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一個觸摸觸發(fā)的延時開關電路。
在電路中,IC1A的第1腳和IC1B的第5腳平時均接在高電平“1”上,使其均為開門狀態(tài),而IC1B的另一個輸入端第6腳由于在穩(wěn)態(tài)時C1經過R2已充好電,所以也為高電平“1”狀態(tài),因此IC1B的輸出端(第4腳)為低電平“0”狀態(tài),經過電阻R3加至三極管V1的基極,V1截止,繼電器K處于斷開狀態(tài),LED1熄滅。當人手觸摸開關的2個電極時,由于人的手指電阻較小,大約只有幾十千歐到幾百千歐,與皮膚表面的濕潤程度有關。而R1的阻值較大,因此IC1A的第2腳由原先的低電平“0”變?yōu)楦唠娖健發(fā)”狀態(tài),輸出端(第3腳)變?yōu)榈碗娖健?”狀態(tài),二極管VD1導通,電解電容C1通過VD1放電,這樣IC1B的第6腳將變?yōu)榈碗娖健?”,輸出端第4腳變?yōu)楦唠娖健?”狀態(tài),再經過R3加到V1基極,V1導通,繼電器K吸合,LED1點亮,表示開關接通。
當手指離開觸摸電極后,IC1A輸出又恢復為高電平“1”狀態(tài),VD1截止,C1又經R2充電,當C2上的電壓升高到一定值時,IC1B輸出又變?yōu)榈碗娖健?”狀態(tài),V1恢復截止,繼電器K釋放,LED1熄滅,完成一次延時過程。
延時時間的長短取決于R2和C1的乘積,取值越大,延時時間越長。另外,還可以在R1兩端并聯(lián)一只妖零2瓷片電容,以濾除干擾雜波,讓電路工作更加穩(wěn)定。觸摸電極可用兩根剝掉絕緣外皮后的導線代用。由于電路觸發(fā)依靠人體手指上的電阻,如果使用其他非電池電源給電路供電,建議在電源正極與觸摸電極(原理圖中的上端電極)之間再串接一只100千歐的電阻,以確保對人體的安全,不發(fā)生觸電事故。
本電路只使用了四凌夭夭芯片的兩個與非門,其余未用到的與非門輸入端不要懸空,應接在高電平或低電平上。
最簡單觸摸延時電路圖(一)
這里介紹一個簡單實用的觸摸延時開關電路,它具有簡單、廉價、性能好等特點,很適合愛好者自行制作。
電路原理:
延遲開關電路見圖D1—D1,SCR組成開關的主回路,BG1,BG2等組成開關的控制回路。
平時,BG1,BG2均處于截止狀態(tài),SCR阻斷,電燈H不亮。此時220V交流電經D1--D4整流、R3和DW使LED發(fā)光,用作夜間指示開關位置。這時流過H的電流僅2mA左右,不足使電燈H發(fā)光。需要開燈時,只有用手指摸一下電極片M,因人體泄露電流經R5,R6注入BG2的基極,BG2迅速導通。BG2集電極為低電平,BG1也隨之導通,因此有觸發(fā)電流經BG1注入SCR的控制極使SCR開通,電燈H就通電發(fā)光。在BG2導通瞬間,C1通過BG2的c-e極間被并聯(lián)在DW的兩端,因此被迅速充上約12V左右的電壓。電燈點亮后,人手離開M,雖然BG2恢復截止狀態(tài)但由于C1所存儲的電荷通過R1向BG1發(fā)射結放電,使BG1依然保持導通狀態(tài),所以電燈繼續(xù)發(fā)亮。當C1電荷基本放完后,BG1恢復截止態(tài),SCR失去觸發(fā)電流,當交流電過零時,SCR關斷,電燈熄滅。
開關延遲時間主要由電阻R1,R2和電容C1的數(shù)值決定,下面提供一組實驗數(shù)據(jù)供大家參考。如要進一步增大延時時間,可加大C1容量。除上述主要因素外,BG1的放大倍數(shù)以及SCR的觸發(fā)靈敏度對延時時間也有影響。
注意:本電路與市電直接相接,在調試過程中要十分注意,以免觸電。有條件的朋友,可以先用隔離變壓器把市電隔離,再進行調試。電阻R6的引線要短,一頭直接焊在電極片M的背面,另一頭焊上一跟軟線,再接到印板上的R5。采用兩個高阻值電阻的目的是為了確保使用者的絕對安全。
最簡單觸摸延時電路圖(二)
圖中為觸摸延時開關實驗電路。它由整流二極管VD1~VD4組成全波橋式整流電路,作為集成電路工作電源,四2輸入端與非門4011、單向晶閘管VS1等組成觸摸開關電路。全波橋式整流電路輸出高達200V脈動直流電,經過電阻器R1、R2分壓,并通過電容器C1濾波,輸出約13V的直流電,作為IC工作電源。在照明燈EL亮時,4011穩(wěn)態(tài)工作總電流不到20μA,燈熄滅時401l電流(用50μA量程)幾乎無法測出,足見CMOS集成電路的低功耗。此外,在照明燈EL點亮時,R2分壓降至2V,4011仍能工作,這就是選用CMOS數(shù)字集成電路的原因。
當用手觸摸金屬片A端時,通過降壓電阻器R3、R4將感應交流電信號加在IC—1輸入端,在交流電正半周時,IC-1的l、2腳為高電平,其輸出端下跌為低電平,與之相連IC-2輸出端4腳上升為高電平,通過開關二極管VD5向定時電容器C2充電,使得IC-3輸入端上升到高電平,其輸出端10腳為低電平,IC-4輸出端11腳為高電平,通過電阻器R7加在單向晶閘管控制電極G上,觸發(fā)VS1導通,負載照明燈EL點亮。當C2充電電荷通過定時電阻器R6逐漸放電,使電壓下降到低于CMOS門開啟電壓時,IC-3輸出端上升為高電平,IC-4輸出端為低電平,單向晶閘管阻斷,EL熄滅。當R6為1MΩ、C2為10μF時,觸摸開關控制延時約17s,C2換成22μF時,延時增加一倍,C2為47μF延時已綽綽有余。
在觸摸開關電路中,R5為下拉電阻器,盡管其電阻值為1MΩ,但與非門IC-1輸入端為低電平,說明CMOS數(shù)字集成電路輸入阻抗非常高。四2輸入端與非門4011剩余的輸入端不能懸空,采用并接方式,當作非門使用。IC也可選用四2輸入端或非門4001。
最簡單觸摸延時電路圖(三)
聲控電路開關由聲控電路、單穩(wěn)延時電路和可控硅驅動電路組成。
電容降壓整流電路為聲控開關電路提供VDD=6V直流電壓。IC1采用專門的聲控集成電路SK-Ⅰ,該集成電路內含雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和三極放大器。平時,IC1的輸出端9腳呈低電平;而當拾音器B收到擊掌聲等音響信號時,IC1內的雙穩(wěn)態(tài)翻轉,9腳轉呈高電平,VT1飽和導通,由于IC2(555)的2腳觸發(fā)電平小于1/3VDD,則555置位,3腳呈高電平,SCR觸發(fā)導通,燈亮。
555和R4、C4等組成單穩(wěn)定時電路,定時時間即單穩(wěn)態(tài)的暫穩(wěn)時間TD=1.1R4C4,圖示參數(shù)約為2分鐘。以上是入夜或無光照時,IC2才會翻轉,因為555的復位端4腳受控于VT2的導通或截止。白天因有光照,光敏三極管3DU5呈低阻,VT2飽和導通,555的4腳呈低電平(小于0.7V),555處于強制復位狀態(tài),IC2對外來觸發(fā)信號無反應;天黑后,3DU5呈高阻,VT2截止,555的4腳為高電位,處于待觸發(fā)狀態(tài)。
若要加長燈亮的時間,可通過加大R4C4的充電時間常數(shù)來實現(xiàn)。
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