu scalonego to PIN6. Główną funkcją tego układu scalonego jest wykonywanie operacji matematycznych w różnych obwodach.

Gdy napięcie na wejściu nieodwracającym (+) jest wyższe niż napięcie na wejściu odwracającym (-), to na wyjściu komparatora jest stan wysoki. A jeśli napięcie na wejściu odwracającym (-) jest wyższe niż na końcu nieodwracającym (+), to na wyjściu jest LOW. W tym bezprzewodowym obwodzie przełącznika LM741 jest używany do dostarczania impulsu zegara od niskiego do wysokiego do IC 4017, za każdym razem, gdy podaje się rękę nad LDR. Dowiedz się więcej o wzmacniaczu operacyjnym 741 tutaj.

Schemat pinów LM741

Konfiguracja pinów LM741

PIN NR.	Opis kodu PIN
1	Przesunięcie zerowe
2	Zacisk wejściowy odwracający (-)
3	nieodwracający (+) zacisk wejściowy
4	ujemne napięcie zasilania (-VCC)
5	offset null
6	Pin napięcia wyjściowego
7	dodatnie napięcie zasilania (+ VCC)
8	nie połączony

Licznik dekad IC 4017

4017 IC to układ licznika dekad CMOS. Może generować sygnał wyjściowy na 10 pinach (Q0 - Q9) sekwencyjnie, co oznacza, że ​​generuje sygnał wyjściowy jeden po drugim na 10 pinach wyjściowych. Wyjście to jest sterowane impulsem zegarowym od LOW do HIGH na PIN 14 (wyzwalanie zboczem dodatnim). Początkowo wyjście na Q0 (PIN 3) jest WYSOKIE, a następnie z każdym impulsem zegarowym wyjście przechodzi do następnego PINu. Podobnie jak jeden impuls zegara powoduje, że Q0 LOW i Q1 HIGH, a następny impuls zegara powoduje, że Q1 LOW i Q2 HIGH, i tak dalej. Po Q9 znowu zacznie się od Q0. Więc tworzy sekwencyjne WŁĄCZANIE i WYŁĄCZANIE wszystkich 10 PINÓW WYJŚCIOWYCH.

W tym przełączniku bezprzewodowym zastosowaliśmy układ scalony 4017 do zatrzaśnięcia wyjścia do jednego pinu, gdy przekazujemy rękę przez LDR. Przejdź przez obwody CD4017, aby dowiedzieć się więcej o tym układzie scalonym. A oto jedno proste zastosowanie przełącznika Toggle, aby zrozumieć działanie 4017 w celu zablokowania wyjścia.

Schemat pinów

Konfiguracja pinów IC 4017

PIN NR.	Nazwa PIN	Opis kodu PIN
1	Pytanie 5	Wyjście 5: Zwiększa się w 5 impulsach zegara
2	Q1	Wyjście 1: Zwiększa się w 1 impulsie zegarowym
3	Q0	Wyjście 0: Na początku osiąga stan wysoki - 0 impulsów zegarowych
4	Q2	Wyjście 2: przechodzi w stan wysoki w 2 impulsach zegarowych
5	Pytanie 6	Wyjście 6: Zwiększa się w 6 impulsach zegara
6	P7	Wyjście 7: Zwiększa się w impulsie 7-zegarowym
7	Pytanie 3	Wyjście 3: Zwiększa się w 3 impulsach zegarowych
8	GND	Naziemny PIN
9	Pytanie 8	Wyjście 8: przechodzi w stan wysoki w 8 impulsach zegara
10	Q4	Wyjście 4: Zwiększa się w 4 impulsach zegarowych
11	P9	Wyjście 9: Zwiększa się w 9 impulsach zegara
12	CO - Wykonaj	Służy do kaskadowania kolejnego układu scalonego 4017, aby liczyć do 20, jest dzielony przez 10 wyjściowych PIN
13	Blokada ZEGARA	Pin włączania zegara powinien być NISKI, utrzymanie WYSOKIEGO spowoduje zamrożenie wyjścia.
14	ZEGAR	Wejście zegarowe, dla sekwencyjnego WYSOKIEGO pinów wyjściowych od PIN 3 DO PIN 11
15	RESETOWANIE	Aktywny wysoki pin, powinien być NISKI dla normalnej pracy, ustawienie WYSOKIE zresetuje układ scalony (tylko pin 3 pozostanie WYSOKI)
16	VDD	PIN zasilania (5-12 v)

Jak działa obwód przełącznika bezprzewodowego?

Początkowo światło AC pozostanie w stanie WŁĄCZENIA, ponieważ podłączyliśmy przekaźnik do styku Q0 4017, a Q0 będzie domyślnie wysoki w 4017 IC. Teraz, gdy ktoś najpierw przesunie rękę nad LDR lub przykryje go czymś, wtedy jego rezystancja wzrośnie i zgodnie z regułą dzielnika napięcia napięcie na Pin3 LM741 staje się wyższe niż Pin2, a to sprawia, że ​​pin 6 wyjścia wzmacniacza operacyjnego 741 WYSOKI. Wyjście wzmacniacza operacyjnego jest podłączone do PIN 14 zegara licznika dekad IC 4017. Gdy wyjście wzmacniacza operacyjnego staje się WYSOKIE, daje impuls zegarowy od NISKIEGO do WYSOKIEGO do 4017 IC, co powoduje, że wyjście PIN3 (lub Q0) IC 4017 Niski i wyjściowy Pin 2 (lub Q10) wysoki, który wyłącza Światłopodłączony w Q0. Teraz światło pozostaje wyłączone aż do następnego impulsu zegarowego, który zostanie wygenerowany, gdy ponownie przełożymy wskazówkę na LDR.

Wyjście LM741 pozostaje wysokie tylko do momentu zasłonięcia światła przez LDR, gdy tylko usuniemy rękę, wyjście Pin 6 LM741 ponownie stanie się niskie. Ale to nie wpływa na zatrzaśnięte wyjście 4017, ponieważ IC 4017 przesuwa swoje wyjście na następny pin tylko wtedy, gdy otrzymuje impuls z niskiego na wysoki. Więc nie będzie to miało wpływu na impulsy od wysokiego do niskiego, generowane, gdy wyjście LM741 przechodzi od wysokiego do niskiego.

Teraz, kiedy ponownie przekażemy rękę nad LDR, wyjście wzmacniacza operacyjnego ponownie przechodzi w stan wysoki, a IC 4017 ponownie otrzymuje impuls zegara z niskiego na wysoki, który zmienia Q1 z WYSOKIEGO na NISKI i powoduje, że Q2 (styk 4) jest wysoki. Oto sztuczka, podaliśmy wysoki sygnał wyjściowy Q2 do styku resetowania 15 IC4017, który resetuje układ scalony i przełącza układ w tryb domyślny, w którym Q0 będzie wysoki. Więc znowu światło włączy się z wysokim Q0.

Aby zapobiec niewłaściwemu działaniu lub usunięciu błędu zliczania impulsu z powodu efektu ograniczającego, zastosowaliśmy obwód RC wykorzystujący kondensator 22 uf i 10k rezystor na PIN 14 zegara 4017 IC, co pomaga mu zliczać tylko jeden impuls za każdym razem, gdy przechodzi ręka nad LDR.