20 电子制作实例集锦 平.继电器失电跳闸,被控电器停止工作。 VD1-VD4 m48 R:0×4 IM ~220V400v NE555 C2 w绍 100yF/16V VD6 1N4148 图2.4.1 图2.4.2是一个电源电路釆取特殊设计的触摸开关,它对外仅两根引出线,因此可直接 取代普通开关而不必更改电源布线。EL是不大于25W的白炽灯或交流接触器。虚线左部为 普通照明线路,右部为触摸开关电路。IC处于复位状态时,3脚输出低电平,晶闸管VS的 门极通过电阻R3被钳位在低电平,故VS关断,EL不亮,此时555的工作电源为:由 220V交流电经灯EL、二极管VDl~VD4整流、电阻R2限流、VD5稳压与C1滤波,形成 的约6Ⅴ直流工作电压。当555时基电路②脚受触发处于置位时,IC的3脚输出髙电平, VS开通,EL点亮发光。VS开通后,555工作电源直接由灯EL、二极管VDl~VD4、晶 闸管VS与稳压管ⅤD5构成回路,C1两端仍能获得6V直流工作电压,只是此时电阻R2不 起作用 VDI-VD4 R2100k 1N4004X4 R33NE555 本 图2.4.2 电路的右部时基电路部分与图2.4.1相同,如将图2.2.2左侧的电源按图2.4.2改动, 也可以方便地制成一个对外只有两根引出线的触摸延迟开关 有一点需要特别注意的是本电路的负载能力是由VD1~VD4、VS及VD5共同决定的 其中薄弱环节是VD5,本电路VD5采用1W、6V的稳压管,其最大通态电流为0.16A,为 确保电路可靠工作,EL宜用不大于25W的白炽灯
第二章触碰开关电路 巧用音乐芯片制作的双键触摸式开关 图2.5.1是一个采用音乐门铃芯片KD9300制作而成的触摸开关,电路新颖有趣。它 巧妙地利用门铃芯片内部电路的功能,借助人体的泄漏电流去控制芯片内部的双稳态触 发器。 我们知道音乐集成电路具有极高的输入阻抗,当人手触碰“开”电极片M1时,人体的 泄漏电流由R1注人音乐门铃芯片的触发端TR1,使芯片内部双稳态触发器翻转,以使整个 门铃芯片呈现低电阻,三极管ⅤT1导通,继电器K吸合,常开接点可接通被控电器。需要 关闭电器时,只要触摸一下“关”电极片M2,人体泄漏电流经R2注入芯片的Ⅴss端,迫 使集成块内部的双稳态触发器再次翻转,使整个芯片呈现高电阻,VT进入截止状态,K失 电释放,被控电器断电。为确保安全,连接触摸电极片的电阻不得低于4.7MΩ的优质高阻 值金属膜电阻器。 ICKD-93009013 相线 4本Cl 1450V 零线 Vdd tri N4004×4 RuO 4R2 lN4148 ○M 图2.5.1 单键双稳态触摸式开关 图2.6、1所示开关只有一个触发键,触摸它,能轮番实现电灯的“开”和“关”。 CD4013是双D触发器,分别接成一个单稳态电路和一个双稳态电路。单稳态电路的作 用是对触摸信号进行脉冲展宽整形,保证每次触摸动作都可靠。双稳态电路用来驱动晶闸管 VS。当人手摸一下M,人体泄漏的交流电在电阻R2上的压降,其正半周信号进入3脚CP1 端,使单稳态电路翻转进入暂态,其输出端Q1即1脚跳变为高电平,此高电平经R3向Cl 充电,使4脚电位上升,当上升到复位电平时,单稳态电路复位,1脚恢复低电平。所以每 触摸一次M,1脚就输出一个固定宽度的正脉冲。此正脉冲将直接加到1脚CP2端,使双 稳态电路翻转一次,其输出端Q2即13脚电平就改变一次。当13脚为高电平时,VS开通, 电灯EL点亮。这时电容C3两端的电压会跌落到3V左右,发光管VD6熄灭,由于CMOS 电路的微功耗特点,所以集成块仍能正常工作。当13脚输出低电平时,VS失去触发电流, 当交流电过零时即关断,EL熄灭。这时C3两端电压又恢复到VD5的稳压值12V。VD6发 光用来指示开关的位置。由此可见,每触摸一次M,就能实现电灯“开”或“关”。它对外 也仅两根引出线,故安装与使用都十分方便
22 电子制作实例集锦 D4013 Vdd ) 65651N4004 CP2 本 220V 0.01uF 图2.6.1 防抖动轻触开关 按键抖动现象是一个普遍存在的现象,如计算机的键盘,就有对此问题采取专门的措 施。很多电子电路的响应比人的感知灵敏很多,这样,当我们按下某些电子设备的按键时 宏观上看只按下了一次,但在开关的触片接触以及分离的临界瞬间,很可能因触片、动作等 原因,出现很多次的接通和断开,如果不考虑此问题,则会造成一次按压按键后,产生的是 不确定次数通断按键的操作结果 很多计算机和微电脑芯片电路是采用软件的方法解决此问题。这里介绍了一个简单的硬 件电路来解决此问题,电路见图2.7.1。 0.022u16 0.0047μF Vdd RST CI 220HF R1 43k 38 图2.7.1 220V交流电经变压器降压、Dl~D整流、C1滤波后获得约9V直流电压。 十进制计数器CD4017的计数输出端Y2和复位端RST相接,14脚每收到两个计数脉 冲即复位。C3、R2构成上电复位电路,CDA017复位后Y0输出高电平,Y1和Y2输出低 电平,三极管Ⅴ导通。继电器吸合,其常开触点接通用电器 K被按下后,C2迅速放电,14脚获得脉冲上升沿,触发CD4017计数,使Y0输出低 电平,Y2仍保持低电平。此时三极管Ⅴ截止,继电器释放,用电器断电。 再次按下K时,C2再次放电,14脚又获得一个计数脉冲,CD4017的Y0和Y1输出低
第二章触碰开关电路 23 电平,Y2输出高电平,通过二极管D5将CDA017复位,Y0输出高电平,Y1和Y2输出低 电平,三极管Ⅴ再次导通,继电器吸合。因此,每按一次K,Y0的输出电平就翻转一次 用电器被开、关一次。 每当K按下时,C2将放电,与此同时,CD4017得到一个计数脉冲,K松开之后,须 经过一段对C2的充电时间后,才使CDA017的14脚为低电平,在此期间内K键上的任何 抖动不会产生第二个计数脉冲。 Dl~D6为1N4007,V为9013,继电器为JZC21F,其他元件参数见图2.7.1所示
第三亘在电路 掌声开关电路 图3.1.1介绍的电路可通过拍手掌发出的声音来控制相关电器。 由MIC接收的声音信号通过C1进入运算放大器IC1(A741)进行放大,并由IC1的 6脚输出。电阻R3用来调整电路对声音信号的灵敏度。当外界安静时,因为C1具有隔直流 的作用不可能向IC1的2脚提供电流,所以IC1的6脚输出高电平(若IC1输出低电平,则 IC1的2脚电平低于其3脚,输出应为高电平,前后矛盾)。当外界有足够强的声音信号时, MIC上产生交变电压信号,从而使IC1的6脚输出负脉冲信号 IC3 ICI CD4013 47HFT9v 4 MIC 46,8,10 0.1uF0.1pF RIO 10Ka 图3.1 IC2(NE555)这里被连接成单稳态触发器,其作用是将有足够强度的声音(如掌声) 触发信号整形、延长并由IC2的3脚输出。关于555芯片连接成单稳态触发器的工作原理, 请参看本书附录中的有关内容。因为IC2接成单稳态触发器,所以在一次的掌声中,IC2的 3脚由安静时的低电平变为稳定的高电平,并在掌声停止后约0.1s回落为低电平,从而完 成一个正脉冲的输出 IC3(CD4013)内部含有两个D触发器。由IC2的3脚进来的触发信号通过IC3的D触 发器,可以使IC3的1脚电平随声音信号变换,从而使Q1导通、截止,达到控制目的。 由于IC3的接法,连续两次的击掌声会使1C3的1脚输出高电平,Q1导通,继电器K1 吸合接通电源;同样,再连续两次击掌会使I3的1脚输出低电平,Q1截止,继电器K1 失电断开电源 这个电路可用来控制圣诞树的电源开关,这样就不用每次都跑到圣诞树的后面去开、关 电源。制作时,调节R3可使电路根据掌声的强度具有合适的灵敏度