- Nødvendigt materiale
- Kredsløbsdiagram
- OP-forstærker IC LM741
- Tiårstæller IC 4017
- Hvordan fungerer det trådløse switch-kredsløb?
Har du nogensinde haft et chok ved at røre ved kontakten? Det sker normalt ikke, men nogle gange kan fysisk kontakt med afbrydere være farlig. Men hvad nu hvis kontakten bliver trådløs, og du slet ikke behøver at trykke på en knap for at tænde eller slukke for dine husholdningsapparater. Så i dag bygger vi et simpelt trådløst switch- kredsløb, hvor der ikke er behov for fysisk kontakt med kontakten, bare en skal tage hånden over kontakten, og den tænder / slukker for lyset.
I dette projekt skal vi vise dig, hvordan du opretter et trådløst kredsløb ved hjælp af LDR, LM741op-amp IC og 4017 årtæller IC. Når du tager din hånd over LDR første gang, tændes lyset, og når du tager din hånd over LDR anden gang slukkes lyset. Vi ved, at modstand fra LDR falder, når lys falder på det, så når vi dækker LDR med noget, vil dets modstand øges, og dette vil påvirke spændingen ved LDR. Denne ændring i spænding registreres af Op-amp 741, og dette vil igen styre IC 4017- udgang, der er forbundet til AC-lyset via relæmodul. Så hver gang vi dækker LDR med vores hånd, tænder eller slukker den for AC-belastningen. Arbejdet forklares nærmere nedenfor i denne artikel.
Nødvendigt materiale
- Op-amp IC LM741
- 4017 Tiårtæller IC
- 5v relæmodul
- LDR (lysafhængig modstand)
- Pære
- Potentiometer (10k)
- Modstand (10k)
- Kondensator (22uf)
- Tilslutning af ledninger
- Batteri 9v
Kredsløbsdiagram
OP-forstærker IC LM741
LM741 operationel forstærker er en DC-koblet elektronisk spændingsforstærker med høj forstærkning. Det er en lille chip med 8 ben. En operationel forstærker IC anvendes som en komparator, der sammenligner det to signal, det inverterende og ikke-inverterende signal. I Op-amp IC 741 er PIN2 en inverterende indgangsterminal og PIN3 er ikke-inverterende indgangsterminal. Udgangsstiften på denne IC er PIN6. Hovedfunktionen ved denne IC er at udføre den matematiske operation i forskellige kredsløb.
Når spændingen ved ikke-inverterende indgang (+) er højere end spændingen ved inverterende indgang (-), er udgangen fra komparatoren høj. Og hvis spændingen for inverterende input (-) er højere end den ikke-inverterende ende (+), så er output lav. I dette trådløse switch-kredsløb bruges LM741 til at levere lav til høj urpuls til IC 4017 for hver gang, når man sender en hånd over LDR. Lær mere om Op-amp 741 her.
Pin diagram af LM741
Pin-konfiguration af LM741
|
PIN-NR. |
PIN-beskrivelse |
|
1 |
Offset null |
|
2 |
Inverterende (-) indgangsterminal |
|
3 |
ikke-inverterende (+) indgangsterminal |
|
4 |
negativ spændingsforsyning (-VCC) |
|
5 |
offset null |
|
6 |
Udgangsspændingsstift |
|
7 |
positiv spændingsforsyning (+ VCC) |
|
8 |
ikke forbundet |
Tiårstæller IC 4017
4017 IC er en CMOS-tællerchip. Det kan producere output ved de 10 ben (Q0 - Q9) i rækkefølge, hvilket betyder, at det producerer output en efter en ved de 10 outputben. Denne udgang styres af en LAV til HØJ-impuls ved PIN 14 (positiv kantudløsning). Først er output ved Q0 (PIN 3) HØJ, derefter går fremgang med hver urpuls til den næste PIN. Ligesom en urimpuls gør Q0 LAV og Q1 HØJ, og derefter gør den næste urpuls Q1 LAV og Q2 HØJ osv. Efter Q9 starter den fra Q0 igen. Så det opretter sekventiel ON og OFF for alle de 10 OUTPUT PIN-koder.
I denne trådløse switch har vi brugt 4017 IC til at fastgøre output til en pin, når vi sender hånden over LDR. Gå gennem CD4017 kredsløb for at lære mere om denne IC. Og her er en simpel anvendelse af vippekontakten for at forstå, hvordan 4017 fungerer for at låse output.
Pin diagram
Pin-konfiguration af IC 4017
|
PIN-NR. |
PIN-kode |
PIN-beskrivelse |
|
1 |
Q5 |
Output 5: Går højt i 5-puls |
|
2 |
Q1 |
Output 1: Går højt i 1 urpuls |
|
3 |
Q0 |
Output 0: Går højt i starten - 0 urpuls |
|
4 |
Q2 |
Output 2: Går højt i 2-urs puls |
|
5 |
Q6 |
Output 6: Går højt i 6-urs puls |
|
6 |
Q7 |
Output 7: Går højt i 7-urspuls |
|
7 |
Q3 |
Output 3: Går højt i 3-puls |
|
8 |
GND |
Jord-PIN |
|
9 |
Q8 |
Output 8: Går højt i 8-urs puls |
|
10 |
Q4 |
Output 4: Går højt i 4-urs puls |
|
11 |
Q9 |
Output 9: Går højt i 9-urs puls |
|
12 |
CO –Fortsæt |
Brugt til at kaskade en anden 4017 IC for at få den til at tælle op til 20, divideres den med 10 output-PIN |
|
13 |
UR-hæmning |
Uraktiverende pin, skal holdes LAV, ved at holde HIGH fryses output. |
|
14 |
UR |
Urindgang, til sekventielt HØJ outputstifter fra PIN 3 TIL PIN 11 |
|
15 |
NULSTIL |
Aktiv høj pin, skal være LAV ved normal drift, indstilling HIGH nulstiller IC (kun Pin 3 forbliver HIGH) |
|
16 |
VDD |
Strømforsyning PIN (5-12v) |
Hvordan fungerer det trådløse switch-kredsløb?
Oprindeligt forbliver vekselstrømslys i tændt tilstand, da vi har tilsluttet relæ til Q0-pin på 4017, og Q0 vil som standard være høj i 4017 IC. Nu når nogen først sender hånden over LDR eller dækker den med noget, bliver dens modstand øget, og ifølge spændingsdelerreglen bliver spændingen ved Pin3 i LM741 højere end Pin2, og det gør output Pin 6 fra op-amp 741 HØJ. Outputtet fra Op-amp er tilsluttet Clock PIN 14 i Decade counter IC 4017. Da output fra OP-amp bliver HIGH, giver det en LOW to HIGH clock puls til 4017 IC, hvilket gør output PIN3 (eller Q0) af IC 4017 Lav og output Pin 2 (eller Q10) høj, som slukker for lysettilsluttet ved Q0. Nu forbliver lyset i OFF-tilstand indtil næste urimpuls, som genereres, når vi igen lægger hånden over LDR.
Outputtet fra LM741 forbliver kun højt, indtil vi dækker lyset over LDR, så snart vi fjerner hånden, bliver output Pin 6 på LM741 lav igen. Men dette påvirker ikke det låste output på 4017, da IC 4017 kun skifter sin output til den næste pin, når den modtager Lav til høj puls. Så det påvirkes ikke med høj til lav puls, genereret når output fra LM741 går højt til lavt.
Nu når vi igen videregiver hånden over LDR, går op-amp output igen højt, og IC 4017 modtager igen en lav til høj urpuls, som vender Q1 fra HIGH til LOW og gør Q2 (Pin 4) høj. Her er tricket, vi har fodret Q2's høje output til reset-pin 15 i IC4017, som nulstiller IC og sætter IC i standardtilstand, hvor Q0 vil være høj. Så igen tændes lyset med Q0 høj.
For at forhindre, at det opfører sig forkert eller fjerner fejl ved tælling af puls på grund af afgrænsningseffekt, har vi brugt RC-kredsløb ved hjælp af kondensatoren på 22uf og 10k modstand ved Clock PIN 14 af 4017 IC, hvilket hjælper det med kun at tælle en puls på hver gang hånden går over LDR.