自動浴室照明スイッチの回路図と操作

自動洗面所の照明スイッチ回路を作成するには？

洗面所に入るときはいつでもライトをオンにし、出るときはオフにします。しかし、洗面所から出てくるときに、電気やその他の電化製品の電源を切るのを忘れることがあります。これらのばかげた間違いによって、私たちは毎日多くの電力を浪費し、またそれは電球の寿命を縮めます。ですから、バスルームの照明を自動的にオン/オフできるデバイスを作る必要があります。誰かが洗面所に入ると自動的にライトをオンにし、誰かが洗面所を出るとライトをオフにする回路を作ることで、この問題の解決策を提供します。この回路の利点は、人が電気の浪費を心配する必要がないことです。また、電力消費量を確実に削減できるので、電気代を気にする必要はありません。このため、シンプルなバスルーム用自動照明スイッチを設計します。または必要に応じて他の関連する部屋。

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必要なコンポーネント

LM741オペアンプIC
CD4017ディケイドカウンターIC
BC558PNPトランジスタ
マグネット付きリードスイッチ
電球
5Vリレーモジュール
2つの10kΩ抵抗器
100Ω抵抗
820Ω抵抗
ワイヤーの接続

自動バスルームライトスイッチの回路図

このデバイスの回路図は、オペアンプICLM741とディケイドカウンターICCD4017の2つの主要コンポーネントで構成されています。リードスイッチの一方の端は+5V電源に接続され、もう一方の端はBC558PNPトランジスタのベースに接続されています。コレクターは+5ボルトに接続され、エミッターはオペアンプの非反転入力に接続されます。 CD4017のクロックピンに接続されたLM741の出力ピン。ピン2は、リレーの入力ピンに接続されているCD4017の出力ピンです。 CD4017のピン4は、CD4017のRESETピンに接続されています。

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プロジェクトを進める前に、自動照明スイッチ回路プロジェクトで使用するコンポーネントについてお知らせします。

マグネット付きリードスイッチ

リードスイッチは、回路内の電流の流れを制御するために使用される電磁スイッチです。このプロジェクトでは、リードスイッチを使用してゲートの開閉を検出します。それは、スイッチをオンまたはオフにする小さな磁力を受ける小さな磁気に敏感なスイッチを含んでいます。リードスイッチは、2つ以上の鉄製のリードで構成されています。スイッチは小さなガラス管のような封筒で覆われています。磁場がスイッチに向かって移動するたびに、リードは磁化されて一緒に移動するか、分離します。

リードスイッチには、通常開と通常閉の2種類があります。ノーマルクローズスイッチでは、最初は互いに接触せず、磁石と接触すると、一方のリードをもう一方のリードに引っ張って回路を完成させます。ノーマルクローズ回路の動作はその逆です。最初は2つのリードが相互に接続されており、磁石がリードに接触すると、2つのリードが分離されます。このリードスイッチは、スイッチの開閉を検出するためにゲートに取り付けられます。

LM741オペアンプIC

LM741は、DC結合された高利得電子電圧増幅器であるオペアンプICです。反転信号と非反転信号の2つの信号を比較するために使用されるオペアンプは1つだけです。ほとんどのオペアンプはDCゲインが高いため、電圧アンプとして使用したり、さまざまな回路で数学演算を実行したりできます。

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LM741のピン配置：

オフセットヌル DCオフセット電圧の設定に使用入力– 入力信号の反転入力+ 非反転信号アースまたはマイナス電源オフセットヌル DCオフセット電圧の設定に使用出力オペアンプの出力正の電源接続なし

ピン番号	名前	説明
1
2
3
4	V-
5
6
7	V +
8	NC

このオペアンプICは、数学回路のコンパレータICとして使用されます。非反転入力（+）の電圧が反転入力（-）よりも高い場合、オペアンプの出力はHIGHになります。非反転入力（+）の電圧が反転入力（-）よりも低い場合、オペアンプの出力はLOWです。

LM741 ICには、コンパレータ、DC増幅器、積分器、微分器、加算増幅器、マルチバイブレータ、アクティブフィルタ、一般的なフィードバックアプリケーションなどの電気回路でさまざまなアプリケーションがあります。

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CD4017 Decade Counter IC

CD4017はCMOSディケイドカウンターICです。 CD4017は、低レンジカウントアプリケーションに使用されます。このICは、0から10（10年カウント）までカウントできます。このICの供給電圧は3〜15ボルトであり、トランジスタロジック（TTL）とも互換性があります。 CD4017のクロック速度は5MHzです

デジタル同期カウンターの種類
デジタル非同期カウンター（リップルカウンター）の種類

このICは主にアプリケーションのカウントに使用され、事前定義された時間に10個の出力を順番にオンにし、必要に応じてカウントをリセットします。キャリーピンを使用してカウントピンの状態を示します。このICには、Q0からQ9までの10個の出力ピンが含まれています。 CD4017 ICは3ボルトから15ボルトで動作しますが、通常、ICのVDDピンで5ボルトで給電され、グラウンドピンで接地されます。 ICは、クロックピンからのハイパルスを検出するたびに、カウンタを0から9（Q0からQ9）にインクリメントします。

リングカウンターとジョンソンカウンター–建設と運用
カウンターと電子カウンターの種類

このシーケンスは、RESETピンとClockEnableピンによって中断される可能性があります。デフォルトでは両方のピンが接地されていますが、RESETピンをHIGHにすると、カウントは再びゼロから始まります。たとえば、カウントがピン5にあり、この時点でHIGH RESETピンにすると、カウンタはピン0になります。 Clock Enableピンを作成すると、その時点でカウントが一時停止します。たとえば、カウンターがピン5にあるときにClock EnableをHIGHにすると、カウンターは一時停止してピン5で停止します。

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ピン配置 CD4017カウンター：

出力ピン GND グラウンドピン出力ピン持ち出し時計を有効にするイネーブルピンはCD4017ICを有効にします時計クロック信号はこのピンで提供されますリセットカウンターを0にリセットするためのピン VDD

PIN番号	名前	説明
1から7	出力ピン5、1、0、2、6、7、3それぞれ
8
9から11	それぞれ出力ピン8、4、9
12	10クロックサイクルごとに1サイクルを完了します
13
14
15
16	3ボルトから15ボルト

このCD4017 ICは、リモートメータリング、自動車、医療用電子機器で多くの用途があります。これは主に、バイナリカウンタまたはバイナリデコーダのカウンタとして使用されます。このICは、LEDマトリックス、LEDチェイサー、その他のLEDプロジェクトでも使用されています。

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BC558PNPトランジスタ

BC558は、コレクタとエミッタが順方向にバイアスされるPNPトランジスタです。ベースピンがグランドに保持され、ベースピンに信号が供給されるとオープン（逆バイアス）される場合。これが、NPNトランジスタとPNPトランジスタの違いです。スイッチングおよびアンプアプリケーションで使用されます。

このPNPトランジスタのゲインは110〜800の範囲です。コレクタピンを流れる可能性のあるピーク電流は200mAであり、これが高いゲイン値と組み合わされて、オーディオ増幅アプリケーションに最適です。また、トランジスタBC546〜BC550の補数としても使用されます。端子がその特性曲線のそれぞれの領域で動作するには、固定DC電圧が必要です。トランジスタは、完全にバイアスされた状態でエミッタとコレクタに100mAの電流を流すことができます。したがって、この領域は飽和領域と呼ばれます。コレクターエミッターまたはベースエミッターの両端で許容される標準的な電圧は、200mVから900mVの範囲である可能性があります。トランジスタBC558の電流のベースが除去されると、トランジスタは完全にオフになり、トランジスタはカットオフ領域にあると呼ばれます。

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動作自動バスルームの照明スイッチ回路

回路図に示されているように回路を正しく接続します。リードスイッチの状態を変えるために、壁に磁石を固定しながらリードスイッチを固定します。これは、ドアが閉じているときはリードスイッチが常に閉じた状態のままであり、ドアが開いているときはリードスイッチが開いた状態のままであることを意味します。したがって、最初にドアを開いてから閉じます。その間、リードスイッチの状態は、ドアを開いているときと閉じているときの2回変化します。オペアンプをHIGHにした状態でドアを開けてからドアを閉じると、オペアンプがLOW状態になります。これにより、カウンターの状態がピン2に変わり、ピン2はさらにリレーの出力に接続されるため、ライトが点灯します。

洗面所での作業が完了したら、ドアを開けてから閉じます。これにより、オペアンプのフローもHIGHからLOWに変更されます。したがって、カウンターの状態がピン2からピン4に変更されます。ピン4はリセットボタンに接続され、カウンターをピン0に移動します。これにより、リレーがオフになり、電球がオフになります。これが自動照明スイッチの仕組みです。

このようにして、人間の介入なしにバスルームのライトを自動的にオン/オフできる自動オン/オフライトスイッチのようなデバイスを作成できます。