DIY自動(dòng)洗手間燈開(kāi)關(guān)

簡(jiǎn)介

在這個(gè)項(xiàng)目中，我將向你展示如何設(shè)計(jì)和建造一個(gè)簡(jiǎn)單的洗手間自動(dòng)開(kāi)關(guān)電路，它將在你進(jìn)入洗手間時(shí)自動(dòng)打開(kāi)，在你離開(kāi)時(shí)關(guān)閉。

我們?cè)谶M(jìn)入洗手間時(shí)打開(kāi)燈，離開(kāi)時(shí)將其關(guān)閉。有時(shí)，我們離開(kāi)洗手間后忘記關(guān)燈。

這可能會(huì)導(dǎo)致電力浪費(fèi)，也可能會(huì)減少燈泡的使用壽命。為了避免這些問(wèn)題，我將告訴你如何制作一個(gè)簡(jiǎn)單的電路，當(dāng)一個(gè)人進(jìn)入洗手間時(shí)，它將自動(dòng)打開(kāi)燈，當(dāng)他/她離開(kāi)時(shí)，它將自動(dòng)關(guān)閉。

通過(guò)這種方式實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，有很多好處，比如，人在使用洗手間時(shí)不需要關(guān)心開(kāi)或關(guān)燈的問(wèn)題。你一會(huì)兒就會(huì)知道的電路，會(huì)自動(dòng)為這個(gè)人做這件事。

該電路還被設(shè)計(jì)為消耗較少的電力，因此該電路可以在任何家庭或公共洗手間使用，而不必?fù)?dān)心電費(fèi)問(wèn)題。

洗手間自動(dòng)燈開(kāi)關(guān)電路圖

所需部件 

帶磁鐵的干簧管（可作為組合）。

LM741運(yùn)算放大器IC 

CD4017十進(jìn)制計(jì)數(shù)器IC 

5V繼電器模塊 

燈 

BC558 PNP晶體管

2 X 10KΩ電阻 

100Ω 電阻器 

820Ω 電阻器 

連接線 

迷你面包板 

5V電源

關(guān)于干簧管的簡(jiǎn)要說(shuō)明

干簧管是這個(gè)電路的重要組成部分之一，事實(shí)上，在這個(gè)項(xiàng)目中用來(lái)檢測(cè)門的開(kāi)關(guān)的元件是一個(gè)干簧管。下面的圖片顯示了一個(gè)典型的干簧管。

洗手間自動(dòng)燈開(kāi)關(guān) 干簧管內(nèi)部

干簧管是一種磁操作的開(kāi)關(guān)。它包含一個(gè)磁敏開(kāi)關(guān)，當(dāng)受到一個(gè)小的磁力時(shí)，它將關(guān)閉或打開(kāi)（取決于其結(jié)構(gòu)）。

有兩種類型的磁簧開(kāi)關(guān)。一種是常開(kāi)觸點(diǎn)，另一種是常閉觸點(diǎn)。

本項(xiàng)目中使用的磁簧開(kāi)關(guān)如下所示。你看不到任何東西，因?yàn)樗环旁谝粋€(gè)外殼里，但有電線的部分是干簧管，另一部分由磁鐵組成。

這是一個(gè)常開(kāi)常閉型的開(kāi)關(guān)，也就是說(shuō)，通常開(kāi)關(guān)是打開(kāi)的，當(dāng)磁鐵放在開(kāi)關(guān)附近時(shí)，它就會(huì)關(guān)閉。

干簧管主要用于檢測(cè)門是否打開(kāi)。它也可以作為一個(gè)接近傳感器使用。

電路設(shè)計(jì) 

第一個(gè)重要部件是LM741運(yùn)算放大器。它是在比較器模式下運(yùn)行的。引腳2是LM741的反相輸入，它的輸入是由兩個(gè)10KΩ電阻提供的。

干簧管的一端連接到+5V電源，另一端連接到一個(gè)PNP晶體管（BC558）的基極。此外，晶體管的基極在一個(gè)電阻器的幫助下被拉低。

晶體管的發(fā)射極連接到運(yùn)算放大器的非反相輸入，而晶體管的集電極則連接到+5V。

LM741的第1腳，即它的輸出端連接到CD4017的CLK輸入端，即它的第14腳。CD4017的第2腳與繼電器的輸入相連，第4腳則與第15腳相連。

其余的連接可以從電路圖中很容易理解。

警告：如果你打算使用一個(gè)真正的靠交流電源運(yùn)行的燈泡，在把它連接到繼電器和提供主電源時(shí)要非常小心。

工作

在繼續(xù)介紹電路的工作原理之前，我將首先解釋這個(gè)電路的預(yù)期設(shè)置。干簧管被固定在門附近的墻上，而磁鐵被固定在門上。這意味著干簧管將始終處于關(guān)閉狀態(tài)，因?yàn)楫?dāng)洗手間不使用時(shí)，門是關(guān)閉的（這被假定為起點(diǎn)），磁鐵將靠近開(kāi)關(guān)。

假設(shè)你打開(kāi)門并進(jìn)入洗手間，然后在你身后關(guān)上了門。這個(gè)動(dòng)作將使開(kāi)關(guān)打開(kāi)（當(dāng)門首先被打開(kāi)時(shí)）和關(guān)閉（當(dāng)你關(guān)門時(shí)）。

因此，運(yùn)算放大器的輸出為高電平（當(dāng)你打開(kāi)門時(shí)），然后為低電平（當(dāng)你關(guān)門時(shí)）。由于CD4017的第2針腳與繼電器相連，燈將被打開(kāi)。

現(xiàn)在，當(dāng)你在盥洗室完成工作后，你將再次打開(kāi)門，從盥洗室出來(lái)并關(guān)門。這個(gè)動(dòng)作將再次引起同樣的動(dòng)作，即開(kāi)關(guān)將打開(kāi)和關(guān)閉，運(yùn)算放大器的輸出將變成高電平，然后變成低電平。

但是，由于CD4017的第4針與復(fù)位針相連，所有的輸出將變成低電平，因此繼電器將被關(guān)閉，這反過(guò)來(lái)又關(guān)閉了燈。 

電路的操作 

連接好電路并接通電源。

打開(kāi)盥洗室的門，進(jìn)入盥洗室并關(guān)上身后的門。

這個(gè)動(dòng)作將打開(kāi)洗手間的燈。

完成后，打開(kāi)門，離開(kāi)盥洗室并關(guān)上門。

這個(gè)動(dòng)作將關(guān)閉洗手間的燈光。