スイッチに触れてショックを感じたことはありますか?通常は発生しませんが、スイッチとの物理的な接触が危険な場合があります。しかし、スイッチがワイヤレスになり、家電製品のオンとオフを切り替えるためにボタンをまったく押す必要がない場合はどうでしょうか。そのため、今日は、スイッチと物理的に接触する必要がなく、スイッチを1人でかざすだけで、ライトがオン/オフになるシンプルなワイヤレススイッチ 回路を構築しています。
このプロジェクトでは、LDR、LM741op-amp IC、4017ディケードカウンターICを使用して無線回路を作成する方法を紹介します。初めてLDRに手をかざすとライトが点灯し、2回目にLDRに手をかざすとライトが消えます。LDRに光が当たると抵抗が減少することがわかっているので、LDRを何かで覆うと抵抗が増加し、これがLDRの電圧に影響します。この電圧の変化はオペアンプ741によって感知され、リレーモジュールを介してACライトに接続されているIC4017出力を制御します。したがって、LDRを手で覆うたびに、AC負荷がオンまたはオフになります。この記事では、作業についてさらに詳しく説明します。
必要な材料
- オペアンプICLM741
- 4017ディケイドカウンターIC
- 5vリレーモジュール
- LDR(光依存型レジスター)
- バルブ
- ポテンショメータ(10k)
- 抵抗器(10k)
- コンデンサ(22uf)
- 接続線
- バッテリー9v
回路図
オペアンプICLM741
LM741オペアンプ は、DC結合された高利得電子電圧増幅器です。8ピンの小さなチップです。オペアンプICは、反転信号と非反転信号の2つの信号を比較するコンパレータとして使用されます。 オペアンプ IC741では、PIN2は反転入力端子であり、PIN3は非反転入力端子です。このICの出力ピンはPIN6です。このICの主な機能は、さまざまな回路で数学演算を実行することです。
非反転入力(+)の電圧が反転入力(-)の電圧よりも高い場合、コンパレータの出力はHighになります。また、反転入力の電圧(-)が非反転端(+)よりも高い場合、出力はLOWになります。このワイヤレススイッチ回路では、LM741を使用して、LDRに手を渡すたびに、IC4017に低から高のクロックパルスを供給します。オペアンプ741の詳細については、こちらをご覧ください。
LM741のピン配列
LM741のピン配置
PIN番号 |
PINの説明 |
1 |
オフセットヌル |
2 |
反転(-)入力端子 |
3 |
非反転(+)入力端子 |
4 |
負電圧供給(-VCC) |
5 |
オフセットヌル |
6 |
出力電圧ピン |
7 |
正電圧供給(+ VCC) |
8 |
接続されていません |
ディケイドカウンターIC4017
4017ICはCMOSディケードカウンターチップです。 10ピン(Q0〜Q9)で順次出力を生成できます。つまり、10個の出力ピンで1つずつ出力を生成します。この出力は、PIN 14のLOWからHIGHのクロックパルスによって制御されます(ポジティブエッジトリガー)。最初、Q0(PIN 3)での出力はHIGHであり、次に各クロックパルスで、出力は次のPINに進みます。たとえば、1つのクロックパルスでQ0がLOWとQ1がHIGHになり、次のクロックパルスでQ1がLOWとQ2がHIGHになります。 Q9以降はQ0から再開します。したがって、10個の出力PINすべてのオンとオフを順番に作成します。
このワイヤレススイッチでは、4017 ICを使用して、ハンドをLDRに渡すときに出力を1つのピンにラッチします。このICの詳細については、CD4017回路を参照してください。そして、これは、出力をラッチする4017の動作を理解するためのトグルスイッチの1つの簡単なアプリケーションです。
ピンダイアグラム
IC4017のピン配置
PIN番号 |
PIN名 |
PINの説明 |
1 |
Q5 |
出力5:5クロックパルスでハイになります |
2 |
Q1 |
出力1:1クロックパルスでハイになります |
3 |
Q0 |
出力0:最初にハイになります–0クロックパルス |
4 |
Q2 |
出力2:2クロックパルスでハイになります |
5 |
Q6 |
出力6:6クロックパルスでハイになります |
6 |
Q7 |
出力7:7クロックパルスでハイになります |
7 |
Q3 |
出力3:3クロックパルスでハイになります |
8 |
GND |
グラウンドPIN |
9 |
Q8 |
出力8:8クロックパルスでハイになります |
10 |
Q4 |
出力4:4クロックパルスでハイになります |
11 |
Q9 |
出力9:9クロックパルスでハイになります |
12 |
CO –実行する |
別の4017ICをカスケード接続して最大20までカウントするために使用され、10個の出力PINで除算されます |
13 |
クロック禁止 |
クロックイネーブルピンはLOWに保つ必要があり、HIGHに保つと出力がフリーズします。 |
14 |
時計 |
クロック入力、PIN3からPIN11への出力ピンを順次HIGHにするため |
15 |
リセット |
アクティブハイピン。通常の動作ではLOWである必要があります。HIGHに設定するとICがリセットされます(ピン3のみがHIGHのままです)。 |
16 |
VDD |
電源PIN(5-12v) |
ワイヤレススイッチ回路はどのように機能しますか?
リレーを4017のQ0ピンに接続しているため、最初はACライトはオン状態のままであり、4017ICではデフォルトでQ0がハイになります。ここで、誰かが最初に手をLDRにかざすか、何かで覆うと、その抵抗が増加し、分圧器の規則に従って、LM741のピン3の電圧がピン2よりも高くなり、オペアンプ741の出力ピン6になります。高い。オペアンプの出力は、ディケイドカウンタIC 4017のクロックPIN14に接続されています。オペアンプの出力がHIGHになると、4017 ICにLOWからHIGHのクロックパルスが供給され、出力PIN3(またはQ0)が生成されます。 IC 4017のロー、出力ピン2(またはQ10)のハイ、ライトをオフにしますQ0で接続されています。これで、ライトは次のクロックパルスまでオフ状態のままになります。次のクロックパルスは、再びLDRにハンドオーバーしたときに生成されます。
LM741の出力は、LDRでライトをカバーするまでハイのままです。手を離すとすぐに、LM741の出力ピン6が再びローになります。ただし、IC 4017はLowからHighのパルスを受信したときにのみ出力を次のピンにシフトするため、これは4017のラッチ出力には影響しません。したがって、LM741の出力がハイからローになったときに生成されるハイからローのパルスの影響を受けません。
ここで、再びLDRに手を渡すと、オペアンプの出力が再びHighになり、IC 4017は再びLowからHighのクロックパルスを受信して、Q1をHIGHからLOWに変え、Q2(ピン4)をHighにします。ここにトリックがあります。Q2のハイ出力をIC4017のリセットピン15に供給しました。これにより、ICがリセットされ、Q0がハイになるデフォルトモードになります。したがって、再びライトはQ0が高い状態でオンになります。
バウンディング効果によるパルスカウントの誤動作やエラーを防ぐために、4017ICのクロックピン14に22ufのコンデンサと10k抵抗を使用したRC回路を使用しました。これにより、手が通過するたびに1つのパルスのみをカウントできます。 LDRを介して。