방의 불을 끈 뒤, 다시 켜려면 결국 침대에서 일어나야 한다는 사실을 깨달은 적이 있나요? 때로는 아주 간단한 일도 놀라울 만큼 불편해질 수 있습니다.

간단한 적외선 리모컨으로 220 V 램프를 원격으로 제어하면서마이크로컨트롤러를 사용하지 않을 수 있다면 어떨까요?

이 프로젝트에서는 간단한 IR 원격 제어 램프 를 TSOP38 적외선 수신기, CD4017 디케이드 카운터, 릴레이를 사용해 제작합니다.

이 시스템은 리모컨 버튼을 한 번 누르는 간단한 동작으로 작동하며, 누를 때마다 램프의 상태가 바뀝니다. 이전 Instructable에서 제작한 동일한 IR 이미터를 송신기로 사용할 수 있으므로, 이 프로젝트는 IR 시스템의 다음 단계라고 할 수 있습니다.

편리함을 넘어, 이 방식은 전기 부하를 제어하고 싶지만 스위치를 직접 조작할 필요가 없는모든 경우에도 유용할 수 있습니다.

이 회로는 마이크로컨트롤러 없이, 간단하고 쉽게 구할 수 있는 전자 부품을 사용해 의도적으로 구성하여 적외선 신호를 실용적인 제어 시스템으로 변환하는 방법을 보여줍니다.

배우게 될 내용

이 튜토리얼을 마치면 다음을 할 수 있습니다:

1. 다음과 같은 IR 수신기와 CD4017 를 사용하여 램프를 원격으로 제어하는 방법을 이해합니다.
2. 다음과 같이 CD4017을 토글 컨트롤러로 구성 하여 단일 램프를 제어합니다.
3. 다음과 같은 릴레이를 통해 220 V 램프를 제어합니다.

STEP 1. 준비물

1. CD4017 1개
2. TSOP38 IR 수신기 1개
3. LED 1개
4. 전자기 릴레이 1개
5. 1N4007 다이오드 2개
6. 2N2222 트랜지스터 1개
7. 100 nF 커패시터 1개
8. 100 uF 커패시터 2개
9. 220 uF 커패시터 2개
10. 10 kΩ 저항기 2개
11. 20 kΩ 가변저항기 1개
12. LM358 1개
13. 78L05 1개
14. 브레드보드/프로토타이핑 베로보드 1개
15. 브레드보드용 점퍼 와이어

STEP 2. 안전 경고 — 220 V 주전원 전압

이 프로젝트에는 220 V AC 주전원 전압이 사용되며, 이는 심각한 부상, 감전, 화재 또는 사망을 초래할 수 있습니다.

회로를 제작하거나 수정하기 전에:

1. 회로를 주전원에서 분리하십시오 . 변경하거나 배선을 다루기 전에는 전원을 차단하십시오.
2. 회로가 220 V에 연결되어 있을 때 노출된 도체를 절대 만지지 마십시오.
3. 적절히 절연된 전선, 커넥터 및 인클로저를 사용하십시오.
4. 저전압 제어 회로는 주전원부와 전기적으로 격리하십시오.
5. 주전원 전압 회로에 대한 경험이 없다면, 자격을 갖춘 전기기사 또는 숙련된 기술자에게 도움을 요청하십시오.

회로가 꺼진 것처럼 보여도 모든 220 V 연결부를 잠재적으로 위험한 것으로 취급하십시오.

STEP 3. 회로 이해하기

이 시스템은 다음 다섯 가지 주요 블록으로 구성됩니다:

IR 수신기 → 비교기 → CD4017 → 릴레이 드라이버 → 릴레이 → 220V 램프

다음 IR 수신기 는 리모컨에서 전송되는 38 kHz 적외선 신호를 감지하고 출력에서 전기 펄스를 생성합니다.

다음 LM358 비교기 는 수신기의 출력을 기준 전압과 비교하여 이 신호를 조정하고, CD4017에 적합한 깨끗한 논리 레벨 펄스를 생성합니다.

다음 CD4017 은 10진 카운터로 작동하며 클록 펄스를 받을 때마다 출력 상태를 변경합니다. 이를 통해 리모컨을 한 번 누를 때마다 램프를 ON과 OFF 사이에서 전환할 수 있습니다.

다음 릴레이 드라이버는 2N2222 트랜지스터를 중심으로 구성되며, 릴레이 코일을 여자하는 데 필요한 전류를 제공합니다.

마지막으로, 릴레이 는 램프에 공급되는 220 V 전원을 전환하여 저전압 제어 회로가 AC 부하를 안전하게 작동할 수 있도록 합니다.

STEP 4. CD4017 구성

다음의 CD4017 은 10진 카운터입니다. 유효한 클록 펄스가 입력될 때마다 HIGH 상태가 한 출력에서 다음 출력으로 이동합니다:

Q0 → Q1 → Q2 → Q3 → ... → Q9 → Q0

카운터가 진행되려면:

1. Clock Inhibit = LOW → 클록 펄스가 수용됩니다.
2. Clock = rising edge → 카운터는 각 상승 에지에서 진행됩니다.
3. Master Reset = LOW → 정상 카운팅 동작.

The Master Reset 입력은 카운터를 Q0으로 강제로 되돌리는 데 사용됩니다. HIGH이면 클록과 관계없이 카운터가 즉시 Q0으로 돌아갑니다.

The Clock Inhibit 입력은 카운터가 클록 펄스를 받아들일지 여부를 제어합니다. HIGH이면 카운터가 카운팅을 중지합니다.

이 회로에서는 Q0, Q1, and Q2 를 사용하여 램프를 제어하고 원하는 ON/OFF 시퀀스를 만듭니다.

STEP 5. 램프 제어 시퀀스 만들기

CD4017의 Q0, Q1, and Q2 만 사용하여 ON/OFF 시퀀스를 만듭니다.

클록 펄스 활성 출력 램프

초기 상태 Q0 = HIGH ON

첫 번째 펄스 → 클록 Q0 → LOW, Q1 → HIGH OFF

두 번째 펄스 → 클록 Q1 → LOW, Q2 → HIGH OFF

Q2 → Master Reset Q2 → LOW, Q0 → HIGH ON

Q2가 HIGH가 되면, Master Reset을 활성화하여 CD4017을 Q0으로 되돌립니다.

이로써 간단한 토글 기능이 만들어집니다. 리모컨의 각 펄스가 램프의 상태를 변경합니다.

STEP 6. IR 수신기 신호 조정

TSOP38 출력은 38 kHz IR 신호를 감지하면 상태가 변합니다.

그러나 수신기는 IR 버스트 동안 빠르게 변하는 신호를 출력합니다. CD4017에는 동일한 버스트 동안 여러 펄스가 아니라 IR 명령 하나당 클록 펄스 하나만 입력되기를 원합니다.

이를 위해 간단한 펄스 조정 회로를 사용합니다:

1. 100 nF 커패시터가 펄스를 저장합니다.
2. 10 kΩ 저항은 접지로 방전되는 경로를 제공합니다.
3. 다이오드는 커패시터를 LM358 출력과 절연하고, 38 kHz 버스트 동안 LM358 출력이 커패시터를 방전시키는 것을 방지합니다.

이를 통해 IR 수신기 출력의 빠른 동작을 깨끗한 단일 펄스 로 변환하여 CD4017 Clock 입력에 적합하게 만듭니다.

따라서 감지된 각 IR 명령은 하나의 클록 펄스를 생성하고, CD4017을 다음 출력으로 진행시킵니다.

STEP 7. 회로 구성하기

이제 시스템의 각 부분이 어떻게 작동하는지 이해했으므로 전체 회로를 구성할 수 있습니다.

아래 회로도를 참고하여 연결하세요:

1. 다음 TSOP38 IR 수신기
2. 다음 펄스 조정 회로
3. 다음 CD4017
4. 다음 2N2222 릴레이 드라이버
5. 다음 1N4007 보호 다이오드
6. 다음 릴레이
7. 다음 LED 표시기

완성된 회로와 제작이 끝난 프로토타입은 위에 나와 있습니다.

STEP 8. 회로 테스트

리모컨을 테스트하기 전에 먼저 LM358 비교기의 검출 임계값 을 조정하세요.

비교기의 비반전 입력(+)에 연결된 포텐셔미터를 사용하여 기준 전압을 약 3 V로 설정하세요. 멀티미터로 전압을 측정하고 원하는 임계값에 도달할 때까지 트리머를 조정하세요.

임계값을 올바르게 조정한 후 IR 송신기를 TSOP38 수신기 쪽으로 향하게 하고 리모컨 버튼을 누르세요.

누를 때마다 램프가 토글되어야 합니다:

1. 첫 번째 누름 → 램프 꺼짐
2. 두 번째 누름 → 램프 켜짐

회로가 한 번에 한 번씩 누르는 동작 에 안정적으로 반응하고 릴레이가 올바르게 전환되는지 확인하세요.

안전: 릴레이 접점은 220 V 상용 전원 전압 에 연결됩니다. 회로를 변경하기 전에 전원을 분리하고, 적절한 절연 및 전기 안전 수칙을 준수하세요.

원문: https://www.instructables.com/Build-an-IR-Remote-Controlled-Lamp-With-a-CD4017/