使用CD4027的無線開關(guān)電路

項目簡介 

在本項目中，我將展示如何通過使用 CD4027 集成電路實現(xiàn)無線開關(guān)電路，從而在不與開關(guān)發(fā)生物理接觸的情況下操作任何電器。

一般來說，我們在家里使用的電器和電子設(shè)備都是通過開關(guān)來控制的，即我們通過撥動開關(guān)來打開或關(guān)閉設(shè)備。但在本項目中，我將展示一種有趣的方法來控制任何設(shè)備，例如燈泡。

在這里實現(xiàn)的方法涉及一個無線開關(guān)電路，當(dāng)你用手在電路前滑動時，設(shè)備（如燈）就會打開，如果你再用手滑動一次，設(shè)備就會關(guān)閉。

使用這種簡單的無線開關(guān)電路，可以避免與開關(guān)發(fā)生物理接觸的危險。

電路原理

此無線開關(guān)電路的主要原理在于 LDR、LM741 運算放大器和 CD4027 JK 觸發(fā)器集成電路的功能。在該電路中，您只需將手放在一個簡單的光傳感器（即著名的 LDR）上方即可。

LDR 的配置方式是，LED 發(fā)出的光將持續(xù)落在 LDR 上，當(dāng)你把手放在 LDR 上（或把手從 LED 和 LDR 之間穿過）時，連接到電路上的設(shè)備將接通。

運算放大器（此處使用 LM741）檢測到這一變化，并觸發(fā)觸發(fā)器（此處使用 CD4027）。直到您再次將手放在 LDR 上，該器件才會保持接通狀態(tài)。

使用 CD4027 的無線開關(guān)電路圖

下圖顯示了該項目的電路圖。

所需元件

CD4027 - 1

LM741 - 1

電阻器

10KΩ - 3

33KΩ - 1

1KΩ - 1

LDR

發(fā)光二極管

5V 繼電器模塊

燈

電路設(shè)計

電路設(shè)計非常簡單。首先，將一個分壓器（使用兩個電阻或一個電位器）連接到運算放大器 LM741 的反相端（引腳 2）?，F(xiàn)在，將 LDR 和一個電阻器的組合（再次形成一個分壓器）連接到運算放大器的非反相端（引腳 3）。

在 LDR 旁放置一個獨立的 LED（帶限流電阻），使 LED 發(fā)出的光始終落在 LDR 上。

將運算放大器的輸出（引腳 6）連接到觸發(fā)器 IC CD4027 的時鐘（引腳 13）。觸發(fā)器的輸出（引腳 15）連接到 5V 繼電器模塊的繼電器輸入端。

最后，將 CD4027 的 J（引腳 10）和 K（引腳 11）引腳連接至 +5V，將設(shè)置（引腳 9）和復(fù)位（引腳 12）連接至接地。與電源有關(guān)的其他連接不言自明。

注意：您可以連接一個電位器來代替連接到運算放大器反相輸入端的兩個固定電阻，從而改變電路的靈敏度。

警告：如果您打算將真正的燈泡（使用交流電源）與繼電器模塊一起使用，在連接時必須格外小心。

無線開關(guān)電路的工作原理

要了解電路的工作原理非常簡單。電路主要依賴于兩個集成電路。第一個是 LM741，它是一個運算放大器。LM741 運算放大器用作比較器，用于檢測 LDR 電壓和參考電壓。

另一個是 JK 觸發(fā)器集成電路 CD4027。它由兩個 JK 觸發(fā)器組成，具有單獨的設(shè)置和復(fù)位引腳。CD4027 用于在向任意一個輸入端輸入信號時改變狀態(tài)，并可獲得多個輸出。

在正常情況下，運算放大器的輸出始終為低電平，因為 LDR 將持續(xù)接收 LED 發(fā)出的光。

現(xiàn)在，只要有人把手放在 LDR 上，運算放大器的引腳 3 就會比引腳 2 的電壓高，因此引腳 6 會瞬間變?yōu)楦唠娖健?/span>

這個高電平狀態(tài)將作為時鐘脈沖提供給 CD4027（觸發(fā)器集成電路）的 13 腳。由于觸發(fā)器的 J 和 K 輸入端均綁定為高電平，時鐘脈沖將切換輸出端，即使輸出端變?yōu)楦唠娖健?/p>

當(dāng) CD4027 的這一輸出引腳連接到繼電器的輸入端時，連接到繼電器的燈就會亮起。

如果再次將手放在 LDR 上，則過程重復(fù)，此時 CD4027 IC 的輸出將變?yōu)榈碗娖剑◤母唠娖角袚Q到低電平）。這將導(dǎo)致繼電器的輸入為低電平，燈管將被關(guān)閉。