Схема бездротового комутатора за допомогою ldr та cd4017

Ви коли-небудь відчували шок, торкнувшись перемикача? Як правило, цього не відбувається, але іноді фізичний контакт з вимикачами може бути небезпечним. Але що, якщо перемикач стає бездротовим, і вам не потрібно натискати жодну кнопку для ввімкнення та вимкнення побутової техніки. Отже, сьогодні ми будуємо просту схему бездротових комутаторів, в якій немає необхідності фізичного контакту з комутатором, достатньо взяти його руку за перемикач, і він вмикає / вимикає світло.

У цьому проекті ми збираємося показати вам, як зробити бездротову схему за допомогою LDR, LM741op-amp IC і 4017 IC лічильника десятиліття. Коли ви вперше берете руку за LDR, світло вмикається, а коли ви берете руку за LDR вдруге, світло вимикається. Ми знаємо, що опір LDR зменшується, коли на нього падає світло, тому, коли ми покриваємо LDR чимось, його опір збільшується, і це вплине на напругу в LDR. Цю зміну напруги відчуває Op-amp 741, і це, в свою чергу, контролюватиме вихід IC 4017, який підключений до світла змінного струму через модуль реле. Отже, кожного разу, коли ми покриваємо LDR рукою, він або вмикається, або вимикається від навантаження змінного струму. Далі в цій статті пояснюється робота.

Необхідний матеріал

• Операційний підсилювач IC LM741
• 4017 Лічильник десятиліття IC
• Модуль реле 5v
• LDR (світлозалежний резистор)
• Цибулина
• Потенціометр (10k)
• Резистор (10k)
• Конденсатор (22 мкФ)
• Підключення проводів
• Акумулятор 9v

Кругова діаграма

OP-підсилювач IC LM741

Операційний підсилювач LM741 - це електронний підсилювач напруги з високим коефіцієнтом підсилення, що має постійний струм. Це невеликий чіп, що має 8 висновків. Операційний підсилювач IC використовується як компаратор, який порівнює два сигнали - інвертуючий та неінвертуючий сигнал. В Op-amp IC 741 PIN2 - це інвертуючий вхідний термінал, а PIN3 - неінвертуючий вхідний термінал. Вихідним штифтом цієї мікросхеми є PIN6. Основна функція цієї мікросхеми - виконувати математичну операцію в різних схемах.

Коли напруга на неінвертуючому вході (+) вище напруги на інвертуючому вході (-), тоді вихід компаратора є високим. І якщо напруга інвертуючого входу (-) вище, ніж неінвертуючий кінець (+), то вихідний сигнал НИЗКИЙ. У цій бездротовій комутаційній схемі LM741 використовується для подачі імпульсу від низького до високого тактового частоти до IC 4017 для кожного разу, коли людина проходить рукою по LDR. Дізнайтеся більше про Op-amp 741 тут.

Схема контактів LM741

Конфігурація контактів LM741

ПІН-код НІ.	Опис PIN-коду
1	Зсув нульовий
2	Інвертуючий (-) вхідний термінал
3	неінвертуючий (+) вхідний термінал
4	живлення негативної напруги (-VCC)
5	зміщення нуль
6	Висновок вихідної напруги
7	Позитивна напруга (+ VCC)
8	не під'єднано

Лічильник десятиліття IC 4017

4017 IC - це десятковий чіп CMOS. Він може виробляти вихід на 10 висновків (Q0 - Q9) послідовно, це означає, що він виробляє висновок по одному на 10 вихідних висновках. Цей вихід контролюється імпульсом від НИЗЬКОГО до ВИСОКОГО значення на PIN 14 (спрацьовування позитивного фронту). Спочатку вихід на Q0 (PIN 3) є ВИСОКИМ, потім з кожним тактовим імпульсом виводиться на наступний PIN. Як один тактовий імпульс робить Q0 LOW і Q1 HIGH, а потім наступний тактовий імпульс робить Q1 LOW і Q2 HIGH тощо. Після Q9 він знову почнеться з Q0. Таким чином, він створює послідовне УВІМКНЕННЯ та ВИМКНЕННЯ всіх 10 ВИХІДНИХ ПІН-кодів.

У цьому бездротовому комутаторі ми використовували 4017 IC, щоб зафіксувати вихід на одному штифті, коли ми передаємо LDR. Пройдіть через схеми CD4017, щоб дізнатись більше про цю мікросхему. І ось одне просте застосування тумблера для розуміння роботи 4017 для фіксації виводу.

Діаграма штифтів

Конфігурація контактів IC 4017

ПІН-код НІ.	Ім'я PIN	Опис PIN-коду
1	Q5	Вихід 5: Піднімається високо за 5 тактових імпульсів
2	Q1	Вихід 1: Піднімається високо за 1 тактовий імпульс
3	Q0	Вихід 0: На початку йде високий - 0 тактовий імпульс
4	Q2	Вихід 2: Високий рівень за 2 тактові імпульси
5	Q6	Вихід 6: Піднімається високо за 6 тактових імпульсів
6	Q7	Вихід 7: Піднімається високо за 7-годинний імпульс
7	Q3	Вихід 3: Піднімається високо за 3 тактові імпульси
8	GND	Заземлений PIN-код
9	Q8	Вихід 8: Підвищується за 8 тактових імпульсів
10	Q4	Вихід 4: Піднімається високо за 4 тактові імпульси
11	Q9	Вихід 9: Високий рівень за 9 тактових імпульсів
12	CO –Здійснити	Використовується для каскадування ще 4017 ІС, щоб зробити його підрахунком до 20, він ділиться на 10 вихідних PIN
13	ГОДИННИК гальмують	Штифт для активації годинника слід тримати НИЗЬКИМ, якщо ВИСОКИЙ заморозить вихід.
14	ГОДИННИК	Годинник, для послідовного ВИСОКОГО вихідних штифтів від PIN 3 ДО PIN 11
15	СКИНУТИ	Активний високий штифт, повинен бути НИЗКИМ для нормальної роботи, встановлення ВИСОКОГО скине ІС (лише Штифт 3 залишається ВИСОКИМ)
16	VDD	PIN-код джерела живлення (5-12v)

Як працює схема бездротового комутатора?

Спочатку індикатор змінного струму залишатиметься увімкненим, оскільки ми підключили реле до виводу Q0 4017, і Q0 буде за замовчуванням високим у 4017 IC. Тепер, коли хтось спочатку пропускає руку над LDR або покриває її чимось, тоді її опір збільшується, і згідно з Правилом дільника напруги, напруга на Pin3 LM741 стає вище, ніж Pin2, і це робить вихідний Pin 6 операційного підсилювача 741 ВИСОКО. Вихід Op-підсилювача підключений до тактового PIN-коду 14 лічильника IC 4017 Десятиліття. Коли вихід OP-підсилювача стає ВИСОКИМ, він видає імпульс НИЗЬКОГО ВИСОКОГО частоти до 4017 IC, що робить вихід PIN3 (або Q0) IC 4017 Low і вихідний Pin 2 (або Q10) високий, що вимикає світлопідключений на Q0. Тепер світло залишається у вимкненому стані до наступного тактового імпульсу, який буде генеруватися, коли ми знову поставимо руку на LDR.

Вихід LM741 залишається високим лише до тих пір, поки ми не покриємо світло над LDR, як тільки ми знімемо руку, вихідний штифт 6 LM741 знову стане низьким. Але це не впливає на зафіксований вихід 4017, оскільки IC 4017 зміщує свій вихід на наступний висновок лише тоді, коли він отримує низький до високого імпульсу. Тож на це не вплине імпульс від високого до низького, який генерується, коли вихід LM741 переходить від високого до низького.

Тепер, коли ми знову передаємо руку через LDR, вихід операційного підсилювача знову стає високим, а IC 4017 знову отримує імпульс від низького до високого, який перетворює Q1 з ВИСОКОГО на НИЗКИЙ і робить Q2 (Pin 4) високим. Тепер ось фокус, ми подали високий вихід Q2 на скидаючий штифт 15 IC4017, який скидає мікросхему і переводить мікросхему в режим за замовчуванням, де Q0 буде високим. Тож знову світло ввімкнеться з високим Q0.

Щоб запобігти неправильній поведінці або усунути помилку підрахунку імпульсів через обмежуючий ефект, ми використали схему RC, використовуючи конденсатор 22uf і 10k резистора на Clock PIN 14 4017 IC, що допомагає йому підраховувати лише один імпульс при кожному проходженні руки над LDR.