Schéma de circuit et fonctionnement de l'interrupteur d'éclairage automatique de la salle de bain

Comment faire un circuit d'interrupteur automatique d'éclairage de salle de bain ?

Chaque fois que nous entrons dans nos toilettes, nous allumons les lumières et les éteignons chaque fois que nous partons. Mais parfois, nous oublions d'éteindre les lumières et autres appareils en sortant des toilettes. Par ces erreurs stupides, nous gaspillons beaucoup d'électricité chaque jour et cela diminue également la durée de vie de l'ampoule. Nous devrions donc créer un appareil capable d'allumer et d'éteindre automatiquement les lumières de la salle de bain. Nous vous apportons la solution à ce problème en créant un circuit qui peut automatiquement allumer les lumières chaque fois que quelqu'un entre dans les toilettes et éteindre les lumières lorsque quelqu'un quitte les toilettes. Les avantages de ce circuit sont que la personne n'a pas à se soucier du gaspillage d'électricité. De plus, la personne n'a pas à se soucier des factures d'électricité car cela réduira certainement la consommation d'énergie. Pour cette raison, nous allons concevoir un simple interrupteur d'éclairage automatique pour salle de bain ou d'autres pièces connexes si nécessaire.

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Composants requis

• CI d'amplificateur opérationnel LM741
• CI de compteur de décades CD4017
• Transistor BC558 PNP
• Interrupteur Reed avec aimant
• Ampoule
• Module relais 5 V
• Deux résistances de 10k Ω
• Résistance 100 Ω 
• Résistance 820Ω
• Fils de connexion

Schéma du circuit de l'interrupteur d'éclairage automatique de la salle de bain

Le schéma de circuit de cet appareil se compose de deux composants principaux :l'amplificateur opérationnel IC LM741 et le compteur de décades IC CD4017. Une extrémité du commutateur Reed est connectée à l'alimentation + 5V tandis que l'autre est connectée à la base du transistor BC558 PNP. Le collecteur est relié au +5 volts et l'émetteur est relié à l'entrée non inverseuse de l'amplificateur opérationnel. La broche de sortie du LM741 connectée à la broche d'horloge du CD4017. La broche 2 est la broche de sortie du CD4017 qui est connectée à la broche d'entrée du relais. La broche 4 du CD4017 est connectée à la broche RESET du CD4017.

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Avant d'aller plus loin dans le projet, je vais vous informer des composants que nous allons utiliser dans le projet de circuit d'interrupteur automatique.

Interrupteur Reed avec aimant

L'interrupteur Reed est un interrupteur électromagnétique qui est utilisé pour contrôler le flux de courant dans un circuit. Dans ce projet, un interrupteur à lames est utilisé pour détecter l'ouverture et la fermeture de la porte. Il contient un petit interrupteur sensible magnétique soumis à une petite force magnétique qui allumera ou éteindra l'interrupteur. Le commutateur Reed est composé de deux ou plusieurs anches ferreuses. L'interrupteur est enfermé dans une petite enveloppe en forme de tube de verre. Les anches deviennent magnétisées et se déplacent ensemble ou se séparent chaque fois qu'un champ magnétique est déplacé vers l'interrupteur..

Il existe deux types d'interrupteurs à lames :normalement ouverts et normalement fermés. Dans l'interrupteur normalement fermé, ne vous touchez pas initialement et lorsqu'il est mis en contact avec un aimant, il tire une anche à l'autre et complète le circuit. Le fonctionnement du circuit normalement fermé est son contraire. Initialement, les deux anches sont connectées l'une à l'autre et lorsqu'un aimant est mis en contact avec les anches, deux anches se séparent. Cet interrupteur à lames sera installé dans le portail pour détecter l'ouverture et la fermeture de l'interrupteur.

CI d'amplificateur opérationnel LM741

LM741 est un circuit intégré d'amplificateur opérationnel qui est un amplificateur de tension électronique à gain élevé couplé en courant continu. Il n'a qu'un seul amplificateur opérationnel qui est utilisé pour comparer deux signaux inverseurs et non inverseurs. La plupart des amplificateurs opérationnels ont un gain CC plus élevé, ils peuvent donc être utilisés comme amplificateurs de tension et pour effectuer des opérations mathématiques dans divers circuits.

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Pinout du LM741 :

N° de broche	Nom	Description
1	Décalage nul	Utilisé pour définir la tension de décalage CC
2	Entrée –	Inversion du signal d'entrée
3	Entrée +	Signal non inverseur
4	V-	Alimentation au sol ou négative
5	Décalage nul	Utilisé pour définir la tension de décalage CC
6	Sortie	Sortie de l'amplificateur opérationnel
7	V+	Alimentation positive
8	NC	Pas de connexion

Ce circuit intégré d'amplificateur opérationnel est utilisé comme circuit intégré de comparaison dans les circuits mathématiques. Si la tension à l'entrée non inverseuse (+) est supérieure à l'entrée inverseuse (-), la sortie de l'amplificateur opérationnel est HAUTE. Si la tension à l'entrée non inverseuse (+) est inférieure à l'entrée inverseuse (-), alors la sortie de l'amplificateur opérationnel est FAIBLE.

LM741 IC a diverses applications dans les circuits électriques tels que comparateur, amplificateur CC, intégrateur, différenciateur, amplificateurs sommateurs, multivibrateur, filtres actifs et applications de rétroaction générales.

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CD4017 Compteur de décades

Le CD4017 est un circuit intégré de compteur de décades CMOS. Le CD4017 est utilisé pour les applications de comptage à faible portée. Ce circuit intégré est capable de compter de zéro à dix (le nombre de décennies). La tension d'alimentation de ce circuit intégré est comprise entre 3 et 15 volts et est également compatible avec la logique des transistors (TTL). La vitesse d'horloge du CD4017 est de 5 MHz,

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Ce circuit intégré est principalement utilisé dans les applications de comptage et active 10 sorties séquentiellement dans un temps prédéfini et réinitialise le comptage chaque fois que nécessaire. Il indique l'état de la broche de comptage à l'aide de Carry pin. Ce circuit intégré contient 10 broches de sortie allant de Q0 à Q9. Le CD4017 IC fonctionne de 3 volts à 15 volts mais généralement il est alimenté à 5 volts sur la broche VDD et mis à la terre sur la broche Ground du CI. Le CI incrémente le compteur de 0 à 9 (Q0 à Q9) chaque fois dans une séquence qu'il détecte une impulsion haute de la broche d'horloge.

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Cette séquence peut être interrompue par les broches RESET et Clock Enable. Par défaut, les deux broches sont mises à la terre, mais si nous établissons la broche RESET HIGH, le comptage recommence à zéro, par exemple si le comptage est à la broche 5 et si nous établissons la broche HIGH RESET à ce stade, le compteur arrive à la broche 0. Si nous faisons une broche d'activation de l'horloge, le comptage s'arrête à ce point, par exemple si nous rendons HIGH l'activation de l'horloge lorsque le compteur était à la broche 5, le compteur s'arrête et s'arrête à la broche 5.

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Pinout de Compteur CD4017  :

N° PIN	NOM	DESCRIPTION
1 à 7	Broches de sortie	Broches de sortie 5, 1, 0, 2, 6, 7 et 3 respectivement
8	GND	Broche de mise à la terre
9 à 11	Broches de sortie	Broches de sortie 8, 4 et 9 respectivement
12	Réalisation	Il effectue un cycle complet tous les 10 cycles d'horloge
13	Activer l'horloge	Activer la broche active le CD4017 IC
14	Horloge	Le signal d'horloge est fourni à cette broche
15	Réinitialiser	Pin pour remettre le compteur à 0
16	VDD	3 volts à 15 volts

Ce CD4017 IC a de nombreuses applications dans la mesure à distance, l'automobile, l'électronique médicale. Ceci est principalement utilisé comme compteur dans un compteur binaire ou un décodeur binaire. Ce circuit intégré est également utilisé dans les matrices LED, les chasseurs LED et d'autres projets LED.

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Transistor BC558 PNP

BC558 est un transistor PNP dans lequel le collecteur et l'émetteur seront en polarisation directe. Lorsque la broche de base est maintenue au sol et sera ouverte (polarisation inverse) lorsqu'un signal est fourni à la broche de base. C'est ainsi qu'un transistor NPN est différent d'un transistor PNP. Il est utilisé dans les applications de commutation et d'amplification.

Le gain de ce transistor PNP est de l'ordre de 110 à 800. Le courant de crête qui pourrait traverser la broche Collector est de 200 mA, ceci combiné avec la valeur de gain élevée qui rend c'est un choix idéal pour les applications d'amplification audio. Il est également utilisé en complément des transistors BC546 à BC550. Une tension continue fixe est nécessaire pour que le terminal fonctionne dans la région respective de ses courbes caractéristiques. Le transistor permet de faire circuler un courant de 100 mA à travers l'émetteur et le collecteur dans un état entièrement polarisé. Par conséquent, la région est nommée région de saturation. La tension typique autorisée aux bornes du collecteur-émetteur ou de la base-émetteur peut être comprise entre 200 mV et 900 mV. Lorsque la base de courant du transistor BC558 est retirée, le transistor devient complètement éteint, et nous appelons que le transistor est dans la région de coupure.

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Fonctionnement du Automatique Circuit d'interrupteur d'éclairage de salle de bain

Connectez correctement le circuit comme indiqué dans le schéma de circuit. L'interrupteur à lames est fixe tandis qu'un aimant est fixé au mur pour changer l'état de l'interrupteur à lames. Cela signifie que le commutateur à lames restera toujours à l'état fermé lorsque la porte est fermée et qu'il restera à l'état ouvert lorsque la porte est ouverte. Donc, d'abord, vous allez ouvrir la porte, puis la fermer. Pendant ce temps, l'état de l'interrupteur à lames changera deux fois, une fois lors de l'ouverture et une seconde lors de la fermeture de la porte. L'ouverture de la porte aura pour effet de mettre l'amplificateur opérationnel à HIGH, puis la fermeture de la porte fera passer l'amplificateur opérationnel à l'état LOW. Cela changera l'état du compteur à la broche 2 qui est en outre connectée à la sortie du relais et donc les lumières s'allumeront.

Après avoir terminé votre travail dans les toilettes, vous ouvrirez la porte puis vous la refermerez. Cela changera également le débit de l'amplificateur opérationnel HIGH à LOW. Par conséquent, il changera l'état du compteur de la broche 2 à la broche 4. La broche 4 est connectée au bouton de réinitialisation qui amènera le compteur à la broche 0, ce qui éteindra le relais et donc l'ampoule. Voici comment fonctionne l'interrupteur d'éclairage automatique .

De cette façon, vous pouvez créer un appareil comme un interrupteur marche/arrêt automatique qui peut allumer et éteindre automatiquement la lumière de la salle de bain sans intervention humaine.

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