Bộ linh kiện + Mạch in tự động bật đèn bằng tiếng vỗ tay – LDNam

Mạch điện trong hình là một mạch điều khiển bật/tắt đèn bằng tiếng vỗ tay, thường sử dụng nguyên lý phát hiện âm thanh từ microphone để kích hoạt một chuỗi logic số và relay (rơ-le) để điều khiển tải (ở đây là đèn). Dưới đây là giải thích nguyên lý hoạt động của mạch này:

1. Cấu trúc chính của mạch:

• • Microphone (Mic): Là cảm biến âm thanh, chuyển đổi tiếng vỗ tay thành tín hiệu điện. Tín hiệu này thường là một xung điện nhỏ khi có âm thanh đủ lớn.

• • Bộ khuếch đại và lọc tín hiệu: Các transistor (Q1, Q3) và linh kiện như điện trở (R1, R2, R6, R7, v.v.) cùng tụ điện (C1, C2) tạo thành một mạch khuếch đại và lọc để tăng cường tín hiệu từ microphone và loại bỏ nhiễu, đảm bảo chỉ những âm thanh mạnh (như tiếng vỗ tay) được phát hiện.

• • IC 555 (U1): Đây là bộ định thời (timer) được cấu hình ở chế độ monostable (đơn ổn định). Khi nhận được tín hiệu từ microphone qua transistor, IC 555 tạo ra một xung thời gian ngắn, kích hoạt mạch tiếp theo.

• • IC 4013 (U3A): Là một flip-flop D, được dùng để lưu trạng thái (bật/tắt). Mỗi khi nhận được xung từ IC 555 (qua chân CLK), flip-flop sẽ chuyển đổi trạng thái đầu ra (Q) – từ cao (HIGH) sang thấp (LOW) hoặc ngược lại. Điều này tạo ra hiệu ứng bật/tắt đèn.

• • Relay (RL1, RL2): Rơ-le được điều khiển bởi đầu ra của flip-flop qua transistor (Q2) và diode (D2). Khi relay kích hoạt, nó đóng/mở công tắc để bật/tắt đèn hoặc tải nối với TERMINAL2.

• • LEDs: Các đèn LED (D1, D4, D5) được dùng để hiển thị trạng thái của mạch (ví dụ: LED sáng khi relay bật, tắt khi relay ngắt).

• • Nút bấm (SW1, SW2) và biến trở (RV1, RV2): Nút bấm có thể dùng để reset hoặc thử nghiệm mạch, trong khi biến trở điều chỉnh độ nhạy hoặc thời gian phản hồi của mạch.

2. Nguyên lý hoạt động:

• • Khi bạn vỗ tay, microphone thu nhận âm thanh và tạo ra một tín hiệu điện. Tín hiệu này được khuếch đại và lọc qua các transistor và linh kiện xung quanh, sau đó kích hoạt IC 555.

• • IC 555 tạo ra một xung thời gian ngắn (được tính toán dựa trên giá trị của R9, C3 – như công thức T = 1.1 * R * C được ghi chú trong sơ đồ, cho thời gian từ 115ms đến 9 phút 35 giây tùy chỉnh).

• • Xung này được gửi đến chân CLK của flip-flop IC 4013. Flip-flop sẽ đảo trạng thái đầu ra (Q), ví dụ: nếu trước đó đèn tắt, nay sẽ bật, và ngược lại.

• • Đầu ra Q của flip-flop điều khiển transistor Q2, kích hoạt relay RL1/RL2. Relay đóng hoặc mở mạch tải (đèn) nối với TERMINAL2, từ đó bật/tắt đèn.

• • LED D5 (hoặc các LED khác) sáng lên để báo hiệu trạng thái hiện tại của mạch.

3. Đặc điểm hoạt động:

• • Mạch yêu cầu tiếng vỗ tay đủ lớn và rõ ràng để kích hoạt, nhờ biến trở RV1 điều chỉnh độ nhạy của microphone.

• • Mạch có thể được thiết kế để bỏ qua các âm thanh nhiễu nhỏ nhờ ngưỡng lọc trong mạch khuếch đại.

• • Thời gian phản hồi và độ ổn định của mạch phụ thuộc vào giá trị của các điện trở và tụ điện (như R9, C3 cho IC 555).

4. Lưu ý:

• • Mạch cần nguồn điện 12V (như được ghi ở đầu vào +12V) để hoạt động.

• • Các công tắc SW1, SW2 có thể dùng để kiểm tra hoặc reset trạng thái nếu cần.

• • Nếu muốn thay đổi thời gian phản hồi hoặc độ nhạy, bạn có thể điều chỉnh các giá trị của biến trở (RV1, RV2) hoặc các linh kiện như R, C.

Tóm lại, mạch này sử dụng tiếng vỗ tay để tạo tín hiệu, xử lý qua các IC và linh kiện để điều khiển relay, từ đó bật/tắt đèn một cách đơn giản và hiệu quả. Đây là một ứng dụng thú vị của điện tử trong tự động hóa gia dụng