電路圖(ASCII 符號原理圖)
+VCC (5V - 12V) ------------------------------------+---------------+
| |
+---+ [KA] (繼電器線圈)
| | |
[R1 10K] +----+---- [D1 1N4007] (保護二極體)
| | | |
壓電片 (Piezo) +---+ +----+
+--------------+ | |
| |----+-----------------[C1 100nF]------- [ Pin 2 ] |
| (敲擊產生) | | (TRIG) |
| 微弱電壓 | [D2 5.1V 齊納二極體] | / (C)
| | | +-------+ B--| Q1 NPN 晶體管 (2N2222/BC547)
+--------------+----+ | | \ (E)
| | | NE555 | |
| [R2 1M] | | |
| | +-------+ |
GND ---+------------+--------------------------------| Pin 1 |-----------+-------------------- GND
(GND)555 IC 腳位補充說明:
Pin 2 (TRIG):訊號觸發端,低電位時觸發。
Pin 3 (OUT):接至 Q1 晶體管基極(B),透過 1kΩ 電阻驅動 Q1。
Pin 4 (RESET) & Pin 8 (VCC):直接接 +VCC。
Pin 6 (THRES) & Pin 7 (DISCH):兩腳併接後,經由一個 100kΩ 可變電阻接至 +VCC,並接一個 10µF 電容到 GND(用來調節繼電器吸合的延遲時間)。
主要電子元件符號與說明
壓電感測片(Piezo Disc)
符號與作用:原理圖中常表示為二端感測器或電容符號。受壓或受敲擊時會產生脈衝電壓。
保護與保護限壓組件(D2 & R2)
R2 (1MΩ):洩放電阻,平時將觸發端拉至穩定狀態,防止誤觸發。
D2 (5.1V Zener 二極體):防護作用。壓電片敲擊瞬間可能產生數十伏特的高壓,5.1V 齊納二極體能將電壓鉗位,避免燒毀 555 IC 或晶體管。
電容 C1 (100nF / 0.1µF)
作為交流訊號耦合,僅傳遞敲擊瞬間的高頻/脈衝訊號至 555 Pin 2。
NE555 定時器 IC
符號:矩形方塊 IC。
作用:當壓電片被敲擊時,Pin 2 收到低電位脈衝,Pin 3 輸出高電位,並持續一段時間(由 RC 時間常數決定),讓繼電器穩定吸合,不會因為敲擊太快而抖動。
NPN 晶體管 Q1(2N2222 / BC547)
符號:→(帶箭頭的晶體管符號,B-基極、C-集極、E-射極)。
作用:
開關控制,放大 555 輸出的訊號以驅動繼電器線圈。
二極體 D1(1N4007)
符號:(飛輪/續流二極體)。
作用:與繼電器線圈並聯(反向偏壓)。當繼電器斷電瞬間,線圈會產生高壓反電動勢,D1 可吸納此電流以保護晶體管 Q1 不被擊穿。
繼電器(Relay, KA)
符號:方框(線圈)與單刀雙擲(SPDT)觸點開關。
作用:隔離高壓/大電流,控制後端設備(如電燈、警報器、馬達)的開啟與關閉。
實作注意事項與調校建議
靈敏度調整:若發現太容易誤觸發,可以在壓電片兩端並聯一個 10kΩ ~ 100kΩ 的可變電阻,分流掉微小的震動訊號。
延遲時間調整:調整接在 555 Pin 6/7 的 RC 元件,時間計算公式為:
例如:、 時,繼電器吸合時間約為 1.1 秒。
這張圖呈現了製作壓電觸發電路所需的實體零件:包括左下角帶有紅黑導線的金色圓盤形壓電片、中間透明外殼的 5V 繼電器,以及一個已經焊接好 555 計時器 IC、轉接晶體管、電阻和電容的電路板原型。
麵包板(Breadboard)上直接用實體電子零件接線的詳細分步與實體佈局說明如下,方便您動手組裝:
面包板實體元件佈局說明
把麵包板直立放置,中間有一條中央凹槽(將上下或左右兩區的腳位分開):
1. 核心 IC 跨接
將 NE555 定時器 IC 跨接在麵包板中央凹槽上:
左側腳位(從上到下):Pin 1 (GND), Pin 2 (TRIG), Pin 3 (OUT), Pin 4 (RESET)
右側腳位(從上到下):Pin 8 (VCC), Pin 7 (DISCH), Pin 6 (THRES), Pin 5 (CONTROL)
2. 電源軌接線
電源正極 (+VCC 5V~12V) 接麵包板頂部的紅色電源軌 (+)。
電源負極 (GND) 接麵包板底部的藍色/黑色電源軌 (-)。
用跳線把 Pin 4 和 Pin 8 連接到 +VCC。
用跳線把 Pin 1 連接到 GND。
3. 壓電片與輸入防護區(接在 555 Pin 2 左側)
壓電片:
紅線(正極) 插在麵包板空白一列(設為 A 點)。
黑線(負極) 直接插進 GND 電源軌。
1MΩ 電阻 (R2):一端插 A 點,另一端插 GND 電源軌。
5.1V 齊納二極體 (D2):
黑色環標誌端(陰極) 插 A 點。
另一端(陽極) 插 GND 電源軌。
100nF 陶瓷電容 (C1):一端插 A 點,另一端插 555 的 Pin 2。
10kΩ 電阻 (R1):一端插 555 的 Pin 2,另一端插 +VCC 電源軌。
4. 延遲定時區(接在 555 Pin 6/7 右側)
用短跳線將 Pin 6 與 Pin 7 連接在一起。
100kΩ 可變電阻 (VR1):
中間腳與任意一側腳:一端接 +VCC,另一端接 Pin 6/7。
10µF 電解電容 (C2):
長腳(正極 +) 插 Pin 6/7。
短腳(負極 -,有灰色條紋) 插 GND 電源轨。
5. 繼電器驅動區(接在 555 Pin 3 右側)
1kΩ 電阻 (R3):一端接 555 的 Pin 3,另一端接 2N2222 晶體管的 Base (基極/中間腳)。
2N2222 NPN 晶體管(平坦面朝向自己,腳位從左到右依次為 E-B-C):
E 腳(左):用跳線接 GND 電源軌。
B 腳(中):接 1kΩ 電阻。
C 腳(右):接繼電器線圈的一端。
繼電器模組 / 繼電器線圈 (Relay):
線圈腳 1:接晶體管 C 腳。
線圈腳 2:接 +VCC 電源軌。
1N4007 保護二極體 (D1)(並聯於繼電器線圈兩端):
有銀色環端(陰極) 接 +VCC(即線圈腳 2)。
另一端(陽極) 接晶體管 C 腳(即線圈腳 1)。
接線自我檢查清單
二極體方向:
齊納二極體黑環接訊號端,無環接 GND。
1N4007 銀環接 +VCC,無環接晶體管 C 腳。
電容極性: 電解電容長腳為正,短腳為負接 GND。
555 重置腳:確認 Pin 4 已接到 +VCC,否則 IC 會保持在重置狀態無法觸發。
這張圖呈現了製作壓電觸發電路所需的實體零件:包括左下角帶有紅黑導線的金色圓盤形壓電片、中間透明外殼的 5V 繼電器,以及一個已經焊接好 555 計時器 IC、轉接晶體管、電阻和電容的電路板原型。
我要實體電子零件電路實體配線圖
+VCC (5V - 12V) ------------------------------------+---------------+
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+---+ [KA] (繼電器線圈)
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[R1 10K] +----+---- [D1 1N4007] (保護二極體)
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壓電片 (Piezo) +---+ +----+
+--------------+ | |
| |----+-----------------[C1 100nF]------- [ Pin 2 ] |
| (敲擊產生) | | (TRIG) |
| 微弱電壓 | [D2 5.1V 齊納二極體] | / (C)
| | | +-------+ B--| Q1 NPN 晶體管 (2N2222/BC547)
+--------------+----+ | | \ (E)
| | | NE555 | |
| [R2 1M] | | |
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GND ---+------------+--------------------------------| Pin 1 |-----------+-------------------- GND
(GND)
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