5 zanimivih vezij flip flopa - obremenitev vklopite / izklopite s pritiskom na gumb

Okoli IC 4017, IC 4093 in IC 4013 je mogoče zgraditi pet preprostih, a učinkovitih elektronskih stikalnih stikal na flip flop. Videli bomo, kako jih lahko uporabimo za vklapljanje releja izmenično ON OFF , ki bo nato z enim samim pritiskom na gumb preklopil elektronski tovor, kot so ventilator, luči ali podobna naprava.

Kaj je flip flop vezje

Vezje releja flip flop deluje na a bistabilno vezje koncept, v katerem ima dve stabilni stopnji, bodisi ON ali OFF. Ko se uporablja v vezjih za praktično uporabo, omogoča priključeni obremenitvi izmenično preklop iz stanja ON v stanje OFF in obratno kot odziv na zunanji vklop / izklop.

V naslednjih primerih se bomo naučili izdelati vezja flip flop na osnovi 4017 IC in 4093 IC. Ti so zasnovani tako, da se na pritisk na tipko odzivajo na izmenične sprožilce in skladno s tem delujejo rele in obremenitev izmenično iz stanja ON v stanje OFF in obratno.

Z dodajanjem le peščice drugih pasivnih komponent lahko vezje natančno preklapljate prek naslednjih vhodnih sprožilcev bodisi ročno bodisi elektronsko.

Lahko se upravljajo z zunanjimi sprožilci ročno ali elektronsko.

1) Preprosto elektronsko stikalo preklopnega stikala flip flop z uporabo IC 4017

Prva ideja govori o uporabnem elektronskem vezju preklopnega stikala flip flop, zgrajenem okoli IC 4017. Število komponent je tu minimalno in dobljeni rezultat je vedno do oznake.

Sklicujoč se na sliko, vidimo, da je IC ožičen v svojo standardno konfiguracijo, to je logika, ki je visoka na svojem izhodu, se spreminja z enega zatiča na drugega v vplivu uporabljene ure na svojem zatič # 14 .

Nadomestno preklapljanje na vhodu ure se prepozna kot impulzi ure in se pretvori v zahtevano preklapljanje na izhodnih zatičih. Celotno operacijo lahko razumem z naslednjimi točkami:

Seznam delov

• R4 = 10K,
• R5 = 100K,
• R6, R7 = 4K7,
• C6, C7 = 10µF / 25V,
• C8 = 1000µF / 25V,
• C10 = 0,1, DISC,
• VSE DIODE SO 1N4007,
• IC = 4017,
• T1 = BC 547, T2 = BC 557,
• IC2 = 7812
• TRANSFORMATOR = 0-12V, 500ma, VHOD PO SPECIFIKACIJAH OBMOČJA.

Kako deluje

Vemo, da se kot odziv na vsak logični visoki impulz na zatiču # 14 izhodni zatiči IC 4017 preklopijo visoko zaporedoma s # 3 na # 11 v vrstnem redu: 3, 4, 2, 7, 1, 5, 6, 9, 10 in 11.

Vendar se lahko ta postopek kadar koli ustavi in ​​ponovi tako, da katerega koli od zgornjih zatičev priključite na ponastavitveni zatič št. 15.

Na primer (v tem primeru) je pin št. 4 IC povezan s pinom št. 15, zato bo zaporedje omejeno in se bo vrnilo v začetni položaj (pin št. 3) vsakič, ko bo sekvenca (logika High) dosegla zatič # 4 in cikel se ponovi.

To preprosto pomeni, da se zdaj zaporedje preklaplja od zatiča # 3 do zatiča # 2 naprej in nazaj, kar predstavlja tipično preklopno dejanje. Delovanje tega vezja elektronskega preklopnega stikala lahko nadalje razumemo na naslednji način:

Vsakič, ko na dno T1 nanesemo pozitiven sprožilec, ta prevede in povleče zatič št. 14 IC na tla. To pripelje IC v stanje pripravljenosti.

V trenutku, ko se sprožilec odstrani, T1 preneha izvajati, zatič št. 14 takoj prejme pozitivni impulz od R1. IC to prepozna kot signal ure in hitro preklopi svoj izhod s svojega začetnega zatiča # 3 na zatič # 2.

Naslednji impulz daje enak rezultat, tako da se zdaj izhod premakne iz zatiča # 2 v zatič # 4, ker pa je zatič # 4 povezan s ponastavitvijo zatiča # 15, kot je razloženo, se situacija vrne nazaj na zatič # 3 (začetna točka) .

Tako se postopek ponovi vsakič, ko T1 sproži sprožilec bodisi ročno bodisi prek zunanjega vezja.

Video posnetek:

Nadgradnja vezja za nadzor več kot ene obremenitve

Zdaj pa poglejmo, kako je mogoče zgoraj navedeni koncept IC 4017 nadgraditi tako, da z enim samim gumbom upravlja 10 možnih električnih obremenitev.

Idejo je zahteval gospod Dheeraj.

Cilji in zahteve vezja

Sem Dhiraj Pathak iz Assama v Indiji.

V skladu s spodnjim diagramom je treba izvesti naslednje postopke -

• Stikalo za izmenični tok S1 ob prvem vklopu, AC obremenitev 1 se mora vklopiti in ostati v stanju ON, dokler se S1 ne izklopi. Med to operacijo mora AC napetost 2 ostati izključena
• Ko se S1 ponovno vklopi, se mora AC Load 2 vklopiti in ostati vklopljen, dokler se S1 ne izklopi. Med to operacijo mora AC napetost 1 ostati izključena
• Tretjič, ko se S1 ponovno vklopi, se morata oba izmenična bremena vklopiti in ostati vklopljena, dokler se S1 ne izklopi. Četrtič, ko je S1 vklopljen, se mora ponoviti cikel delovanja, kot je navedeno v korakih 1, 2 in 3.

Moj namen je uporabiti to zasnovo v svoji dnevni sobi v najetem stanovanju. Prostor ima skrito napeljavo, ventilator pa je nameščen na sredini strehe.

Luč bo priključena vzporedno z ventilatorjem kot osrednja luč prostora. Na sredini strehe ni dodatne vtičnice. Na voljo je samo vtičnica za ventilator.

Ne želim voditi ločenih žic od stikalne plošče do osrednje luči. Zato sem načrtoval logično vezje, ki lahko zazna stanje (vklop / izklop) vira napajanja in ustrezno preklopi obremenitve.

Za uporabo sredinske luči ne želim, da bi bil ventilator ves čas vklopljen in obratno.

Vsakič, ko je vezje vklopljeno, mora zadnje stanje vedenja sprožiti naslednje delovanje vezja.

Dizajn

Preprosto elektronsko stikalno vezje, prilagojeno za izvajanje zgoraj omenjenih funkcij, je prikazano spodaj, brez MCU. Zvočno tipkalno stikalo se uporablja za izvedbo zaporednega preklopa priključene luči in ventilatorja.

Zasnova je samoumevna, če dvomite glede opisa vezja, vas prosimo, da jo pojasnite s svojimi komentarji.

Elektronsko stikalo brez gumba

Glede na zahtevo in povratne informacije, ki jih je prejel g. Dheeraj, je zgornjo zasnovo mogoče spremeniti tako, da deluje brez gumba .... to je z uporabo obstoječega stikala ON / OFF na vhodni strani omrežja za generiranje določenih preklopnih zaporedij. .

Posodobljeni dizajn lahko pričate na spodnji sliki:

Še ena zanimiva Rele ON ON čarovnico z enim gumbom lahko konfigurirate z enim samim IC 4093. Spoznajmo postopke z naslednjo razlago.

2) Natančno vezje flip flop CMOS z uporabo IC 4093

Podrobnosti o izrezku IC4093

Seznam delov

• R3 = 10K,
• R4, R5 = 2M2,
• R6, R7 = 39K,
• C4, C5 = 0,22, DISC,
• C6 = 100µF / 25V,
• D4, D5 = 1N4148,
• T1 = BC 547,
• IC = 4093,

Drugi koncept govori o precej natančnem vezju z uporabo treh vrat IC 4093 . Če pogledamo sliko, vidimo, da sta vhoda N1 in N2 združena, da tvorita logične pretvornike, tako kot NE vrata.

Pomeni, da, kateri koli logična raven uporabljeni na njihovih vhodih, bodo obrnjeni na njihovih izhodih. Tudi ti dve vrati sta zaporedno povezani v obliki a konfiguracija zapaha s pomočjo povratne zanke prek R5.

N1 in N2 se takoj zaskočita, ko zaznata pozitiven sprožilec na svojem vhodu. Uveden je bil še en zapor N3, ki po vsakem naslednjem vhodnem impulzu izmenično lomi ta zapah.

Delovanje vezja lahko nadalje razumemo z naslednjo razlago:

Kako deluje

Po prejemu impulza na vhod sprožilca se N1 hitro odzove, njegov izhod spremeni stanje, zaradi česar N2 spremeni tudi stanje.

To povzroči, da se izhod N2 zviša, tako da se povratni signal (prek R5) priklopi na vhod N1 in oba zaskočka zaskočita v tem položaju. V tem položaju je izhod N2 zaklenjen na logično visoko vrednost, predhodno krmilno vezje aktivira rele in priključeno obremenitev.

Visok izhod tudi počasi polni C4, tako da zdaj en vhod vrat N3 postane visok. V tem križišču R7 drži drugi vhod N3 na logično nizki ravni.

Zdaj bo impulz na sprožilni točki tudi ta vhod za trenutek visoko naraščal, zaradi česar bo njegov izhod nizek. To bo potegnilo vhod N1 na tla prek D4 in takoj prekinilo zapah.

Tako se bo izhod N2 znižal, kar bo deaktiviralo tranzistor in rele. Vezje je zdaj v prvotnem stanju in pripravljeno na naslednji vhodni sprožilec, da ponovi celoten postopek.

3) Flip Flop vezje z uporabo IC 4013

Zaradi hitre razpoložljivosti številnih integriranih vezij CMOS je danes oblikovanje zelo zapletenih vezij postalo otroška igra in nedvomno novi navdušenci uživajo v izdelavi vezij s temi čudovitimi IC.

Ena takih naprav je IC 4013, ki je v bistvu dvojna integrirana integrirana vezja tipa D in se lahko diskretno uporablja za izvajanje predlaganih ukrepov.

Na kratko IC vsebuje dva vgrajena modula, ki ju je mogoče enostavno konfigurirati kot natikače, samo z dodajanjem nekaj zunanjih pasivnih komponent.

IC 4013 Izvlečna funkcija

IC je mogoče razumeti z naslednjimi točkami.

Vsak posamezni modul flip flop je sestavljen iz naslednjih izhodov:

1. Q in Qdash = dopolnilni izhodi
2. CLK = vnos ure.
3. Podatki = Nepomemben pin out, mora biti povezan s pozitivnim napajalnim vodom ali negativnim napajalnim vodom.
4. NASTAVITE in PONASTAVI = Dopolnilni pin izhodi, ki se uporabljajo za nastavitev ali ponastavitev izhodnih pogojev.

Izhoda Q in Qdash izmenično preklapljata svoja logična stanja kot odziv na nastavitev / ponastavitev ali izhod vhodov ure.

Ko se na vhodu CLK uporabi taktna frekvenca, se izhodni Q in Qdash izmenično spreminjata, dokler se ure ponavljajo.

Podobno lahko stanje Q in Qdash spremenite z ročnim pulziranjem nastavitvenih ali ponastavitvenih zatičev s pozitivnim napetostnim virom.

Običajno je treba nastavitveni in ponastavitveni zatič priključiti na tla, kadar se ne uporabljata.

Naslednji diagram vezja prikazuje preprosto nastavitev IC 4013, ki se lahko uporablja kot flip flop vezje in se uporablja za predvidene potrebe.

Po potrebi se lahko uporabita oba, vendar če je zaposlen samo eden od njih, poskrbite, da bodo nastavitve / ponastavitve / podatki in zatiči ure drugega neuporabljenega odseka ustrezno ozemljeni.

Primer praktične uporabe flip flop vezja si lahko ogledate spodaj z uporabo zgoraj pojasnjenega 4013 IC

Varnostno kopiranje in pomnilnik napake omrežja za flip flp vezje

Če želite vključiti pomnilnik za napake v omrežju in napravo za varnostno kopiranje za zgoraj razloženo zasnovo 4013, jo lahko nadgradite z varnostno kopijo kondenzatorja, kot je prikazano na naslednji sliki:

Kot je razvidno, je z napajalnim terminalom IC dodana mreža kondenzatorjev in uporov visoke vrednosti ter nekaj diod, ki zagotavljajo, da se shranjena energija znotraj kondenzatorja uporablja za dovajanje samo IC, ne pa tudi na druge zunanje obdobja.

Kadar omrežni napajalnik odpove, kondenzator 2200 uF stalno in zelo počasi dovoli, da njegova shranjena energija doseže napajalni zatič vmesnika, ki ohranja 'spomin' vmesnika vmesnika, in zagotovi, da IC zapomni položaj zapaha, medtem ko omrežje ni na voljo .

Takoj, ko se omrežje vrne, IC izvede prvotno zaklepanje releja v skladu s prejšnjo situacijo in tako prepreči, da bi releji med odsotnostjo omrežja izgubili svoj prejšnji status vklopa.

4) SPDT elektronsko 220V preklopno stikalo z uporabo IC 741

Preklopno stikalo se nanaša na napravo, ki se uporablja za izmenično vklop in izklop električnega tokokroga, kadar koli je to potrebno.

Običajno mehanska stikala se uporabljajo za takšne operacije in se pogosto uporabljajo povsod, kjer je potrebno električno preklapljanje. Vendar imajo mehanska stikala eno veliko pomanjkljivost, so nagnjena k obrabi in povzročajo iskrenje in radiofrekvenčni hrup.

Tukaj razloženo preprosto vezje ponuja elektronsko alternativo zgornjim operacijam. Uporaba enega samega na amp in nekaj drugih poceni pasivnih delov je mogoče zgraditi in uporabiti za ta namen zelo zanimivo elektronsko preklopno stikalo.

Čeprav vezje uporablja tudi mehansko vhodno napravo, pa je to mehansko stikalo majhno mikro stikalo, ki samo zahteva izmenično potiskanje za izvajanje predlaganih preklopnih dejanj.

Mikro stikalo je vsestranska naprava, ki je zelo odporna na mehanske obremenitve in zato ne vpliva na učinkovitost vezja.

Kako deluje vezje

Na sliki je prikazana preprosta zasnova vezja elektronskih preklopnih stikal, ki vključuje glavni opomnik 741.

IC je konfiguriran kot ojačevalnik z visokim ojačanjem, zato ima njegov izhod navadno, da se izmenično zlahka sproži bodisi na logiko 1 bodisi na logiko 0.

Majhen del izhodnega potenciala se uporabi nazaj na neinvertirajočem vhodu opampa

Ko pritisnete gumb, se C1 poveže z obrnjenim vhodom opampa.

Ob predpostavki, da je bil izhod na logiki 0, opamp takoj spremeni stanje.

C1 se zdaj začne polniti prek R1.

Če dlje časa pritisnete stikalo, se C1 polni le delno in šele, ko se sprosti, se C1 začne polniti in se še naprej polni do nivoja napajalne napetosti.

Ker je stikalo odprto, se zdaj C1 odklopi in to mu pomaga, da 'ohrani' izhodne informacije.

Zdaj, če stikalo pritisnete še enkrat, postane visok izhod na popolnoma napolnjenem C1 na voljo na invertirajočem vhodu operacijskega ojačevalnika, operacijski ojačevalnik pa spet spremeni stanje in na izhodu ustvari logiko 0, tako da se C1 začne prazniti, s čimer se položaj vezja v prvotno stanje.

Vezje je obnovljeno in je pripravljeno na naslednjo ponovitev zgornjega cikla.

Izhod je standarden triak sprožilec nastavljen uporablja se za odziv na izhode opampa za ustrezna preklopna dejanja priključene obremenitve.

Seznam delov

• R1, R8 = 1M,
• R2, R3, R5, R6 = 10K,
• R4 = 220K,
• R7 = 1K
• C1 = 0,1uF,
• C2, C3 = 474 / 400V,
• S1 = mikro stikalo,
• IC1 = 741
• Trioc BT136

5) Tranzistorski bistabilni flip flop

V skladu s to peto in zadnjo, a ne nazadnje zasnovo fliop flopa se naučimo nekaj tranzistoriziranih flip flop vezij, ki jih lahko uporabimo za vklop / izklop bremena s pomočjo enega samega sprožilca s tipko. Temu pravimo tudi tranzistorska bistabilna vezja.

Izraz tranzistorski bistabil se nanaša na stanje vezja, kjer vezje deluje z zunanjim sprožilcem, da postane stabilno (trajno) v dveh stanjih: stanju vklopa in stanju izklopa, zato ime bistabil pomeni stabilno v katerem koli stanju vklopa / izklopa.

To stabilno vklop / izklop preklapljanja vezja je mogoče običajno izvajati z mehanskim gumbom ali prek vhodov digitalnega napetostnega sprožilca.

Razumejmo predlagana bistabilna tranzistorska vezja s pomočjo naslednjih dveh primerov vezja:

Delovanje vezja

V prvem primeru lahko vidimo preprosto križno vezano tranzistorsko vezje, ki je videti precej podobno kot monostabilen multivibrator konfiguracijo, razen osnove na pozitivne upore, ki tukaj namerno manjkajo.

Razumevanje tranzistorskega bistabilnega delovanja je precej enostavno.

Takoj ko se napajanje vklopi, se bo odvisno od rahlega neravnovesja v vrednostih komponent in značilnostih tranzistorja eden od tranzistorjev popolnoma vklopil, tako da se bo drugi popolnoma izklopil.

Recimo, da najprej pomislimo na desni tranzistor, ki bo dobil pristranskost preko leve LED diode, 1k in kondenzatorja 22uF.

Ko se desni tranzistor popolnoma preklopi, se bo levi tranzistor popolnoma IZKLOPIL, saj bo njegova osnova prek 10k upora preko desnega kolektorja / oddajnika tranzistorja pritrjena na maso.

Zgornji položaj bo trden in trajen, dokler traja napajanje vezja ali dokler ne pritisnete stikala za vklop / izklop.

Ko prikazano tipko za trenutek pritisnete, levi kondenzator 22uF zdaj ne bo mogel pokazati nobenega odziva, ker je že popolnoma napolnjen, vendar bo desni 22uF v praznem stanju dobil priložnost za prosto delovanje in zagotovil težje pristranskost. levi tranzistor, ki se bo takoj vklopil in obrnil situacijo v svojo korist, pri čemer se bo desni tranzistor prisiljen izklopiti.

Zgornji položaj bo nedotaknjen, dokler ponovno ne pritisnete tipke. Preklop lahko preklopite izmenično od leve proti desni tranzistor in obratno s trenutnim pritiskom na potisno stikalo.

Priključene LED diode bodo svetile izmenično, odvisno od tega, kateri tranzistor postane aktiven zaradi bistabilnih dejanj.

Shema vezja

Tranzistorsko bistabilno flip-flop vezje z uporabo releja

V zgornjem primeru smo se naučili, kako lahko nekaj tranzistorjev zaskočimo v bistabilnih načinih s pritiskom enega samega gumba in uporabimo za preklapljanje ustreznih LED-jev in zahtevanih indikacij.

V mnogih primerih postane preklop releja nujen za preklop težjih zunanjih obremenitev. Isto vezje, ki je razloženo zgoraj, lahko uporabimo za vklop / izklop releja z nekaj običajnimi spremembami.

Če pogledamo naslednjo tranzistorsko bistabilno konfiguracijo, vidimo, da je vezje v bistvu enako zgornjemu, razen desne LED, ki je zdaj nadomeščena z relejem, in vrednosti upora so nekoliko prilagojene za lažji večji tok, ki bo morda potreben za rele aktivacija.
Tudi delovanje vezja je enako.

S pritiskom na stikalo boste bodisi izklopili ali vklopili rele, odvisno od začetnega stanja vezja.

Rele lahko izmenično preklopite iz stanja VKLOP v stanje IZKLJUČENO s preprostim pritiskom na pritrjeni gumb tolikokrat, kot želite, da ustrezno preklopite zunanjo obremenitev, povezano z kontakti releja.

Bistabilna flip flop slika

Ali imate še kakšno idejo za nadgradnjo flip flop projektov, prosimo, delite z nami, z veseljem jih bomo objavili tukaj za vas in v veselje vseh predanih bralcev.

Flip Flop Circuit z uporabo IC 4027

Po dotiku blazinice s prsti. Tranzistor T1 (vrsta pnp) začne delovati. Nastali impulz na vhodni uri 4027 ima izredno počasne robove (zaradi CI in C2).

V skladu s tem (in izredno) prvi J-K flip-flop leta 4027 nato služi kot Schmittova krmilna vrata, ki pretvarjajo zelo počasen impulz na svojem vhodu (pin 13) v gladek električni signal, ki ga lahko dodamo uri naslednjega flip-flopa vhod (pin 3).

Nato drugi flip-flop deluje v skladu z učbenikom in zagotavlja pravi preklopni signal, ki ga lahko uporabimo za vklop in izklop releja skozi tranzistorski oder, T2.

Rele deluje izmenično, če s prstom tapnete kontaktno ploščo. Poraba toka vezja, ko je rele izklopljen, je manjša od 1 mA, ko je rele vklopljen, pa do 50 mA. Vsak cenovno ugodnejši rele lahko uporabljate, dokler je napetost tuljave 12 V

Pri uporabi omrežne naprave pa uporabite rele s pravilno ocenjenimi kontakti.