- Απαιτούμενο υλικό
- Διάγραμμα κυκλώματος
- OP-amp IC LM741
- Δεκαετία Counter IC 4017
- Πώς λειτουργεί το Wireless Switch Circuit;
Έχετε νιώσει ποτέ σοκ αγγίζοντας το διακόπτη; Δεν συμβαίνει γενικά, αλλά μερικές φορές η φυσική επαφή με διακόπτες μπορεί να είναι επικίνδυνη. Τι γίνεται όμως αν ο διακόπτης γίνει ασύρματος και δεν χρειάζεται να πατήσετε καθόλου κουμπί για να ενεργοποιήσετε ή να απενεργοποιήσετε τις οικιακές συσκευές σας. Έτσι, σήμερα χτίζουμε ένα απλό ασύρματο κύκλωμα διακόπτη στο οποίο δεν υπάρχει ανάγκη φυσικής επαφής με το διακόπτη, απλώς πρέπει να πάρει το χέρι του πάνω από το διακόπτη και ανάβει / σβήνει το φως.
Σε αυτό το έργο, θα σας δείξουμε πώς να φτιάξετε ένα ασύρματο κύκλωμα χρησιμοποιώντας LDR, LM741op-amp IC και 4017 δεκαετία μετρητή IC. Όταν παίρνετε το χέρι σας πάνω από το LDR για πρώτη φορά, το φως θα ανάψει και όταν θα πάρετε το χέρι σας πάνω από το LDR για δεύτερη φορά το φως θα σβήσει. Γνωρίζουμε ότι η αντίσταση του LDR μειώνεται όταν πέφτει φως σε αυτό, οπότε όταν καλύπτουμε το LDR με κάτι, η αντίστασή του θα αυξηθεί και αυτό θα επηρεάσει την Τάση στο LDR. Αυτή η αλλαγή στην τάση ανιχνεύεται από το Op-amp 741 και αυτό με τη σειρά του θα ελέγχει την έξοδο IC 4017 που συνδέεται με το φως AC μέσω της μονάδας ρελέ Έτσι, κάθε φορά που καλύπτουμε το LDR με το χέρι μας, θα ενεργοποιείται ή θα απενεργοποιείται το φορτίο AC. Η εργασία εξηγείται παρακάτω σε αυτό το άρθρο.
Απαιτούμενο υλικό
- Op-amp IC LM741
- 4017 Δεκαετία μετρητή IC
- Μονάδα ρελέ 5v
- LDR (Φωτιστική Αντίσταση)
- Βολβός
- Ποτενσιόμετρο (10k)
- Αντίσταση (10k)
- Πυκνωτής (22uf)
- Σύνδεση καλωδίων
- Μπαταρία 9v
Διάγραμμα κυκλώματος
OP-amp IC LM741
Ο λειτουργικός ενισχυτής LM741 είναι ένας ηλεκτρονικός ενισχυτής υψηλής τάσης συνδεδεμένος με DC. Είναι ένα μικρό τσιπ που έχει 8 ακίδες. Ένας λειτουργικός ενισχυτής IC χρησιμοποιείται ως συγκριτής που συγκρίνει τα δύο σήματα, το σήμα αντιστροφής και μη αντιστροφής. Στο Op-amp IC 741 το PIN2 είναι ένα τερματικό εισόδου αναστροφής και το PIN3 είναι ένα τερματικό εισόδου μη αναστροφής. Ο ακροδέκτης εξόδου αυτού του IC είναι PIN6. Η κύρια λειτουργία αυτού του IC είναι να κάνει τη μαθηματική λειτουργία σε διάφορα κυκλώματα.
Όταν η τάση στην είσοδο μη αναστροφής (+) είναι υψηλότερη από την τάση στην είσοδο αναστροφής (-), τότε η έξοδος του συγκριτή είναι υψηλή. Και εάν η τάση της εισόδου αναστροφής (-) είναι υψηλότερη από το άκρο που δεν αντιστρέφει (+), τότε η έξοδος είναι χαμηλή. Σε αυτό το ασύρματο κύκλωμα διακόπτη, το LM741 χρησιμοποιείται για την παροχή παλμού χαμηλού έως υψηλού ρολογιού στο IC 4017, για κάθε φορά που κάποιος περνάει ένα χέρι πάνω από το LDR. Μάθετε περισσότερα για το Op-amp 741 εδώ.
Διάγραμμα καρφιτσών του LM741
Διαμόρφωση καρφίτσας του LM741
PIN αριθ. |
Περιγραφή PIN |
1 |
Μηδενική αντιστάθμιση |
2 |
Τερματικό εισόδου αναστροφής (-) |
3 |
τερματικό εισόδου χωρίς αναστροφή (+) |
4 |
παροχή αρνητικής τάσης (-VCC) |
5 |
αντιστάθμιση μηδέν |
6 |
Καρφίτσα τάσης εξόδου |
7 |
παροχή θετικής τάσης (+ VCC) |
8 |
μη συνδεδεμένο |
Δεκαετία Counter IC 4017
Το 4017 IC είναι ένα τσιπ CMOS δεκαετίας. Μπορεί να παράγει έξοδο στις 10 ακίδες (Q0 - Q9) διαδοχικά, σημαίνει ότι παράγει έξοδο μία προς μία στις 10 ακίδες εξόδου. Αυτή η έξοδος ελέγχεται από έναν παλμό ρολογιού LOW έως HIGH στο PIN 14 (ενεργοποίηση θετικής ακμής). Αρχικά, η έξοδος στο Q0 (PIN 3) είναι ΥΨΗΛΗ και μετά με κάθε παλμό ρολογιού, η έξοδος προχωρά στον επόμενο PIN. Όπως ένας παλμός ρολογιού κάνει το Q0 LOW και Q1 HIGH, και στη συνέχεια ο επόμενος παλμός ρολογιού κάνει το Q1 LOW και Q2 HIGH, και ούτω καθεξής. Μετά το Q9, θα ξεκινήσει ξανά από το Q0. Έτσι δημιουργεί διαδοχικά ON και OFF και των 10 PIN OUTPUT.
Σε αυτόν τον ασύρματο διακόπτη, χρησιμοποιήσαμε το 4017 IC για να στερεώσουμε την έξοδο σε έναν πείρο όταν περνάμε το LDR παράδοσης. Περιηγηθείτε στα κυκλώματα CD4017 για να μάθετε περισσότερα σχετικά με αυτό το IC. Και εδώ είναι μια απλή εφαρμογή του διακόπτη Toggle για να κατανοήσουμε τη λειτουργία του 4017 για να κλειδώσετε την έξοδο.
Διάγραμμα καρφιτσών
Καρφίτσωμα διαμόρφωσης IC 4017
PIN αριθ. |
Όνομα PIN |
Περιγραφή PIN |
1 |
Ε5 |
Έξοδος 5: Πηγαίνει ψηλά σε παλμό 5 ρολογιών |
2 |
Ε1 |
Έξοδος 1: Πηγαίνει ψηλά σε παλμό 1 ρολογιού |
3 |
Ε0 |
Έξοδος 0: Πηγαίνει ψηλά στην αρχή - 0 παλμός ρολογιού |
4 |
Ε2 |
Έξοδος 2: Πηγαίνει ψηλά σε παλμό 2 ρολογιών |
5 |
Ε6 |
Έξοδος 6: Πηγαίνει ψηλά σε παλμό 6 ρολογιών |
6 |
Ε7 |
Έξοδος 7: Πηγαίνει ψηλά σε παλμό 7 ρολογιών |
7 |
Ε3 |
Έξοδος 3: Πηγαίνει ψηλά σε παλμό 3 ρολογιών |
8 |
GND |
PIN γείωσης |
9 |
Ε8 |
Έξοδος 8: Πηγαίνει ψηλά σε παλμό 8 ρολογιών |
10 |
Ε4 |
Έξοδος 4: Πηγαίνει ψηλά σε παλμό 4 ρολογιών |
11 |
Ε9 |
Έξοδος 9: Πηγαίνει ψηλά σε παλμό 9 ρολογιών |
12 |
CO - Εκτελέστε |
Χρησιμοποιείται για να εναλλάσσει ένα άλλο 4017 IC για να το μετρήσει έως και 20, διαιρείται με 10 έξοδο PIN |
13 |
CLOCK αναστέλλει |
Ρολόι ενεργοποίησης καρφίτσα, πρέπει να διατηρείται ΧΑΜΗΛΗ, διατηρώντας ΥΨΗΛΟ θα παγώσει την έξοδο. |
14 |
ΡΟΛΟΪ |
Είσοδος ρολογιού, για διαδοχικά ΥΨΗΛΑ τις ακίδες εξόδου από το PIN 3 έως το PIN 11 |
15 |
ΕΠΑΝΑΦΟΡΑ |
Η ενεργή υψηλή ακίδα, πρέπει να είναι χαμηλή για κανονική λειτουργία, η ρύθμιση HIGH θα επαναφέρει το IC (μόνο το Pin 3 παραμένει HIGH) |
16 |
VDD |
ΡΙΝ τροφοδοσίας (5-12v) |
Πώς λειτουργεί το Wireless Switch Circuit;
Αρχικά το φως AC θα παραμείνει σε κατάσταση ΟΝ καθώς έχουμε συνδέσει το Ρελέ με ακροδέκτη Q0 του 4017 και το Q0 θα είναι υψηλό από προεπιλογή στο 4017 IC. Τώρα, όταν κάποιος περάσει πρώτα το χέρι πάνω από το LDR ή το καλύψει με κάτι, τότε η αντίστασή του αυξάνεται και σύμφωνα με τον κανόνα Voltage Divider Rule, η τάση στο Pin3 του LM741 γίνεται υψηλότερη από το Pin2 και αυτό κάνει την έξοδο Pin 6 του op-amp 741 ΥΨΗΛΟΣ. Η έξοδος του Op-amp συνδέεται με το Ρολόι PIN 14 του μετρητή Decade IC 4017. Καθώς η έξοδος του OP-amp γίνεται HIGH, δίνει παλμό ρολογιού LOW to HIGH στο 4017 IC, το οποίο κάνει την έξοδο PIN3 (ή Q0) IC 4017 Χαμηλή και υψηλή έξοδος Pin 2 (ή Q10), η οποία απενεργοποιεί το Φωςσυνδεδεμένο στο Q0. Τώρα το φως παραμένει σε κατάσταση OFF μέχρι τον επόμενο παλμό ρολογιού, ο οποίος θα δημιουργηθεί όταν βάλουμε ξανά το LDR.
Η έξοδος του LM741 παραμένει υψηλή μόνο μέχρι να καλύψουμε το φως πάνω από το LDR, μόλις αφαιρέσουμε το χέρι, η έξοδος Pin 6 του LM741 μειώνεται ξανά. Αλλά αυτό δεν επηρεάζει την μανδαλωμένη έξοδο του 4017, καθώς το IC 4017 μετατοπίζει την έξοδο του μόνο στον επόμενο πείρο όταν λαμβάνει χαμηλό σε υψηλό παλμό. Επομένως, δεν θα επηρεαστεί με παλμό Υψηλό έως χαμηλό, που παράγεται όταν η έξοδος του LM741 πηγαίνει υψηλή σε χαμηλή.
Τώρα, όταν περάσουμε ξανά το χέρι μας πάνω από το LDR, η έξοδος op-amp πάει πάλι Υψηλή και το IC 4017 λαμβάνει πάλι έναν παλμό ρολογιού Χαμηλού προς Υψηλό που μετατρέπει το Q1 από HIGH σε LOW και κάνει το Q2 (Pin 4) ψηλό. Τώρα εδώ είναι το τέχνασμα, έχουμε τροφοδοτήσει την υψηλή έξοδο του Q2 στον ακροδέκτη επαναφοράς 15 του IC4017, ο οποίος επαναφέρει το IC και θέτει το IC σε προεπιλεγμένη λειτουργία όπου το Q0 θα είναι υψηλό. Έτσι και πάλι το φως θα ανάψει με Q0 υψηλό.
Για να αποφευχθεί η κακή συμπεριφορά ή να αφαιρεθεί το σφάλμα κατά τη μέτρηση του παλμού λόγω του οριακού αποτελέσματος, χρησιμοποιήσαμε το κύκλωμα RC χρησιμοποιώντας τον πυκνωτή της αντίστασης 22uf και 10k στο Ρολόι PIN 14 του 4017 IC, το οποίο το βοηθά να μετρά μόνο έναν παλμό κάθε φορά που περνάει το χέρι πάνω από το LDR.