- Material requerit
- Esquema de connexions
- OP-amp IC LM741
- Contador de dècades IC 4017
- Com funciona el circuit de commutació sense fils?
Alguna vegada heu sentit un xoc en tocar l’interruptor? Generalment no passa, però de vegades el contacte físic amb interruptors pot ser perillós. Però, què passa si el commutador es connecta sense fils i no cal prémer cap botó per engegar o apagar els electrodomèstics. Així doncs, avui estem construint un circuit de commutador sense fils senzill en el qual no cal cap contacte físic amb l’interruptor, només cal passar la mà sobre l’interruptor i encendre / apagar la llum.
En aquest projecte, us mostrarem com fer un circuit sense fils mitjançant LDR, LM741op-amp IC i 4017 IC de comptador de dècades. Quan prengueu la mà per sobre del LDR per primera vegada, el llum s’encendrà i quan preneu la mà per sobre del LDR per segona vegada, el llum s’apagarà. Sabem que la resistència de LDR disminueix quan hi cau la llum, de manera que quan cobrim el LDR amb alguna cosa la seva resistència augmentarà i això afectarà el voltatge a LDR. Aquest canvi de voltatge és detectat per l’amplificador Op 741 i al seu torn controlarà la sortida IC 4017 que es connecta a la llum de corrent altern a través del mòdul de relé. Per tant, cada vegada que tapem el LDR amb la mà, s’encén o apaga la càrrega de CA. A continuació, en aquest article s’explica el funcionament.

Material requerit
- Op-amp IC LM741
- 4017 IC de comptador de dècades
- Mòdul de relé 5v
- LDR (resistència dependent de la llum)
- Bombeta
- Potenciòmetre (10k)
- Resistència (10 k)
- Condensador (22uf)
- Connexió de cables
- Bateria 9v
Esquema de connexions

OP-amp IC LM741
L' amplificador operacional LM741 és un amplificador electrònic de voltatge electrònic d'alt guany acoblat en corrent continu. És un xip petit que té 8 pins. Un amplificador operatiu IC s’utilitza com a comparador que compara els dos senyals, el senyal inversor i el no inversor. A Op-amp IC 741 PIN2 és un terminal d’entrada inversora i PIN3 és un terminal d’entrada que no inverteix. El pin de sortida d’aquest IC és PIN6. La funció principal d’aquest CI és fer l’operació matemàtica en diversos circuits.
Quan la tensió a l'entrada no inversora (+) és superior a la tensió a l'entrada inversora (-), la sortida del comparador és alta. I si el voltatge de l'entrada inversora (-) és superior a l'extrem no inversor (+), la sortida és BAIXA. En aquest circuit de commutació sense fils, LM741 s'utilitza per proporcionar el pols de rellotge de baix a alt a IC 4017, per a cada vegada que es passa una mà sobre el LDR. Obteniu més informació sobre l’ampli operatiu 741 aquí.
Esquema de pins de LM741

Configuració del pin de LM741
|
PIN NÚM. |
Descripció del PIN |
|
1 |
Desplaçament nul |
|
2 |
Terminal d’entrada d’inversió (-) |
|
3 |
terminal d'entrada sense inversió (+) |
|
4 |
alimentació de tensió negativa (-VCC) |
|
5 |
compensació nul·la |
|
6 |
Pin de tensió de sortida |
|
7 |
alimentació de tensió positiva (+ VCC) |
|
8 |
no connectat |
Contador de dècades IC 4017
4017 IC és un xip de comptador de dècades CMOS. Pot produir sortida als 10 pins (Q0 - Q9) seqüencialment, vol dir que produeix sortida un a un als 10 pins de sortida. Aquesta sortida està controlada per un pols de rellotge BAIX a ALT al PIN 14 (activació de la vora positiva). Al principi, la sortida a Q0 (PIN 3) és ALTA, després amb cada pols de rellotge, la sortida avança al següent PIN. Igual que un pols de rellotge fa que el Q0 BAIX i el Q1 ALT, i el següent pols de rellotge fa que el Q1 BAIX i el Q2 ALT, etc. Després del Q9, tornarà a començar des del Q0. Per tant, crea ON i OFF seqüencial de tots els 10 PIN de SORTIDA.
En aquest commutador sense fils, hem utilitzat 4017 IC per fixar la sortida a un pin quan passem la mà per LDR. Aneu a través dels circuits CD4017 per obtenir més informació sobre aquesta IC. I aquí teniu una aplicació senzilla del commutador Toggle per entendre el funcionament de 4017 per bloquejar la sortida.
Diagrama de pins

Configuració de pin de l'IC 4017
|
PIN NÚM. |
Nom del PIN |
Descripció del PIN |
|
1 |
P5 |
Sortida 5: augmenta el pols de 5 rellotges |
|
2 |
P1 |
Sortida 1: augmenta en 1 pols de rellotge |
|
3 |
Q0 |
Sortida 0: augmenta al principi: 0 polsos de rellotge |
|
4 |
P2 |
Sortida 2: augmenta el pols de 2 rellotges |
|
5 |
Q6 |
Sortida 6: augmenta el pols de 6 rellotges |
|
6 |
Q7 |
Sortida 7: augmenta el pols de 7 hores |
|
7 |
P3 |
Sortida 3: augmenta el pols de 3 rellotges |
|
8 |
GND |
PIN de terra |
|
9 |
Q8 |
Sortida 8: augmenta el pols de 8 rellotges |
|
10 |
P4 |
Sortida 4: augmenta el pols de 4 rellotges |
|
11 |
P9 |
Sortida 9: augmenta el pols de 9 rellotges |
|
12 |
CO –Realitzar |
S’utilitza per deixar en cascada un altre IC de 4.017 fins que fa comptar fins a 20, es divideix per 10 PIN de sortida |
|
13 |
Rellotge inhibit |
El pin d’activació del rellotge s’ha de mantenir BAIX, si es manté ALTA es congelarà la sortida. |
|
14 |
RELLOTGE |
Entrada de rellotge, per a seqüencialment ALTA els pins de sortida del PIN 3 al PIN 11 |
|
15 |
RESTABLEIX |
El pin alt actiu, ha de ser BAIX per al funcionament normal, si es defineix HIGH es restablirà l'IC (només el pin 3 romandrà HIGH) |
|
16 |
VDD |
PIN d'alimentació (5-12v) |
Com funciona el circuit de commutació sense fils?
Inicialment, la llum de CA continuarà en estat ON ja que hem connectat el relé al pin Q0 de 4017 i Q0 serà alt per defecte a 4017 IC. Ara, quan algú primer passa la mà per sobre del LDR o el cobreix amb alguna cosa, la seva resistència augmenta i, d'acord amb la regla del divisor de tensió, el voltatge del Pin3 del LM741 és superior al Pin2, i això fa que la sortida sigui el Pin 6 de l'ampli operatiu 741 ALTA. La sortida de l’amplificador operatiu està connectada al PIN 14 del rellotge del comptador de dècades IC 4017. A mesura que la sortida de l’amplificador OP esdevé ALTA, dóna un pols de rellotge BAIX a ALT a 4017 IC, cosa que fa que la sortida PIN3 (o Q0) de IC 4017 Low i el pin de sortida 2 (o Q10) alt, que apaga la llumconnectat a Q0. Ara la llum es manté en estat OFF fins al següent pols de rellotge, que es generarà quan tornem a posar la mà sobre LDR.
La sortida de LM741 es manté elevada només fins que cobrim la llum sobre LDR, tan bon punt retirem la mà, el pin de sortida 6 de LM741 torna a estar baix. Però això no afecta la sortida bloquejada de 4017, ja que l'IC 4017 només desplaça la seva sortida al següent pin quan rep pols de baix a alt. Per tant, no es veurà afectat amb el pols d’alta a baixa, generat quan la sortida de LM741 passa d’alta a baixa.

Ara, quan tornem a passar la mà per la LDR, la sortida de l'amplificador operacional torna a ser alta i l'IC 4017 torna a rebre un pols de rellotge de baix a alt que converteix el Q1 de HIGH a LOW i fa que el Q2 (Pin 4) sigui alt. Heus aquí el truc: hem alimentat la sortida alta de la Q2 al pin de reinici 15 de l’IC4017, que restableix l’IC i posa l’IC en mode per defecte, on Q0 serà alt. Així, de nou, la llum s’encendrà amb Q0 alta.
Per evitar que es comporti malament o eliminar l’error en el recompte d’impulsos a causa de l’efecte de limitació, hem utilitzat un circuit RC mitjançant el condensador de la resistència de 22 uf i 10 k al PIN 14 del rellotge de 4017 IC, que l’ajuda a comptar només un impuls cada vegada que passa la mà sobre el LDR.
