如何使用LDR和CD4017制作无线网络

您是否曾经因触摸开关而感到震惊？它通常不会发生，但有时与开关的物理接触可能是危险的。但是，如果开关是无线的，并且您根本不需要按任何按钮即可打开或关闭家用电器怎么办？所以今天我们正在构建一个简单的无线开关电路，其中不需要与开关进行物理接触，只需将手放在开关上，它就会打开/关闭灯。

在本项目中，我们将向您展示如何使用LDR，LM741运算放大器IC和4017十进制计数器IC制作无线网络。当您第一次将手放在 LDR 上时，灯将亮起，当您第二次将手放在 LDR 上时，灯将熄灭。我们知道，当光线落在LDR上时，LDR的电阻会降低，因此当我们用某些东西覆盖LDR时，它的电阻会增加，这将影响LDR的电压。这种电压变化由运算放大器 741感应，进而控制通过继电器模块连接到交流灯的IC 4017输出。因此，每次我们用手盖住LDR时，它都会打开或关闭交流负载。本文下面将进一步解释工作。

所需材料

运算放大器集成电路 LM741

4017 十年计数器 IC

5v 继电器模块

LDR （光相关电阻）

灯泡

电位器 （10k）

电阻器 （10k）

电容器 （22uf）

连接线

电池 9v

电路图

运算放大器集成电路 LM741

LM741运算放大器是一款直流耦合高增益电子电压放大器。这是一个有8个引脚的小芯片。运算放大器IC用作比较器，用于比较两个信号，即反相和同相信号。在运算放大器 IC 741 中PIN2是反相输入端子，PIN3是同相输入端子。该IC的输出引脚为PIN6。该IC的主要功能是在各种电路中进行数学运算。

当同相输入（+）的电压高于反相输入（-）的电压时，比较器的输出为高电平。如果反相输入（-）的电压高于同相端（+），则输出为低电平。在此无线开关电路中，LM741 用于向 IC 4017 提供低到高时钟脉冲，用于每次将手递过 LDR 时。在此处了解有关运算放大器 741 的更多信息。

LM741 的引脚图

LM741 的引脚配置

 

密码	密码说明
1	偏移空点
2	反相 （-） 输入端子
3	同相（+）输入端子
4	负电压电源 （-VCC）
5	偏移空
6	输出电压引脚
7	正电压电源（+可变电流调节器）
8	未连接

 

十进制计数器 IC 4017

4017 IC是一款CMOS十进制计数器芯片。它可以按顺序在 10 个引脚 （Q0 – Q9） 上产生输出，这意味着它可以在 10 个输出引脚上逐个产生输出。该输出由引脚 14 的低至高时钟脉冲控制（正边沿触发）。首先，Q0 （引脚 3） 处的输出为高电平，然后随着每个时钟脉冲，输出前进到下一个引脚。就像一个时钟脉冲使Q0低电平和Q1高电平，然后下一个时钟脉冲使Q1低电平和Q2高电平，依此类推。在Q9之后，它将再次从Q0开始。因此，它为所有 10 个输出引脚创建顺序 ON 和 OFF。

在此无线开关中，我们使用4017 IC将输出锁存到一个引脚，当我们通过LDR时。浏览CD4017电路以了解有关此IC的更多信息。这是拨动开关的一个简单应用程序，用于了解 4017 锁存输出的工作。

引脚图

IC 4017 的引脚配置

 

密码	密码名称	密码说明
1	问5	输出 5：在 5 个时钟脉冲中变为高电平
2	问1	输出 1：在 1 个时钟脉冲中变为高电平
3	问0	输出 0：开始时变为高电平 – 0 时钟脉冲
4	问2	输出 2：在 2 个时钟脉冲中变为高电平
5	问6	输出 6：在 6 个时钟脉冲中变为高电平
6	问7	输出 7：在 7 时钟脉冲中变为高电平
7	问3	输出 3：在 3 个时钟脉冲中变为高电平
8	接地	接地引脚
9	问8	输出 8：在 8 个时钟脉冲中变为高电平
10	问4	输出 4：在 4 个时钟脉冲中变为高电平
11	问9	输出 9：在 9 个时钟脉冲中变为高电平
12	一氧化碳 – 执行	用于级联另一个 4017 IC，使其计数高达 20，除以 10 个输出引脚
13	时钟抑制	时钟使能引脚，应保持低电平，保持高电平将冻结输出。
14	时钟	时钟输入，用于从引脚 3 到引脚 11 的输出引脚顺序高电平
15	重置	高电平有效引脚，正常工作时应为低电平，设置高电平将重置IC（只有引脚3保持高电平）
16	电压输出	电源引脚 （5-12v）

 

无线开关电路如何工作？

最初，交流灯将保持ON状态，因为我们已将继电器连接到4017的Q0引脚，并且在4017 IC中Q0默认为高电平。现在，当有人首先将手越过LDR或用东西覆盖它时，它的电阻会增加，根据分压器规则，LM741引脚3处的电压高于引脚2，这使得运算放大器741的输出引脚6为高电平。运算放大器的输出连接到十进制计数器IC 4017的时钟引脚14。当运算放大器的输出变为高电平时，它会向4017 IC提供低电平至高电平时钟脉冲，这使得IC 4017的输出PIN3（或Q0）为低电平，输出引脚2（或Q10）为高电平，从而关闭在Q0处连接的光。现在，灯保持OFF状态，直到下一个时钟脉冲，当我们再次将手放在LDR上时，将产生该脉冲。

LM741 的输出仅在我们覆盖 LDR 上的光之前保持高电平，一旦我们移开手，LM741 的输出引脚 6 再次变低。但这并不影响4017的锁存输出，因为IC 4017仅在接收到低脉冲到高脉冲时才将其输出转移到下一个引脚。因此，当 LM741 的输出从高到低时产生的高到低脉冲不会受到影响。

现在，当我们再次将手放在LDR上时，运算放大器输出再次变为高电平，IC 4017再次接收低电平到高电平时钟脉冲，使Q1从高电平变为低电平，并使Q2（引脚4）变为高电平。现在的诀窍是，我们将Q2的高输出馈送到IC4017的复位引脚15，该引脚复位IC并将IC置于Q0为高电平的默认模式。因此，灯光将在Q0 高电平时再次打开。

为了防止其行为异常或消除由于边界效应而导致的脉冲计数错误，我们在4017 IC的时钟引脚14中使用了22uf的电容器和10k电阻的RC电路，这有助于它在每次手经过LDR时仅计算一个脉冲。