5 érdekes flip flop áramkör - be- és kikapcsolás nyomógombbal

Öt egyszerű, de hatékony elektronikus váltó flip flop kapcsoló áramkör építhető fel az IC 4017, IC 4093 és IC 4013 köré. Meglátjuk, hogyan lehet ezeket megvalósítani egy relé váltakozó kapcsolása KI , ami viszont egyetlen nyomógombos megnyomásával átkapcsol egy elektronikus terhelést, például ventilátort, lámpákat vagy bármilyen hasonló készüléket.

Mi a Flip Flop áramkör

Egy flip flop relé áramkör működik a bistabilis áramkör koncepció, amelyben két stabil szakasza van BE vagy KI. Gyakorlati alkalmazásokban alkalmazott áramkörökben lehetővé teszi, hogy a csatlakoztatott terhelés váltakozva kapcsoljon ON állapotból OFF állapotba és fordítva, reagálva egy külső ON / OFF kapcsoló triggerre.

Következő példáinkban megtanuljuk, hogyan készítsünk egy 4017 IC és 4093 IC alapú flip flop relé áramkört. Ezeket úgy tervezték, hogy nyomógombbal reagáljanak a váltakozó triggerekre, és ennek megfelelően működtetnek egy relét és egy terhelést felváltva az ON állapotból az OFF állapotba és fordítva.

Csak egy maroknyi egyéb passzív komponens hozzáadásával az áramkör pontosan átváltható a későbbi bemeneti triggerek között, akár manuálisan, akár elektronikusan.

Külső kioldókon keresztül működtethetők, akár manuálisan, akár elektronikus színpadon.

1) Egyszerű elektronikus kapcsolókapcsoló flip flop áramkör az IC 4017 használatával

Az első ötlet egy hasznos elektronikus flip flop kapcsoló áramkörről szól, amelyet az IC 4017 köré építettek. Az alkatrészszám itt minimális, és az elért eredmény mindig a jelig van.

Az ábrára hivatkozva azt látjuk, hogy az IC a szokásos konfigurációba van bekötve, vagyis a kimenetén magas logika az egyik érintkezőtől a másikig tolódik az alkalmazott óra hatására # 14 tű .

Az alternatív váltás az óra bemeneténél óra impulzusként ismerhető fel, és a kimeneti csapoknál a szükséges váltássá alakul. Az egész műveletet a következő pontokkal érthetem meg:

Alkatrész lista

• R4 = 10K,
• R5 = 100K,
• R6, R7 = 4K7,
• C6, C7 = 10µF / 25V,
• C8 = 1000µF / 25V,
• C10 = 0,1, DISC,
• MINDEN Dióda 1N4007,
• IC = 4017,
• T1 = BC 547, T2 = BC 557,
• IC2 = 7812
• TRANSZFORMÁTOR = 0-12 V, 500ma, BEMENET TERÜLETI ADATOK SZERINT.

Hogyan működik

Tudjuk, hogy a # 14-es csap minden logikai nagy impulzusára válaszul az IC 4017 kimeneti csapjai egymás után magasan # 3-tól 11-ig váltakoznak a következő sorrendben: 3, 4, 2, 7, 1, 5, 6, 9., 10. és 11.

Ezt az eljárást azonban bármikor le lehet állítani, és megismételhetjük úgy, hogy csak a fenti csapok bármelyikét csatlakoztatjuk a 15-ös visszaállító tűhöz.

Például (jelen esetben) az IC 4-es érintkezője csatlakozik a 15-ös tűhöz, ezért a szekvencia korlátozott lesz, és minden alkalommal visszaugrik a kezdeti helyzetébe (# 3-as tű), amikor a szekvencia (magas logikai) eléri pin # 4 és a ciklus megismétlődik.

Ez egyszerűen azt jelenti, hogy most a szekvencia a # 3-as és a 2-es tű között váltogat előre-hátra, ami tipikus váltási műveletet jelent. Ennek az elektronikus kapcsoló áramkörnek a működése tovább értelmezhető a következőképpen:

Valahányszor pozitív kiváltó tényezőt alkalmaznak a T1 alapjára, az vezeti és lehúzza az IC # 14 tűjét a földhöz. Ezzel az IC készenléti állapotba kerül.

Abban a pillanatban, amikor a ravaszt eltávolítják, a T1 abbahagyja a vezetést, a # 14-es csap most azonnal pozitív impulzust kap R1-től. Az IC ezt órajelként nyugtázza, és gyorsan átváltja a kimenetet a kezdeti # 3 tűről a # 2 tűre.

A következő impulzus ugyanazt az eredményt adja, így a kimenet most a # 2-es és a 4-es tűre vált, de mivel a # 4-es csatlakozó a # 15-es alaphelyzetbe állításhoz kapcsolódik, amint azt kifejtettük, a helyzet visszapattan a # 3-as (kezdeti pont) .

Így az eljárást minden alkalommal megismételjük, amikor a T1 kézi vagy külső áramkörön keresztül kap egy triggeret.

Videoklip:

Az áramkör frissítése egynél több terhelés vezérléséhez

Most nézzük meg, hogyan lehet a fenti IC 4017 koncepciót 10 lehetséges elektromos terhelés működtetésére egyetlen nyomógombbal továbbfejleszteni.

Az ötletet Dheeraj úr kérte.

Az áramkör céljai és követelményei

Dhiraj Pathak vagyok, Asszámból, Indiából.

Az alábbi ábra szerint a következő műveleteket kell végrehajtani:

• Az S1 váltakozó áramú kapcsoló első bekapcsolásakor az 1. váltakozó áramú terhelésnek bekapcsolnia kell, és ON állapotban kell maradnia, amíg az S1 kikapcsol. A 2. váltakozó áramú terhelésnek e művelet alatt nem szabad maradnia
• A második alkalommal, amikor az S1-et ismét bekapcsolják, a 2. váltakozó áramú terhelésnek be kell kapcsolnia és az S1 kikapcsolásáig ON-nak kell maradnia. Az 1. váltakozó áramú terhelésnek nem szabad maradnia a művelet alatt
• Harmadik alkalommal, amikor az S1-et ismét bekapcsolják, mindkét váltóáramú terhelésnek BE kell kapcsolnia, és az S1 kikapcsolásáig ON-nak kell maradnia. Negyedik alkalommal, amikor az S1 bekapcsol, a működési ciklust meg kell ismételni az 1., 2. és 3. lépésben említettek szerint.

Az a szándékom, hogy ezt a designt a bérelt lakásom egyetlen nappalijában használjam. A szoba rejtett vezetékekkel rendelkezik, és a ventilátor a tető közepén található.

A fényt a ventilátorral párhuzamosan kell csatlakoztatni, mint a szoba középső fényét. A tető közepén nincs extra konnektor. Csak a kimenet áll rendelkezésre a ventilátor számára.

Nem akarok külön vezetékeket vezetni a kapcsolótáblától a középső lámpáig. Ennélfogva olyan logikai áramkört tervezek, amely képes érzékelni az áramforrás állapotát (Be / Ki), és ennek megfelelően kapcsolni a terhelést.

A középső lámpa használatához nem akarom, hogy a ventilátor folyamatosan BE legyen kapcsolva, és fordítva.

Valahányszor az áramkört bekapcsolják, az utolsó ismeretes állapotnak kell elindítania az áramkör következő működését.

A dizájn

Az alábbiakban bemutatunk egy egyszerű elektronikus kapcsoló áramkört, amely a fent említett funkciók végrehajtására alkalmas, MCU nélkül. Csengő nyomógombos kapcsolót használnak a csatlakoztatott fény és ventilátor szekvenciális kapcsolásának végrehajtására.

A kialakítás magától értetődő, ha kétségei vannak az áramkör leírásával kapcsolatban, kérjük, bátran tisztázza észrevételein keresztül.

Elektronikus kapcsoló nyomógomb nélkül

A Dheeraj úrtól kapott kérésnek és visszajelzésnek megfelelően a fenti kialakítás nyomógomb nélküli működésre módosítható .... vagyis a hálózati bemeneti oldalon lévő meglévő BE / KI kapcsolóval felhasználhatók a meghatározott kapcsolási szekvenciák előállításához. .

A frissített terv az alábbi ábrán látható:

Egy másik érdekes ON OFF relé az egyetlen gombos boszorkány egyetlen IC 4093 segítségével konfigurálható. Tanuljuk meg az eljárásokat az alábbi magyarázattal.

2) Pontos CMOS Flip Flop áramkör az IC 4093 használatával

IC4093 Pinout részletek

Alkatrész lista

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

A második koncepció egy meglehetősen pontos áramkör elkészítésére vonatkozik három IC 4093 kaput használva . Az ábrát nézve azt látjuk, hogy az N1 és N2 bemenetek összekapcsolódva logikai invertereket alkotnak, akárcsak a NOT kapuk.

Ez azt jelenti, bármelyik logikai szint a bemeneteikre alkalmazott kimeneteiken megfordulnak. Ez a két kapu sorba van kötve az a képződéséhez retesz konfiguráció az R5-n keresztüli visszacsatolási hurok segítségével.

Az N1 és N2 azonnal rögzíti azt a pillanatot, amikor pozitív kiváltót érzékel a bemenetén. Egy másik N3 kaput vezettek be alapvetően azért, hogy ezt a reteszt felváltva megszakítsák minden következő bemeneti impulzus után.

Az áramkör működését tovább meg lehet érteni a következő magyarázattal:

Hogyan működik

Amikor a kiváltó bemeneten impulzust kap, az N1 gyorsan reagál, a kimenete megváltoztatja az állapotot, arra kényszerítve az N2-t, hogy állapotot is változtasson.

Ez azt eredményezi, hogy az N2 kimenete magasra megy, visszacsatolást biztosítva (R5-en keresztül) N1 bemenetére, és mindkét kapu ebben a helyzetben reteszelődik. Ebben a helyzetben az N2 kimenete logikai magasan van rögzítve, az előző vezérlő áramkör aktiválja a relét és a csatlakoztatott terhelést.

A nagy kimenet lassan feltölti a C4-et is, így az N3 kapu egyik bemenete magas lesz. Ebben a szakaszban az N3 másik bemenetét logikai alacsony szinten tartja az R7.

Most egy impulzus a kiváltó ponton ezt a bemenetet is pillanatnyilag magasra emeli, és kimenetét alacsonyra kényszeríti. Ez az N1 bemenetét a D4-en keresztül a földre fogja húzni, azonnal megtörve a reteszt.

Ezáltal az N2 kimenete alacsonyra süllyed, kikapcsolva a tranzisztort és a relét. Az áramkör visszaáll eredeti állapotába, és készen áll a következő bemeneti triggerre, hogy megismételje az egész eljárást.

3) Flip Flop áramkör az IC 4013 segítségével

A sok CMOS IC gyors elérhetősége napjainkban a bonyolult áramkörök tervezését gyerekjátékká tette, és az új rajongók kétségtelenül élvezik az áramkörök készítését ezekkel a csodálatos IC-kkel.

Ilyen eszköz az IC 4013, amely alapvetően kettős D típusú flip-flop IC, és diszkréten alkalmazható a javasolt intézkedések végrehajtására.

Röviden: az IC két beépített modult hordoz, amelyek könnyen beállíthatók papucsként, csupán néhány külső passzív alkatrész hozzáadásával.

IC 4013 csatlakozó funkció

Az IC a következő pontokkal érthető meg.

Minden egyes flip flop modul a következő csapokból áll:

1. Q és Qdash = Kiegészítő kimenetek
2. CLK = Óra bemenet.
3. Adatok = Irreleváns tűkimenet, vagy a pozitív, vagy a negatív tápvezetékhez kell csatlakozni.
4. BEÁLLÍTÁS = Kiegészítő tűkimenetek a kimeneti feltételek beállításához vagy visszaállításához.

A Q és Qdash kimenetek váltogatják logikai állapotukat felváltva a beállított / visszaállított vagy az órajel kimenetre adott válaszként.

Ha az órajel frekvenciáját alkalmazzák a CLK bemeneten, akkor a Q és Qdash kimeneti állapot váltakozva, amíg az órák folyamatosan ismételnek.

Hasonlóképpen a Q és Qdash állapot megváltoztatható a készlet vagy a nullázó csapok pozitív feszültségforrással történő manuális pulzálásával.

Normál esetben a készletet és a visszaállító csapot a földhöz kell csatlakoztatni, ha nem használják.

Az alábbi kapcsolási rajz egy egyszerű 4013 IC-t mutat be, amely flip flop áramkörként használható és alkalmazható a tervezett igényekhez.

Szükség esetén mindkettő használható, azonban ha csak az egyiket alkalmazzuk, győződjön meg arról, hogy a másik nem használt szakasz set / reset / data és óra csapjai megfelelően földeltek-e.

Az alábbiakban egy gyakorlati alkalmazási példát mutatunk be a flip flop áramkörre, a fent ismertetett 4013 IC használatával

Hálózati hiba biztonsági mentése és a Flip Flp áramkör memóriája

Ha érdekel egy hálózati meghibásodási memória és egy biztonsági másolat létrehozása a fent ismertetett 4013-as tervezéshez, frissítheti azt egy kondenzátoros biztonsági mentéssel az alábbi ábra szerint:

Amint látható, egy nagy értékű kondenzátor és ellenállás hálózatot adunk az IC tápcsatlakozójához, valamint néhány diódát annak biztosítására, hogy a kondenzátor belsejében tárolt energiát csak az IC táplálásához használják fel, és ne a többi külső áramellátáshoz. szakasz.

Ha a hálózati váltakozó áram megszakad, a 2200 uF kondenzátor folyamatosan és nagyon lassan eléri tárolt energiáját az IC tápcsatlakozójáig, fenntartva az IC „memóriáját”, és megbizonyosodva arról, hogy a reteszelés helyére az IC emlékezik, miközben a hálózat nem érhető el .

Amint a hálózat visszatér, az IC végrehajtja az eredeti reteszelő műveletet a relén, a korábbi helyzetnek megfelelően, és így megakadályozza, hogy a relék elveszítsék korábbi bekapcsolási állapotukat a hálózat hiányában.

4) SPDT elektronikus 220 V-os kapcsoló az IC 741 segítségével

A kapcsoló olyan eszközre vonatkozik, amelyet arra használnak, hogy szükség esetén felváltva kapcsolják be az elektromos áramkört.

Normális esetben mechanikus kapcsolók ilyen műveletekhez használják, és széles körben alkalmazzák őket, ahol elektromos kapcsolásra van szükség. A mechanikus kapcsolóknak azonban van egy nagy hátránya, hajlamosak a kopásra, és hajlamosak szikrázó és rádiófrekvenciás zajokat kelteni.

Az itt ismertetett egyszerű áramkör elektronikus alternatívát nyújt a fenti műveletekhez. Egyetlen felhasználásával erősítőn és még néhány olcsó passzív alkatrész, egy nagyon érdekes elektronikus kapcsoló építhető és használható az említett célra.

Bár az áramkör mechanikus beviteli eszközt is alkalmaz, de ez a mechanikus kapcsoló egy apró mikrokapcsoló, amely csak alternatív nyomást igényel a javasolt váltási műveletek végrehajtásához.

A mikrokapcsoló sokoldalú eszköz, és nagyon ellenáll a mechanikai igénybevételnek, ezért nem befolyásolja az áramkör hatékonyságát.

Hogyan működik az áramkör

Az ábra egy egyszerű elektronikus kapcsoló áramköri kivitelt mutat, amelynek fő részeként egy 741-es opamp található.

Az IC nagy erősítésű erősítőként van konfigurálva, ezért a kimenete hajlamos arra, hogy váltakozva könnyen kiváltsa az 1. logikát vagy a 0. logikát.

A kimeneti potenciál egy kis részét visszavezetjük az opamp nem invertáló bemenetére

A nyomógomb működtetésekor a C1 csatlakozik az opamp invertáló bemenetéhez.

Feltételezve, hogy a kimenet logikai értéke 0, az opamp azonnal megváltoztatja az állapotot.

A C1 mostantól az R1-en keresztül kezd tölteni.

Ha azonban hosszabb ideig nyomva tartja a kapcsolót, akkor csak töredékesen tölti fel a C1-et, és csak a felengedése után kezdi meg a C1 töltését és a tápfeszültség szintjéig folytatja a töltést.

Mivel a kapcsoló nyitva van, most a C1 lekapcsolódik, és ez segít a kimeneti információk „megtartásában”.

Most, ha a kapcsolót még egyszer megnyomják, a teljesen feltöltött C1-es nagy kimenet elérhetővé válik az op erősítő invertáló bemeneténél, az op erősítő ismét megváltoztatja az állapotát, és 0 logikát hoz létre a kimeneten, így a C1 megkezdi a kisütést, így a az áramkör helyzetét az eredeti állapotnak megfelelően.

Az áramkör helyreáll, és készen áll a fenti ciklus következő ismétlésére.

A kimenet szabvány triac ravaszt állított be az opamp kimeneteinek megválaszolására szolgál a csatlakoztatott terhelés megfelelő kapcsolási műveleteihez.

Alkatrész lista

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

5) Tranzisztor bistabilis flip flop

Ez az ötödik és egyben nem utolsó sorban a flop flop tervezés során megtanulunk néhány tranzisztoros flip flop áramkört, amelyek felhasználhatók a terhelés BE / KI kapcsolására egyetlen nyomógombos triggerrel. Ezeket tranzisztorral bistabil áramköröknek is nevezzük.

A bisztabil tranzisztor kifejezés egy áramkör állapotára utal, amikor az áramkör egy külső ravaszt működtetve stabilizálja magát (tartósan) két állapot felett: BE állapotban és KI állapotban, ezért a bistabil név jelentése mindkét ON / OFF állapotban stabil.

Az áramkör ON / OFF stabil váltása váltakozva általában mechanikus nyomógombbal vagy digitális feszültségindító bemeneteken keresztül történhet.

Értsük meg a javasolt bistabilis tranzisztor áramköröket az alábbi két áramkörpélda segítségével:

Áramkör működtetése

Az első példában egy egyszerű kereszt-kapcsolt tranzisztor áramkört láthatunk, amely nagyon hasonlít az a-hoz monostabil multivibrátor konfiguráció, kivéve az alapot a pozitív ellenállásokhoz, amelyek itt szándékosan hiányoznak.

A tranzisztor bistabil működésének megértése meglehetősen egyszerű.

Amint a tápellátás bekapcsol, az alkatrészek értékének és a tranzisztor jellemzőinek enyhe egyensúlyhiányától függően az egyik tranzisztor teljesen bekapcsol, a másik teljesen kikapcsol.

Tegyük fel, hogy úgy gondoljuk, hogy a jobb oldali tranzisztort kell először vezetni, ez előfeszültségét a bal oldali LED-n, az 1k-n és a 22uF kondenzátoron keresztül éri el.

Miután a jobb oldali tranzisztor teljesen átkapcsolódott, a bal tranzisztor teljesen kikapcsol, mivel az alapját a jobb oldali tranzisztor kollektorán / emitterén lévő 10k ellenálláson keresztül földre fogják tartani.

A fenti helyzet szilárd és állandó marad, amíg az áramellátás fennmarad, vagy amíg az ON-ON kapcsolót lenyomják.

Amikor a bemutatott nyomógombot pillanatnyilag megnyomja, a bal 22uF kondenzátor most már nem képes reagálni, mivel már teljesen fel van töltve, azonban a jobb 22uF lemerült állapotban lehetőséget kap arra, hogy szabadon viselkedjen, és nehezebb előfeszítést biztosít a bal tranzisztor, amely azonnal bekapcsol, ezzel a helyzet javára váltva, ahol a jobb oldali tranzisztor kikapcsolásra kényszerül.

A fenti helyzet sértetlen marad, amíg a nyomógombot ismét nem nyomják meg. Az átkapcsolás felváltva balról jobbra és jobbra fordítható, és fordítva, a nyomógomb pillanatnyi működtetésével.

A csatlakoztatott LED-ek felváltva világítanak attól függően, hogy melyik tranzisztort váltják aktívvá a bistabil műveletek miatt.

Kördiagramm

Tranzisztor bistabil flip-flop áramkör relével

A fenti példában megtudtuk, hogyan lehet pár tranzisztort bistabil módban reteszelni egyetlen nyomógomb megnyomásával, és felhasználni a releváns LEd-ek és a szükséges jelzések váltására.

Sok esetben a relé váltása elengedhetetlenné válik a nagyobb külső terhelések váltása érdekében. A fentiekben ismertetett áramkör alkalmazható a relé ON / OFF aktiválásához néhány szokásos módosítással.

A következő tranzisztor bistabilis konfigurációt tekintve azt látjuk, hogy az áramkör alapvetően megegyezik a fentiekkel, kivéve a jobb oldali LED-et, amelyet most relére cserélnek, és az ellenállás értékeit kissé beállították, hogy megkönnyítsék a reléhez szükséges nagyobb áramot aktiválás.
Az áramkör műveletei is azonosak.

A kapcsoló megnyomásával vagy kikapcsol, vagy bekapcsolja a relét, az áramkör kezdeti állapotától függően.

A relé felváltva kapcsolható BE állapotból KI állapotba, egyszerűen a mellékelt nyomógomb annyi megnyomásával, amennyire csak szükséges, hogy a relé érintkezõivel összekapcsolt külsõ terhelést megfelelõen kapcsolja.

Bistabilis Flip Flop kép

Van még ötlete a flip flop projektek besorolásával, kérjük, ossza meg velünk, mi örömmel tesszük közzé ezeket itt Önnek és minden elkötelezett olvasó örömére.

Flip Flop áramkör az IC 4027 segítségével

Miután megérintette az érintőképernyős ujját. A T1 tranzisztor (egyfajta pnp) elkezd működni. A kapott impulzus a 4027 bemeneti óráján rendkívül lassú élekkel rendelkezik (a CI és a C2 miatt).

Ennek megfelelően (és rendkívüli módon) az első 4027-es J-K flip-flop ezután Schmitt vezérlő kapuként működik, amikor a bemeneténél (13. tű) lévő nagyon lassú impulzust sima elektromos jelgé alakítja, amely hozzáadható a következő flip-flop órájához. bemenet (3. tű).

Ezután a második flip-flop a tankönyv szerint működik, és valós kapcsolási jelet ad, amelyet egy relé be- és kikapcsolására lehet használni a T2 tranzisztor fokozaton keresztül.

A relé felváltva működik, ha az érintkező lemezt megérinti az ujjával. Az áram áramfogyasztása kikapcsolt relé esetén kevesebb, mint 1 mA, és amikor a relé be van kapcsolva, legfeljebb 50 mA. Bármely relé, amely megfizethetőbb, addig használható, amíg a tekercs feszültsége 12 V

A hálózati eszköz működtetésekor azonban használjon megfelelő névleges érintkezős relét.