5 huvitavat flip-flop-ahelat - laadige ON / OFF-nuppu

IC 4017, IC 4093 ja IC 4013 ümber saab ehitada viis lihtsat, kuid tõhusat elektroonilist lülituskontuuri. Näeme, kuidas neid saab rakendada relee vaheldumisi sisse lülitamine VÄLJAS , mis omakorda lülitab ühe nupuvajutusega elektroonilist koormust, nagu ventilaator, tuled või mis tahes muu sarnane seade.

Mis on Flip Flop Circuit

Flip flop relee ahel töötab a bistabiilne vooluring kontseptsioon, milles sellel on kaks stabiilset astet kas ON või OFF. Praktilistes rakendustes kasutatavates vooluringides võimaldab see ühendatud koormusel vaheldumisi lülituda ON-olekust OFF-olekusse ja vastupidi, vastuseks välisele ON / OFF-lüliti päästikule.

Meie järgmistest näidetest õpime, kuidas teha 4017 IC ja 4093 IC põhiseid flip flop relee ahelaid. Need on mõeldud reageerima vahelduvatele päästikutele nupu abil ja vastavalt käitama releed ja koormust vaheldumisi olekust SEES olekusse ja vastupidi.

Vaid käputäie muude passiivsete komponentide lisamise abil saab vooluahela järgmiste sisendtrigerite abil kas käsitsi või elektrooniliselt täpselt vahetada.

Neid võib juhtida väliste päästikute kaudu kas käsitsi või elektrooniliselt.

1) lihtne elektrooniline lülituslüliti flip-flop-ahel IC 4017 abil

Esimene idee räägib IC 4017 ümber ehitatud kasulikust elektroonilisest flip flop-lülituslülitusest. Siin on komponentide arv minimaalne ja saadud tulemus on alati märgini.

Joonisele viidates näeme, et IC on juhtmega oma standardkonfiguratsioonis, see tähendab, et väljundis kõrge loogika nihkub ühelt tihvtilt teisele rakendatud kella mõjul tihvt nr 14 .

Kella sisendis asendusliikumine tuvastatakse kellaimpulssidena ja teisendatakse väljundnuppude nõutavaks lülitamiseks. Kogu toiming võib mulle järgnevatest punktidest aru saada:

Osade nimekiri

• R4 = 10K,
• R5 = 100K,
• R6, R7 = 4K7,
• C6, C7 = 10 uF / 25V,
• C8 = 1000 uF / 25V,
• C10 = 0,1, DISC,
• KÕIK DIODID ON 1N4007,
• IC = 4017,
• T1 = BC 547, T2 = BC 557,
• IC2 = 7812
• TRAFOR = 0-12 V, 500ma, sisend ala spetsifikatsioonide järgi.

Kuidas see töötab

Me teame, et vastuseks igale loogika kõrgele impulsile tihvti nr 14 korral lülitatakse IC 4017 väljundnõelad järjest kõrgeks # 3 kuni 11 järjekorras: 3, 4, 2, 7, 1, 5, 6, 9, 10 ja 11.

Kuid selle toimingu võib igal hetkel peatada ja korrata, ühendades lihtsalt mõne ülaltoodud tihvti lähtestustihvtiga nr 15.

Näiteks (praegusel juhul) on mikrolüliti tihvt nr 4 ühendatud tihvtiga nr 15, seetõttu järjestus on piiratud ja põrkub tagasi algsesse asendisse (tihvt nr 3) iga kord, kui jada (loogika kõrge) jõuab tihvt nr 4 ja tsükkel kordub.

See tähendab lihtsalt seda, et nüüd lülitub järjestus tihvtilt nr 3 tihvtile nr 2 edasi-tagasi, moodustades tüüpilise lülitustoimingu. Selle elektroonilise ümberlülitusahela tööd võib mõista ka järgmiselt:

Iga kord, kui T1 alusele rakendatakse positiivset päästikut, juhib see ja tõmbab IC tihvti nr 14 maapinnale. See viib IC ooteseisundisse.

Sel hetkel, kui päästik eemaldatakse, lõpetab T1 juhtimise, võtab tihvt nr 14 kohe R1-lt positiivse impulsi. IC tunnistab seda kellasignaalina ja vahetab väljundi kiiresti oma algsest tihvtist nr 3 tihvti nr 2.

Järgmine impulss annab sama tulemuse, nii et nüüd liigub väljund tihvtilt nr 2 tihvtile nr 4, kuid kuna tihvt nr 4 on ühendatud tihvti nr 15 lähtestamisega, nagu selgitatud, põrkub olukord tagasi tihvti nr 3 (alguspunkt) .

Seega korratakse protseduuri iga kord, kui T1 saab päästiku kas käsitsi või välise vooluahela kaudu.

Videoklipp:

Vooluahela täiendamine mitme koormuse juhtimiseks

Vaatame nüüd, kuidas ülaltoodud IC 4017 kontseptsiooni saab ühe nupuvajutusega uuendada, et töötada 10 võimalikku elektrikoormust.

Idee soovis hr Dheeraj.

Vooluringi eesmärgid ja nõuded

Olen Dhiraj Pathak Indiast Assamist.

Vastavalt alltoodud skeemile peaksid toimuma järgmised toimingud -

• Vahelduvvoolulüliti S1 esmakordsel sisselülitamisel peaks vahelduvvoolu koormus 1 sisse lülituma ja püsima ON-olekus seni, kuni S1 lülitatakse välja. Vahelduvvoolu koormus 2 peaks selle toimingu ajal välja lülituma
• Teist korda, kui S1 uuesti sisse lülitatakse, peaks vahelduvvoolu koormus 2 sisse lülituma ja jääma sisse, kuni S1 välja lülitatakse. Vahelduvvoolu koormus 1 peaks selle toimingu ajal välja lülituma
• Kolmas kord, kui S1 uuesti sisse lülitatakse, peaksid mõlemad vahelduvvoolu koormused sisse lülituma ja püsima, kuni S1 välja lülitatakse. Neljandal korral, kui S1 on sisse lülitatud, peaks töötsükkel korduma, nagu on mainitud 1., 2. ja 3. etapis.

Minu eesmärk on kasutada seda kujundust oma üürikorteri ühes elutoas. Toas on varjatud juhtmestik ja ventilaator asub katuse keskel.

Valgus ühendatakse ventilaatoriga paralleelselt ruumi kesktulena. Katuse keskel pole täiendavat pistikupesa. Ventilaatori jaoks on saadaval ainult väljalaskeava.

Ma ei soovi juhtmeid jaotuskilbist kesktuleni juhtida. Seetõttu peaksin välja töötama loogilise vooluahela, mis suudaks tuvastada toiteallika oleku (sisse / välja) ja lülitada koormusi vastavalt.

Kesktule kasutamise eest ei soovi ma ventilaatorit pidevalt sees hoida ja vastupidi.

Iga kord, kui vooluahel on sisse lülitatud, peaks viimane teadeolek käivitama vooluahela järgmise toimingu.

Kujundus

Allpool on näidatud ülalnimetatud funktsioonide täitmiseks kohandatud lihtne elektrooniline lülitusahel ilma MCU-ta. Kella nupuvajutusega lülitit kasutatakse ühendatud valguse ja ventilaatori järjestikuse lülitamise teostamiseks.

Kujundus on iseenesestmõistetav, kui teil on vooluringi kirjelduse osas kahtlusi, palun saate seda oma kommentaaride kaudu selgitada.

Elektrooniline lüliti ilma surunuputa

Vastavalt hr Dheerajilt saadud taotlusele ja saadud tagasisidele saab ülaltoodud kujundust muuta nii, et see töötaks ilma surunuputa ... see tähendab, kasutades olemasolevat sisse / välja lülitit võrgu sisendpoolil, et genereerida määratud lülitusjärjestused .

Uuendatud kujundust saab näha allpool toodud joonisel:

Veel üks huvitav ON OFF relee ühe nupuga nõida saab konfigureerida ühe IC 4093 abil. Õppime protseduure järgmise selgitusega.

2) Täpne CMOS Flip Flop Circuit IC 4093 abil

IC4093 Pinouti üksikasjad

Osade nimekiri

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

Teine kontseptsioon on seotud üsna täpse vooluringiga kasutades kolme IC 4093 väravat . Joonist vaadates näeme, et N1 ja N2 sisendid on ühendatud, moodustades loogikainverterid, nagu EI väravad.

See tähendab, et mis tahes loogika tase rakendatakse nende sisenditele, pööratakse nende väljundites ümber. Samuti on need kaks väravat järjestikku ühendatud, moodustades a riivi konfiguratsioon tagasiside abil R5 kaudu.

N1 ja N2 lukustuvad hetkega, kui tajub sisendis positiivset päästikut. Teine värav N3 on kasutusele võetud põhimõtteliselt selle riivi purustamiseks vaheldumisi pärast iga järgnevat sisendimpulssi.

Vooluahela toimimist võib täiendavalt mõista järgmise selgitusega:

Kuidas see töötab

Impulssi vastuvõtmisel päästiku sisendis reageerib N1 kiiresti, selle väljund muudab olekut, sundides N2 ka olekut muutma.

See põhjustab N2 väljundi suurenemise, andes tagasisidet (R5 kaudu) N1 sisendile ja mõlemad väravad riivuvad selles asendis. Selles asendis on N2 väljund lukustatud loogikalises kõrguses, eelmine juhtimisahel aktiveerib relee ja ühendatud koormuse.

Kõrge väljund laeb aeglaselt ka C4, nii et nüüd muutub värava N3 üks sisend kõrgeks. Selles etapis hoiab N3 teist sisendit loogikal madalal R7.

Nüüd muudab päästik päästepunktis selle sisendi ka hetkeks kõrgeks, sundides selle väljundit madalaks minema. See tõmbab N1 sisendi D4 kaudu maapinnale, purustades riivi koheselt.

See muudab N2 väljundi madalaks, deaktiveerides transistori ja relee. Vooluahel on nüüd tagasi algsesse olekusse ja valmis järgmiseks sisendi päästikuks kogu protseduuri kordamiseks.

3) Flip Flop Circuit IC 4013 abil

Tänapäeval on paljude CMOS-i IC-de kiire kättesaadavus teinud keerukate vooluringide kujundamise lapsemänguks ja kahtlemata naudivad uued entusiastid nende suurepäraste IC-dega vooluringide tegemist.

Üheks selliseks seadmeks on IC 4013, mis on põhimõtteliselt kahekordne D-tüüpi flip flop IC ja seda võib kavandatud tegevuste rakendamiseks diskreetselt kasutada.

Lühidalt, IC-l on kaks sisseehitatud moodulit, mida saab hõlpsasti konfigureerida varvastena, lisades vaid mõne välise passiivse komponendi.

IC 4013 kinnitusfunktsioon

IC-d võib mõista järgmiste punktidega.

Iga üksik klappmoodul koosneb järgmistest tihvtidest:

1. Q ja Qdash = täiendavad väljundid
2. CLK = kella sisestamine.
3. Andmed = Asjakohane tihvt välja, peab olema kas ühendatud positiivse või negatiivse toiteliiniga.
4. SET ja RESET = Täiendavad tihvtiväljundid, mida kasutatakse väljundtingimuste seadistamiseks või lähtestamiseks.

Väljundid Q ja Qdash vahetavad loogilisi olekuid vaheldumisi vastusena seadistatud / lähtestatud või kella tihvti väljunditele.

Kui CLK sisendis rakendatakse taktsagedust, muutuvad väljundid Q ja Qdash vaheldumisi, kuni kellad korduvad.

Sarnaselt saab Q ja Qdash olekut muuta, kui komplekti või lähtestusnuppe käsitsi positiivse pingeallikaga pulseerida.

Tavaliselt peaksid seade ja lähtestusnõel olema maapinnaga ühendatud, kui neid ei kasutata.

Järgmine lülitusskeem näitab lihtsat IC 4013 seadistust, mida saab kasutada klapp-ahelana ja rakendada ettenähtud vajadustele.

Mõlemat võib vajaduse korral kasutada, kuid kui kasutatakse ainult ühte neist, veenduge, et teise kasutamata sektsiooni seadistus / lähtestamine / andmed ja kella tihvtid oleksid maandatud.

Allpool on näha praktiline rakenduse flip flop circuit näide, kasutades ülalpool selgitatud 4013 IC-d

Võrgutõrke varundamine ja mälu Flip Flp-ahela jaoks

Kui soovite ülaltoodud 4013 disaini jaoks lisada võrgutõrjemälu ja varukoopia, saate seda uuendada kondensaatori varukoopiaga, nagu on näidatud järgmisel joonisel:

Nagu näha, lisatakse IC-i toiteterminaliga suure väärtusega kondensaator- ja takistivõrk ning ka paar dioodi, tagamaks, et kondensaatori sees olevat salvestatud energiat kasutatakse ainult IC-le, mitte teistele välistele toiteallikatele. etapid.

Kui vooluvõrk ebaõnnestub, võimaldab 2200 uF kondensaator stabiilselt ja väga aeglaselt jõuda salvestatud energiaga mikrolüliti toitepistikuni, hoides IC-i mälu elus ja veendumaks, et IC mäletab riivi asendit, kui vooluvõrku pole võimalik .

Niipea kui vooluvõrk naaseb, viib IC releele esialgse riivistustoimingu vastavalt varasemale olukorrale ja takistab seeläbi releedel oma varasema sisselülitamise oleku kaotamist võrgu puudumise ajal.

4) SPDT elektrooniline 220 V lülituslüliti IC 741 abil

Lüliti viitab seadmele, mida kasutatakse elektriskeemi vajadusel vaheldumisi sisse- ja väljalülitamiseks.

Tavaliselt mehaanilised lülitid kasutatakse sellisteks toiminguteks ja neid kasutatakse laialdaselt kõikjal, kus on vaja elektrilülitusi. Mehaanilistel lülititel on siiski üks suur puudus, need on altid kulumisele ning kipuvad tekitama sädemeid ja raadiosagedusmüra.

Siin selgitatud lihtne vooluring pakub elektroonilist alternatiivi ülaltoodud toimingutele. Singli kasutamine võimendil ja veel mõned odavad passiivsed osad, saab nimetatud eesmärgil ehitada ja kasutada väga huvitavat elektroonilist lülituslülitit.

Ehkki vooluringis kasutatakse ka mehaanilist sisendseadet, on see mehaaniline lüliti väike mikrolüliti, mis nõuab pakutavate lülitamistoimingute rakendamiseks lihtsalt alternatiivset surumist.

Mikrolüliti on mitmekülgne seade ja väga vastupidav mehaanilisele pingele ega mõjuta seetõttu vooluahela efektiivsust.

Kuidas vooluring töötab

Joonisel on kujutatud sirgjoonelist elektroonilist lülituslülituse konstruktsiooni, mille põhiosaks on 741 opamp.

IC on konfigureeritud suure võimendusega võimendina ja seetõttu on selle väljundil kalduvus kergesti käivitada kas loogika 1 või loogika 0 vaheldumisi.

Väike osa väljundpotentsiaalist rakendatakse tagasi opampi mitteinverteeruvale sisendile

Kui nuppu kasutatakse, ühendub C1 opampi inverteeriva sisendiga.

Eeldades, et väljund oli loogikal 0, muudab opamp kohe olekut.

C1 hakkab nüüd laadima R1 kaudu.

Lüliti pikema aja jooksul all hoides laadib C1 ainult osade kaupa ja alles pärast vabastamist hakkab C1 laadima ja jätkab laadimist kuni toitepinge tasemeni.

Kuna lüliti on avatud, ühendatakse C1 nüüd lahti ja see aitab väljundinfot 'säilitada'.

Kui lülitit uuesti vajutada, saab täislaetud C1 kõrge väljundvõimsuse opvõimendi inverteerivas sisendis kättesaadavaks, opvõimendi muudab jälle olekut ja loob väljundis loogika 0, nii et C1 hakkab tühjaks saama, tuues vooluahela asend algsele seisundile.

Vooluring taastatakse ja on ülaltoodud tsükli järgmiseks kordamiseks valmis.

Väljund on standard triac trigeri seadistamine kasutatakse opampi väljunditele reageerimiseks ühendatud koormuse asjakohaste ümberlülitamistoimingute jaoks.

Osade nimekiri

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

5) Transistori bistabiilne klapp

Selle viienda ja viimase, kuid mitte vähem olulise flopi disaini raames õpime paar transistoriseeritud flip flop-ahelat, mida saab kasutada koormuse sisse / välja lülitamiseks ühe nupuvajutusega. Neid nimetatakse ka transistori bistabiilseteks vooluringideks.

Termin transistori bistabiilne viitab vooluahela olekule, kus vooluahel töötab välise päästikuga, muutes end stabiilseks (püsivalt) kahes olekus: ON ja OFF olekus, seega nimi bistable tähendab stabiilset mõlemas ON / OFF olekus.

Seda vooluahela stabiilset sisse- ja väljalülitamist võiks vaheldumisi teha mehaanilise nupu või digitaalse pinge päästiku sisendite kaudu.

Mõistame kavandatud bistabiilseid transistori ahelaid kahe järgmise vooluahela näite abil:

Ahela töö

Esimeses näites näeme lihtsat ristseotud transistori vooluahelat, mis näeb välja üsna sarnane a-ga monostabiilne multivibraator konfiguratsioon, välja arvatud positiivsete takistite alus, mis siin tahtlikult puudub.

Transistori bistabiilse funktsiooni mõistmine on üsna lihtne.

Niipea kui toide on sisse lülitatud, lülitub üks transistoritest sõltuvalt komponendi väärtuste ja transistori omaduste kergest tasakaalustamatusest sisse, muutes teise täielikult välja.

Oletame, et peame juhtima parempoolset transistorit, see saab eelarvamuse vasakpoolse LED-i, 1k ja 22uF kondensaatori kaudu.

Kui parempoolne transistor on täielikult ümber lülitunud, lülitub vasakpoolne transistor täielikult välja, kuna selle alus hoitakse maanduses parempoolse transistori kollektori / emitteri 10k takisti kaudu.

Eespool nimetatud asendit hoitakse kindlalt ja püsivana seni, kuni vooluahelale jääb toide või kuni push-to-ON lüliti on alla surutud.

Kui näidatud nuppu vajutatakse hetkeks, ei saa vasakpoolne 22uF kondensaator nüüd reageerida, kuna see on juba täielikult laetud, kuid parempoolne 22uF tühjenenud olekus annab võimaluse vabalt käituda ja raskemini kallutada vasak transistor, mis lülitub koheselt sisse, pöörates olukorra enda kasuks, kus parempoolne transistor on sunnitud välja lülituma.

Ülaltoodud asendit hoitakse puutumatuna seni, kuni vajutatakse uuesti nuppu. Ümberlülitamist saab vahetada vasakult paremale transistorile ja vastupidi, vajutades surunuppu hetkega.

Ühendatud LED-id põlevad vaheldumisi sõltuvalt sellest, milline transistor on bistabiilse tegevuse tõttu aktiivseks muudetud.

Vooluringi skeem

Transistori bistabiilne flip-flop-ahel relee abil

Ülaltoodud näites saime teada, kuidas paar transistorit saab bistabiilsetes režiimides ühe nupuvajutusega lukustada ja kasutada asjakohaste LE-de ja vajalike näidustuste vahetamiseks.

Paljudel juhtudel on relee sisselülitamine hädavajalik, et ümber lülitada raskemaid väliseid koormusi. Sama vooluringi, mida on eespool kirjeldatud, saab rakendada relee sisse / välja lülitamiseks mõningate tavaliste muudatustega.

Vaadates järgmist transistori bistabiilse konfiguratsiooni, näeme, et vooluahel on põhimõtteliselt identne ülaltooduga, välja arvatud parempoolne LED, mis on nüüd asendatud releega, ja takisti väärtusi on relee jaoks vajaliku suurema voolu hõlbustamiseks natuke reguleeritud aktiveerimine.
Ka vooluahela toimingud on identsed.

Lüliti vajutamine lülitub kas välja või lülitab relee sisse, sõltuvalt vooluahela algseisundist.

Relee saab vaheldumisi olekust SEES olekuks välja lülitada, vajutades lisatud nuppu nii mitu korda, kui soovite relee kontaktidega ühendatud välise koormuse ümberlülitamiseks.

Bistable Flip Flop pilt

Kas teil on veel flip flopiprojektide ümberregistreerimise ideid, jagage palun meiega, meil on hea meel neid postitada siia teile ja kõigi pühendunud lugejate rõõmuks.

Flip Flop Circuit IC 4027 abil

Pärast puute-sõrmepadja puudutamist. Transistor T1 (pnp tüüp) hakkab tööle. Saadaval impulsil 4027 sisendkellal on äärmiselt aeglased servad (CI ja C2 tõttu).

Vastavalt (ja erakordselt) toimib 4027. aasta esimene J-K klapp Schmitti juhtväravana, muutes sisendil (tihvt 13) väga aeglane impulss sujuvaks elektrisignaaliks, mida saab lisada järgmise klapi kellale sisend (tihvt 3).

Seejärel toimib teine ​​flip-flop vastavalt õpikule, pakkudes tõelist lülitussignaali, mida saab kasutada relee sisse- ja väljalülitamiseks transistori astme T2 kaudu.

Relee juhib vaheldumisi, kui koputate sõrmega kontaktplaati. Ahela voolutarve, kui relee on välja lülitatud, on alla 1 mA ja kui relee on sisse lülitatud, kuni 50 mA. Kõiki taskukohasemaid releesid saab kasutada seni, kuni mähise pinge on 12 V

Võrguseadme kasutamisel kasutage siiski õigesti hinnatud kontaktidega releed.