使用CD4027的無線開關(guān)電路

項(xiàng)目簡介 

在本項(xiàng)目中，我將展示如何通過使用 CD4027 集成電路實(shí)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(xiàng)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(shí)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(shí)，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(xiǎn)。

電路原理

此無線開關(guān)電路的主要原理在于 LDR、LM741 運(yùn)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(shí)，連接到電路上的設(shè)備將接通。

運(yùn)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(xiàng)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(jì)

電路設(shè)計(jì)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(yùn)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(yùn)算放大器的非反相端（引腳 3）。

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

將運(yùn)算放大器的輸出（引腳 6）連接到觸發(fā)器 IC CD4027 的時(shí)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(yùn)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(shí)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(yùn)算放大器。LM741 運(yùn)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(dú)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(shí)改變狀態(tài)，并可獲得多個輸出。

在正常情況下，運(yùn)算放大器的輸出始終為低電平，因?yàn)?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(yùn)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(shí)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(shí)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(shí)，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(shí) 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。