使用CD4027的无线开关电路

在本项目中，我将展示如何通过使用CD4027集成电路实现无线开关电路，从而无需与开关进行物理接触即可操作任何电器。

一般来说，我们在家中使用的电气和电子设备都是通过开关来控制的，即我们通过切换开关来打开或关闭设备。但在本项目中，我将展示一种有趣的方法来控制任何设备，例如灯泡。

这里实现的方法是通过无线开关电路，当你在电路前方挥手时，设备（如灯）将被打开，如果你再次挥手，设备将被关闭。

使用这个简单的无线开关电路，你可以避免与开关进行物理接触所带来的危险。

该无线开关电路的主要原理在于光敏电阻（LDR）、LM741运算放大器和CD4027 JK触发器集成电路的功能。在本电路中，你只需要将手放在一个简单的光传感器——著名的光敏电阻（LDR）上方即可。

光敏电阻（LDR）被配置成这样一种方式，即一个发光二极管（LED）的光将始终照射在光敏电阻（LDR）上，当你将手放在（或在LED和光敏电阻之间移动手）上方时，连接到电路的设备将被打开。

这种变化被运算放大器（这里使用的是LM741）检测到，并触发一个触发器（这里使用的是CD4027）。设备将保持打开状态，直到你再次将手放在光敏电阻（LDR）上方。

下图展示了本项目的电路图。

电路的设计非常简单。首先，将一个电压分压器（使用两个电阻或电位器）连接到运算放大器LM741的反相输入端（引脚2）。现在，将光敏电阻（LDR）和一个电阻（它们再次形成一个电压分压器）连接到运算放大器的同相输入端（引脚3）。

将一个独立的发光二极管（LED）（带有限流电阻）放在光敏电阻（LDR）前面，以便LED的光始终照射在光敏电阻（LDR）上。

将运算放大器的输出（引脚6）连接到CD4027触发器集成电路的时钟（引脚13）。CD4027的输出（引脚15）连接到5V继电器模块的继电器输入。

最后，将CD4027的J（引脚10）和K（引脚11）引脚连接到+5V，将置位（引脚9）和复位（引脚12）引脚连接到地。其余与电源的连接是显而易见的。

注意：在运算放大器的反相输入端连接的两个固定电阻，你可以连接一个电位器并调整电路的灵敏度。

警告：如果你打算使用一个真正的灯泡（在交流市电上运行）与继电器模块连接，你在连接时必须格外小心。

理解电路的工作原理非常简单。电路主要依赖于两个集成电路。第一个是LM741，这是一个运算放大器。LM741运算放大器被用作比较器，用于感测光敏电阻（LDR）电压和参考电压。

另一个是CD4027 JK触发器集成电路。它由两个JK触发器组成，每个触发器都有独立的置位和复位引脚。CD4027用于在信号被输入到任何输入端时改变状态，并且可以获得多个输出。

在正常情况下，由于光敏电阻（LDR）将始终接收来自发光二极管（LED）的光，运算放大器的输出始终为低电平。

现在，当有人将手放在光敏电阻（LDR）上方时，运算放大器的引脚3将比引脚2的电压更高，因此引脚6将在瞬间变为高电平。

这个高电平被作为时钟脉冲提供给CD4027（触发器集成电路）的引脚13。由于触发器的J和K输入都连接到高电平，一个时钟脉冲将切换输出，即输出将变为高电平。

由于CD4027的输出引脚连接到继电器的输入，连接到继电器的灯将被打开。

如果你再次将手放在光敏电阻（LDR）上方，这个过程将重复，这次CD4027集成电路的输出将变为低电平（从高电平切换到低电平）。这将导致继电器输入为低电平，灯将被关闭。