Bezdrátový spínací obvod využívající ldr a cd4017

Už jste někdy cítili šok dotykem spínače? Obvykle se to nestává, ale někdy může být fyzický kontakt se spínači nebezpečný. Ale co když je přepínač bezdrátový a pro zapnutí nebo vypnutí domácích spotřebičů nemusíte stisknout vůbec žádné tlačítko. Takže dnes budujeme jednoduchý bezdrátový spínací obvod, ve kterém není nutný fyzický kontakt se spínačem, stačí, když jeden vezme ruku přes spínač a rozsvítí ON / OFF světlo.

V tomto projektu vám ukážeme, jak vytvořit bezdrátový obvod pomocí LDR, LM741op-amp IC a 4017 dekády IC. Když poprvé vezmete ruku nad LDR, rozsvítí se světlo a když podruhé vezmete ruku nad LDR, světlo zhasne. Víme, že odpor LDR klesá, když na něj dopadá světlo, takže když něčím zakryjeme LDR, jeho odpor se zvýší a to ovlivní napětí na LDR. Tato změna napětí je snímána operačním zesilovačem 741 a ten bude zase řídit výstup IC 4017, který je připojen k AC světlu přes reléový modul. Takže pokaždé, když zakryjeme LDR rukou, zapne nebo vypne zátěž střídavého proudu. Práce je vysvětlena dále v tomto článku.

Potřebný materiál

• Operační zesilovač IC LM741
• Počítadlo dekády 4017 IC
• 5v reléový modul
• LDR (Light Dependent Resistor)
• Žárovka
• Potenciometr (10k)
• Rezistor (10k)
• Kondenzátor (22uf)
• Připojovací vodiče
• Baterie 9v

Kruhový diagram

OP-zesilovač IC LM741

Operační zesilovač LM741 je stejnosměrný elektronický zesilovač vysokého zisku s vysokým ziskem. Je to malý čip s 8 piny. Jako komparátor se používá operační zesilovač IC, který porovnává dva signály, invertující a neinvertující signál. V operačním zesilovači IC 741 je PIN2 invertující vstupní terminál a PIN3 je neinvertující vstupní terminál. Výstupní pin tohoto IC je PIN6. Hlavní funkcí tohoto IC je provádět matematické operace v různých obvodech.

Pokud je napětí na neinvertujícím vstupu (+) vyšší než napětí na invertujícím vstupu (-), pak je výstup komparátoru vysoký. A pokud je napětí invertujícího vstupu (-) vyšší než neinvertující konec (+), pak je výstup LOW. V tomto bezdrátovém spínacím obvodu se LM741 používá k poskytování nízkého až vysokého taktovacího impulzu pro IC 4017, pokaždé, když člověk projde rukou po LDR. Další informace o operačním zesilovači 741 najdete zde.

Kolíkové schéma LM741

Konfigurace kolíku LM741

PIN Č.	Popis PIN
1	Offset null
2	Invertující (-) vstupní svorka
3	neinvertující (+) vstupní svorka
4	záporné napětí (-VCC)
5	offset null
6	Pin výstupního napětí
7	kladné napětí (+ VCC)
8	Nepřipojený

Počítadlo dekády IC 4017

4017 IC je čip dekády čítače CMOS. Může produkovat výstup na 10 pinech (Q0 - Q9) postupně, což znamená, že produkuje jeden po druhém na 10 výstupních pinech. Tento výstup je řízen hodinovým impulzem LOW až HIGH na PIN 14 (spuštění pozitivní hrany). Nejprve je výstup na Q0 (PIN 3) VYSOKÝ, poté s každým hodinovým pulsem výstup postupuje na další PIN. Jako jeden hodinový pulz činí Q0 LOW a Q1 HIGH a pak další hodinový pulz činí Q1 LOW a Q2 HIGH atd. Po Q9 to začne znovu od Q0. Vytvoří tedy postupné ZAPNUTÍ a VYPNUTÍ všech 10 VÝSTUPNÍCH PINů.

V tomto bezdrátovém přepínači jsme použili 4017 IC k zablokování výstupu na jeden pin, když předáme ruku přes LDR. Projděte si obvody CD4017 a dozvíte se více o tomto IC. A tady je jedna jednoduchá aplikace přepínače Toggle pro pochopení fungování 4017 pro zablokování výstupu.

Pinový diagram

Konfigurace kolíků IC 4017

PIN Č.	Název PIN	Popis PIN
1	Q5	Výstup 5: Jde vysoko za 5 hodinového pulzu
2	Q1	Výstup 1: Jde vysoko za 1 hodinový puls
3	Q0	Výstup 0: Na začátku jde vysoko - 0 hodinový pulz
4	Q2	Výstup 2: Vysoký ve 2 taktovacích pulzech
5	Q6	Výstup 6: Jde vysoko za 6 hodinových pulsů
6	Q7	Výstup 7: Vysoký v 7hodinovém pulzu
7	Q3	Výstup 3: Jde vysoko za 3 hodinové pulsy
8	GND	Pozemní PIN
9	Q8	Výstup 8: Jde vysoko za 8 hodinového pulzu
10	Q4	Výstup 4: Jde vysoko za 4 hodinové pulsy
11	Q9	Výstup 9: Jde vysoko za 9 hodinového pulzu
12	CO - Proveďte	Slouží k kaskádě dalších 4017 IC, aby bylo možné počítat až 20, je rozdělen 10 výstupními PIN
13	Blokování hodin	Pin pro aktivaci hodin by měl být udržován NÍZKÝ, udržováním VYSOKÉ zmrazíte výstup.
14	HODINY	Hodinový vstup, pro postupné VYSOKÉ výstupní piny od PIN 3 DO PIN 11
15	RESETOVAT	Aktivní vysoký kolík, měl by být LOW pro normální provoz, nastavení HIGH resetuje IC (pouze Pin 3 zůstane HIGH)
16	VDD	PIN napájení (5-12 V)

Jak funguje bezdrátový spínací obvod?

Zpočátku střídavé světlo zůstane v zapnutém stavu, protože jsme připojili relé k pinu Q0 4017 a Q0 bude ve výchozím nastavení vysoká v 4017 IC. Nyní, když někdo nejprve předá ruku přes LDR nebo ji něčím zakryje, pak se zvýší jeho odpor a podle pravidla pro dělení napětí se napětí na Pin3 LM741 zvýší na Pin2, a to způsobí, že výstupní Pin 6 op-amp 741 VYSOKÝ. Výstup operačního zesilovače je připojen k hodinovému PINu 14 dekádového čítače IC 4017. Jakmile se výstup OP-zesilovače stane HIGH, dává hodinový pulz LOW až HIGH na 4017 IC, což způsobí, že výstup PIN3 (nebo Q0) IC 4017 Low a výstupní Pin 2 (nebo Q10) vysoký, což vypíná světlopřipojeno v Q0. Nyní světlo zůstane ve stavu VYPNUTO až do dalšího hodinového impulzu, který se vygeneruje, když opět přiložíme ruku k LDR.

Výstup LM741 zůstává vysoký pouze do doby, než zakryjeme světlo nad LDR, jakmile odstraníme ruku, výstupní pin 6 LM741 se opět sníží. To však nemá vliv na blokovaný výstup 4017, protože IC 4017 posune svůj výstup pouze na další pin, když obdrží nízký až vysoký impuls. Nebude to tedy ovlivněno pulzem s vysokou až nízkou hodnotou generovanou, když výstup LM741 poklesne.

Nyní, když znovu předáme ruku nad LDR, výstup op-zesilovače opět stoupne na vysoký a IC 4017 opět obdrží hodinový impuls Low to High, který změní Q1 z HIGH na LOW a zvýší Q2 (Pin 4). Tady je trik, vysoký výkon Q2 jsme přiváděli do resetovacího kolíku 15 IC4017, který resetuje IC a přepne IC do výchozího režimu, kde Q0 bude vysoká. Light se tedy znovu zapne s vysokou Q0.

Abychom zabránili jeho nesprávnému chování nebo odstranili chybu v počítání impulzů kvůli omezujícímu efektu, použili jsme RC obvod pomocí kondenzátoru 22uf a 10k rezistoru na Clock PIN 14 4017 IC, což mu pomáhá počítat pouze jeden puls při každém průchodu rukou přes LDR.