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窗帘开启和关闭电路

该电路只需按下开关即可打开和关闭您家或办公室的窗帘。因此,借助这个独特的电路,我们无需从一个地方移动到另一个地方来打开和关闭窗帘。该电路用于家庭用途,特别是较小的门和窗户。由于其体积小且元件易于获取,可以轻松地安装在窗帘上。您还可以借助市场上现有的适配器为电路供电。

1. 窗帘开启和关闭电路图

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窗帘开启和关闭电路图

2. 窗帘开启和关闭电路元件

  • 集成电路
    • IC1(CD4013)
    • IC2(ULN2003)
  • 电阻
    • R1-R4(5.6k)
    • R6、R5(1K)
  • 电容
    • C1(.1uf)
  • 步进电机

2.1 描述

该电路由两个集成电路 CD4013 和 ULN2003 以及一些其他易于获取的元件组成。

CD4013 集成电路包含两个独立的 D 型触发器,它们存在于两种状态之一,即 0 或 1,并且可以存储信息。每个模块还具备一组引脚,分别标记为数据、置位、复位、时钟输入以及一对互补输出 Q 和 。

2.2 D 型触发器的工作原理

D 型触发器有一个输入,称为 D 输入或数据输入。D 型触发器的真值表如下所示:

这相当于说输入数据在时钟脉冲结束时出现在输出端。因此,数据从输入传输到输出是延迟的,因此称为延迟(D)触发器。这就是为什么它被用作延迟设备或锁存器以存储 1 位二进制信息的原因。在这个时钟(CK)输入线控制触发器,用于确定是否识别输入数据。输入通常是一个时钟信号。如果时钟输入是二进制高电平,即逻辑 1,则 D 线上的数据被存储在触发器中。只要时钟线保持高电平,正常输出将简单地跟随或跟踪 D 输入。如果 CK 线为低电平,或者它是二进制 0,则 D 输入线被识别。这意味着之前存储在触发器中的位被保留。D 线可以做任何事情。如果 CK 为低电平,它将被忽略。

CD4013 采用 14 引脚双列直插式封装。在理解电路图的工作原理之前,首先查看其引脚布局。

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CD4013 引脚图 — Electronics Hub

  1. 引脚 1、2、13 和 12 是互补输出,因此它们都呈现为输出,但彼此相反。例如,对于第一个触发器,如果 Q 为 1,则 将为 0。对于另一组触发器也是如此。
  2. 引脚 5 和 9 是数据引脚,它们通常连接到其中一个输出,可以是 Q 或 。为了增强功能,可以将它们连接到任何其他逻辑电平,即它们可以连接到电源线或电路的地。在我们的电路中,我们已将 和数据引脚 5 连接为一个。
  3. 引脚 3 和 11 是时钟输入。它用于接收 D 型触发器工作的输入信号。您可以借助配置为无稳态多谐振荡器的晶体管提供信号,或者您可以通过逻辑门(如 NAND 门或 NOR 门)提供信号。在我们的电路中,我们借助晶体管提供时钟输入。
  4. 引脚 4、6 和 10、8 是置位和复位引脚,只要其中任何一个引脚变为高电平,我们就会得到输出。为了保护这些引脚,它们被分配了一个逻辑电平,通常它们被接地,并且连接了一个高值电阻。一旦完成,输入就可以交替地对正峰值脉冲做出反应,以交替控制 Q 和 输出的逻辑状态。
  5. 引脚 14 和 7 分别称为电源和地引脚。引脚 14 接收电源输入,即 Vcc,它不应超过 15V,否则会损坏集成电路。引脚 7 是地,应连接到集成电路的负电源输入端。

ULN2003 基本上是一个达林顿阵列,具有高电压和高电流特性。每个 ULN2003 集成电路包含七个开路集电极达林顿对,带有公共发射极。ULN2003 还广泛用于各种负载,借助继电器驱动器,或者可以用来驱动步进电机。ULN2003 可以与 5V TTL 和 CMOS 逻辑设备配合工作。ULN2003 中的每个通道或达林顿对的额定电流为 500mA,并且能够承受 600mA 的峰值电流。以下是 ULN2003 的引脚图:

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ULN2003 引脚图

该电路的工作原理非常容易理解。正确组装电路并检查连接。在本电路中,我们使用了两个触发器。

如果您想打开窗帘,只需按下开关 S1 一段时间。这将为 IC1 的引脚 6(置位引脚)提供电压,因为开关的一端连接到电源,当引脚 6 变为高电平时,它将在 IC1 的引脚 1(Q 输出)提供最高输出。反过来,这又使 IC2 的引脚 2 也变为高电平,连接在输出端的齿轮电机开始顺时针方向旋转以打开窗帘。现在,当窗帘完全打开,或者您想在中间停止电机时,只需按下连接到 IC1 的引脚 4 的开关 S2,这是复位引脚,用于在窗帘完全打开或您想在中间停止时关闭步进电机。

如果您想关闭窗帘,会发生类似的情况。只需按下连接到 IC1 的引脚 8 的开关 S3,这也是一个置位引脚。齿轮电机开始逆时针方向旋转。现在,当窗帘完全关闭,或者您想在中间停止时,按下开关 S4 以关闭步进电机。因此,您现在只需坐在一个地方,无需移动,只需按下开关,即可打开和关闭窗帘。