如何使用LDR和CD4017制作無(wú)線網(wǎng)絡(luò)

您是否曾經(jīng)因觸摸開(kāi)關(guān)而感到震驚？它通常不會(huì)發(fā)生，但有時(shí)與開(kāi)關(guān)的物理接觸可能是危險(xiǎn)的。但是，如果開(kāi)關(guān)是無(wú)線的，并且您根本不需要按任何按鈕即可打開(kāi)或關(guān)閉家用電器怎么辦？所以今天我們正在構(gòu)建一個(gè)簡(jiǎn)單的無(wú)線開(kāi)關(guān)電路，其中不需要與開(kāi)關(guān)進(jìn)行物理接觸，只需將手放在開(kāi)關(guān)上，它就會(huì)打開(kāi)/關(guān)閉燈。

在本項(xiàng)目中，我們將向您展示如何使用LDR，LM741運(yùn)算放大器IC和4017十進(jìn)制計(jì)數(shù)器IC制作無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)您第一次將手放在 LDR 上時(shí)，燈將亮起，當(dāng)您第二次將手放在 LDR 上時(shí)，燈將熄滅。我們知道，當(dāng)光線落在LDR上時(shí)，LDR的電阻會(huì)降低，因此當(dāng)我們用某些東西覆蓋LDR時(shí)，它的電阻會(huì)增加，這將影響LDR的電壓。這種電壓變化由運(yùn)算放大器 741感應(yīng)，進(jìn)而控制通過(guò)繼電器模塊連接到交流燈的IC 4017輸出。因此，每次我們用手蓋住LDR時(shí)，它都會(huì)打開(kāi)或關(guān)閉交流負(fù)載。本文下面將進(jìn)一步解釋工作。

所需材料

運(yùn)算放大器集成電路 LM741

4017 十年計(jì)數(shù)器 IC

5v 繼電器模塊

LDR （光相關(guān)電阻）

燈泡

電位器 （10k）

電阻器 （10k）

電容器 （22uf）

連接線

電池 9v

電路圖

運(yùn)算放大器集成電路 LM741

LM741運(yùn)算放大器是一款直流耦合高增益電子電壓放大器。這是一個(gè)有8個(gè)引腳的小芯片。運(yùn)算放大器IC用作比較器，用于比較兩個(gè)信號(hào)，即反相和同相信號(hào)。在運(yùn)算放大器 IC 741 中PIN2是反相輸入端子，PIN3是同相輸入端子。該IC的輸出引腳為PIN6。該IC的主要功能是在各種電路中進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算。

當(dāng)同相輸入（+）的電壓高于反相輸入（-）的電壓時(shí)，比較器的輸出為高電平。如果反相輸入（-）的電壓高于同相端（+），則輸出為低電平。在此無(wú)線開(kāi)關(guān)電路中，LM741 用于向 IC 4017 提供低到高時(shí)鐘脈沖，用于每次將手遞過(guò) LDR 時(shí)。在此處了解有關(guān)運(yùn)算放大器 741 的更多信息。

LM741 的引腳圖

LM741 的引腳配置

十進(jìn)制計(jì)數(shù)器 IC 4017

4017 IC是一款CMOS十進(jìn)制計(jì)數(shù)器芯片。它可以按順序在 10 個(gè)引腳 （Q0 – Q9） 上產(chǎn)生輸出，這意味著它可以在 10 個(gè)輸出引腳上逐個(gè)產(chǎn)生輸出。該輸出由引腳 14 的低至高時(shí)鐘脈沖控制（正邊沿觸發(fā)）。首先，Q0 （引腳 3） 處的輸出為高電平，然后隨著每個(gè)時(shí)鐘脈沖，輸出前進(jìn)到下一個(gè)引腳。就像一個(gè)時(shí)鐘脈沖使Q0低電平和Q1高電平，然后下一個(gè)時(shí)鐘脈沖使Q1低電平和Q2高電平，依此類推。在Q9之后，它將再次從Q0開(kāi)始。因此，它為所有 10 個(gè)輸出引腳創(chuàng)建順序 ON 和 OFF。

在此無(wú)線開(kāi)關(guān)中，我們使用4017 IC將輸出鎖存到一個(gè)引腳，當(dāng)我們通過(guò)LDR時(shí)。瀏覽CD4017電路以了解有關(guān)此IC的更多信息。這是撥動(dòng)開(kāi)關(guān)的一個(gè)簡(jiǎn)單應(yīng)用程序，用于了解 4017 鎖存輸出的工作。

引腳圖

IC 4017 的引腳配置

無(wú)線開(kāi)關(guān)電路如何工作？

最初，交流燈將保持ON狀態(tài)，因?yàn)槲覀円褜⒗^電器連接到4017的Q0引腳，并且在4017 IC中Q0默認(rèn)為高電平?，F(xiàn)在，當(dāng)有人首先將手越過(guò)LDR或用東西覆蓋它時(shí)，它的電阻會(huì)增加，根據(jù)分壓器規(guī)則，LM741引腳3處的電壓高于引腳2，這使得運(yùn)算放大器741的輸出引腳6為高電平。運(yùn)算放大器的輸出連接到十進(jìn)制計(jì)數(shù)器IC 4017的時(shí)鐘引腳14。當(dāng)運(yùn)算放大器的輸出變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，它會(huì)向4017 IC提供低電平至高電平時(shí)鐘脈沖，這使得IC 4017的輸出PIN3（或Q0）為低電平，輸出引腳2（或Q10）為高電平，從而關(guān)閉在Q0處連接的光?，F(xiàn)在，燈保持OFF狀態(tài)，直到下一個(gè)時(shí)鐘脈沖，當(dāng)我們?cè)俅螌⑹址旁贚DR上時(shí)，將產(chǎn)生該脈沖。

LM741 的輸出僅在我們覆蓋 LDR 上的光之前保持高電平，一旦我們移開(kāi)手，LM741 的輸出引腳 6 再次變低。但這并不影響4017的鎖存輸出，因?yàn)镮C 4017僅在接收到低脈沖到高脈沖時(shí)才將其輸出轉(zhuǎn)移到下一個(gè)引腳。因此，當(dāng) LM741 的輸出從高到低時(shí)產(chǎn)生的高到低脈沖不會(huì)受到影響。

現(xiàn)在，當(dāng)我們?cè)俅螌⑹址旁贚DR上時(shí)，運(yùn)算放大器輸出再次變?yōu)楦唠娖剑琁C 4017再次接收低電平到高電平時(shí)鐘脈沖，使Q1從高電平變?yōu)榈碗娖剑⑹筈2（引腳4）變?yōu)楦唠娖健，F(xiàn)在的訣竅是，我們將Q2的高輸出饋送到IC4017的復(fù)位引腳15，該引腳復(fù)位IC并將IC置于Q0為高電平的默認(rèn)模式。因此，燈光將在Q0 高電平時(shí)再次打開(kāi)。

為了防止其行為異常或消除由于邊界效應(yīng)而導(dǎo)致的脈沖計(jì)數(shù)錯(cuò)誤，我們?cè)?017 IC的時(shí)鐘引腳14中使用了22uf的電容器和10k電阻的RC電路，這有助于它在每次手經(jīng)過(guò)LDR時(shí)僅計(jì)算一個(gè)脈沖。