5 interessante flip-flop-kretser - Last PÅ / AV med trykknapp

Fem enkle, men effektive elektroniske vippebryterkretser kan bygges rundt IC 4017, IC 4093 og IC 4013. Vi vil se hvordan disse kan implementeres for slå av et relé vekselvis PÅ , som igjen vil bytte en elektronisk belastning som vifte, lys eller lignende apparater ved å trykke på en enkelt trykknapp.

Hva er en Flip Flop Circuit

En flip-flop-relékrets fungerer på en bistabil krets konsept der den har to stabile trinn enten PÅ eller AV. Når den brukes i kretser med praktiske applikasjoner, tillater den en tilkoblet belastning vekselvis fra en PÅ-tilstand til AV-tilstand og omvendt som svar på en ekstern PÅ / AV-bryterutløser.

I de følgende eksemplene vil vi lære å lage en 4017 IC- og 4093 IC-basert flip-flop-relékrets. Disse er designet for å svare på alternative utløsere gjennom trykknappen, og på tilsvarende måte betjene et relé og en belastning vekselvis fra en PÅ-tilstand til AV-tilstand og omvendt.

Ved å legge til bare en håndfull andre passive komponenter kan kretsen gjøres for å veksle nøyaktig gjennom påfølgende inngangsutløsere enten manuelt eller elektronisk.

De kan betjenes via eksterne utløsere enten manuelt eller elektronisk.

1) Enkel elektronisk vippebryter Flip Flop Circuit ved hjelp av IC 4017

Den første ideen snakker om en nyttig elektronisk vippebryterkrets bygget rundt IC 4017. Komponenttellingen her er minimum, og resultatet oppnådd er alltid opp til merket.

Med henvisning til figuren ser vi at IC-en er koblet til sin standardkonfigurasjon, dvs. en logikk som er høy ved utgangen, skifter fra den ene pinnen til den andre i innflytelse av den påførte klokken ved dens pinne nr. 14 .

Den alternative vekslingen ved klokkeinngangen gjenkjennes som klokkepulser og blir konvertert til den nødvendige vekslingen ved utgangspinnene. Hele operasjonen kan jeg forstått med følgende punkter:

Deleliste

• R4 = 10K,
• R5 = 100K,
• R6, R7 = 4K7,
• C6, C7 = 10 uF / 25 V,
• C8 = 1000µF / 25V,
• C10 = 0,1, DISC,
• ALLE DIODER ER 1N4007,
• IC = 4017,
• T1 = BC 547, T2 = BC 557,
• IC2 = 7812
• TRANSFORMER = 0-12V, 500ma, INNGANG SOM PER OMRÅDE SPESIFIKASJONER.

Hvordan det fungerer

Vi vet at som svar på hver logiske høypuls ved stift nr. 14, blir utgangstappene til IC 4017 byttet høyt sekvensielt fra # 3 til # 11 i rekkefølgen: 3, 4, 2, 7, 1, 5, 6, 9, 10 og 11.

Denne prosedyren kan imidlertid stoppes når som helst og gjentas ved å bare koble noen av de ovennevnte pinnene til tilbakestillingspinnen # 15.

For eksempel (i dette tilfellet) er pin nr. 4 på IC-en koblet til pin nr. 15, derfor vil sekvensen være begrenset og vil sprette tilbake til sin opprinnelige posisjon (pin nr. 3) hver gang sekvensen (logikk høy) når pin 4 og syklusen gjentas.

Det betyr ganske enkelt at nå veksles sekvensen fra pinne nr. 3 til pinne nr. 2 på en frem og tilbake måte som utgjør en typisk vekslehandling. Driften av denne elektroniske vippebryterkretsen kan forstås videre som følger:

Hver gang en positiv utløser blir brukt på basen av T1, fører den og trekker ned pinne nr. 14 på IC til bakken. Dette bringer IC til en standby-posisjon.

I det øyeblikket avtrekkeren er fjernet, slutter T1 å lede, pinne nr. 14 mottar nå øyeblikkelig en positiv puls fra R1. IC anerkjenner dette som et klokkesignal og bytter raskt utgangen fra den første pin # 3 til pin # 2.

Den neste pulsen gir det samme resultatet, slik at utgangen skifter nå fra pinne nr. 2 til pinne nr. 4, men siden pinne nr. 4 er koblet til tilbakestillingsnål nr. 15, som forklart, spretter situasjonen tilbake til pinne nr. 3 (startpunkt) .

Således gjentas prosedyren hver gang T1 mottar en trigger enten manuelt eller gjennom en ekstern krets.

Videoklipp:

Oppgradere kretsen for å kontrollere mer enn en belastning

La oss nå se hvordan IC 4017-konseptet ovenfor kan oppgraderes til å betjene 10 mulige elektriske belastninger gjennom en enkelt trykknapp.

Ideen ble bedt om av Mr. Dheeraj.

Kretsmål og krav

Jeg er Dhiraj Pathak fra Assam, India.

I henhold til nedenstående diagram skal følgende operasjoner finne sted -

• Når AC-bryteren S1 slås PÅ for første gang, bør AC-belastning 1 slås på og forbli i PÅ-tilstand til S1 er slått AV. AC-belastning 2 skal holde seg av under denne operasjonen
• Den andre gangen når S1 slås på igjen, bør AC Load 2 slå seg på og forbli PÅ til S1 er slått AV. AC-belastning 1 skal holde seg av under denne operasjonen
• Den tredje gangen når S1 slås på igjen, bør begge vekselstrømslastene slås PÅ og forbli PÅ til S1 er slått AV. Den fjerde gangen når S1 slås PÅ, skal driftssyklusen gjenta som nevnt i trinn 1, 2 og 3.

Min intensjon er å bruke dette designet i den eneste stuen min i den leide leiligheten min. Rommet har skjulte ledninger og viften er plassert midt på taket.

Lyset blir koblet parallelt med viften som et senterlys for rommet. Det er ikke noe ekstra strømuttak midt på taket. Bare tilgjengelig stikkontakt er for viften.

Jeg ønsker ikke å kjøre separate ledninger fra sentralbord til midtlys. Derfor skjønte jeg å designe en logisk krets som kan oppdage tilstanden (På / AV) til strømkilden og bytte belastning tilsvarende.

For å bruke senterlyset, ønsker jeg ikke å holde viften PÅ hele tiden og omvendt.

Hver gang kretsen slås PÅ, bør den siste kjennetilstanden utløse neste kretsoperasjon.

Designet

En enkel elektronisk bryterkrets tilpasset for å utføre ovennevnte funksjoner er vist nedenfor, uten MCU. En svitsjbryter av typen trykknapp brukes til å utføre den sekvensielle svitsjen for det tilkoblede lyset og viften.

Designet er selvforklarende. Hvis du er i tvil angående kretsbeskrivelsen, er du velkommen til å få det avklart gjennom dine kommentarer.

Elektronisk bryter uten trykknapp

I henhold til forespørselen og tilbakemeldingen mottatt fra Mr. Dheeraj, kan designen ovenfor modifiseres til å fungere uten en trykknapp .... det vil si ved å bruke den eksisterende PÅ / AV-bryteren på strøminngangssiden for å generere de spesifiserte vekselsekvensene. .

Den oppdaterte designen kan sees i figuren nedenfor:

En annen interessant PÅ AV-relé heks med en enkelt knapp kan konfigureres ved hjelp av en enkelt IC 4093. La oss lære prosedyrene med følgende forklaring.

2) Nøyaktig CMOS-flip-flop-krets ved bruk av IC 4093

IC4093 Pinout-detaljer

Deleliste

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

Det andre konseptet handler om at en ganske nøyaktig krets kan lages ved hjelp av tre porter av IC 4093 . Ser vi på figuren ser vi at inngangene til N1 og N2 er koblet sammen for å danne logiske omformere, akkurat som IKKE porter.

Det betyr at, noe logikknivå som brukes på deres innganger, blir invertert ved deres utganger. Disse to portene er også koblet i serie for å danne en sperrekonfigurasjon ved hjelp av en tilbakemeldingssløyfe via R5.

N1 og N2 låses øyeblikkelig i det øyeblikket den registrerer en positiv trigger ved inngangen. En annen gate N3 har blitt introdusert i utgangspunktet for å bryte denne låsen vekselvis etter hver påfølgende inngangspuls.

Kretsens funksjon kan forstås videre med følgende forklaring:

Hvordan det fungerer

Ved mottak av en puls ved utløserinngangen, reagerer N1 raskt, dens utgang endrer tilstand og tvinger N2 til å også endre tilstand.

Dette fører til at utgangen fra N2 går høyt og gir tilbakemelding (via R5) til N1s inngang og begge portene låses i den posisjonen. I denne posisjonen er utgangen til N2 låst ved logisk høy, den foregående kontrollkretsen aktiverer reléet og den tilkoblede belastningen.

Den høye ytelsen lader også sakte C4, slik at nå blir en inngang til porten N3 høy. På dette tidspunktet holdes den andre inngangen til N3 på logisk lav av R7.

Nå vil en puls ved utløserpunktet gjøre at denne inngangen også går høyt høyt, og tvinger utgangen til å bli lav. Dette vil trekke inngangen til N1 til bakken via D4, og umiddelbart bryte sperren.

Dette vil gjøre at utgangen fra N2 blir lav, og deaktiverer transistoren og reléet. Kretsen er nå tilbake til sin opprinnelige tilstand og klar for neste inngangsutløser for å gjenta hele prosedyren.

3) Flip Flop Circuit ved hjelp av IC 4013

Den raske tilgjengeligheten av de mange CMOS IC-ene i dag har gjort design av mye kompliserte kretsløp til et barns lek, og utvilsomt gleder de nye entusiastene seg over å lage kretser med disse fantastiske IC-ene.

En slik enhet er IC 4013, som i utgangspunktet er en dobbel flip-flop IC av D-type, og som kan brukes diskret for å implementere de foreslåtte handlingene.

Kort fortalt har IC to innebygde moduler som lett kan konfigureres som flip flops bare ved å legge til noen få eksterne passive komponenter.

IC 4013 Pinout-funksjon

IC kan forstås med følgende punkter.

Hver enkelt flip-flop-modul består av følgende pin-outs:

1. Q og Qdash = Utfyllende utganger
2. CLK = Klokkeinngang.
3. Data = Irrelevant pin out, må enten være koblet til den positive tilførselsledningen eller den negative tilførselsledningen.
4. SETT og RESET = Utfyllende pin-outs som brukes til å stille inn eller tilbakestille utgangsforholdene.

Utgangene Q og Qdash bytter vekselvis sine logiske tilstander som svar på set / reset eller inngangene til klokke ut.

Når en klokkefrekvens brukes på CLK-inngangen, skifter utgang Q og Qdash vekselvis så lenge klokkene fortsetter å gjenta.

Tilsvarende kan Q- og Qdash-statusen endres ved å pulsere settet eller tilbakestillingspinnene manuelt med en positiv spenningskilde.

Normalt skal settet og tilbakestillingspinnen være koblet til bakken når det ikke brukes.

Følgende kretsskjema viser en enkel IC 4013-oppsett som kan brukes som en flip-flop-krets og brukes til de tiltenkte behov.

Begge kan brukes om nødvendig, men hvis bare en av dem er i bruk, må du sørge for at innstillingen / tilbakestillingen / dataene og klokkepinnene til den andre ubrukt delen er jordet riktig.

Et praktisk eksempel på flip-flop-kretseksempel kan sees nedenfor ved å bruke den ovenfor forklarte 4013 IC

Sikkerhetskopiering av nettfeil og minne for Flip Flp Circuit

Hvis du er interessert i å inkludere et strømbruddminne og sikkerhetskopieringsanlegg for den ovenfor forklarte 4013-designen, kan du oppgradere den med en kondensatorbackup som vist i følgende figur:

Som det fremgår, tilsettes et høykvalitets kondensator- og motstandsnettverk med forsyningsterminalen til IC, og også et par dioder for å sikre at den lagrede energien inne i kondensatoren brukes til å levere bare IC og ikke til den andre eksterne trinn.

Når strømnettet svikter, tillater 2200 uF kondensatoren sin lagrede energi jevnlig og veldig sakte å komme til strømforsyningspinnen til IC-en som holder IC-minnet i live og sørger for at låseposisjonen blir husket av IC-en mens strømnettet ikke er tilgjengelig .

Så snart strømnettet kommer tilbake, leverer IC den originale låsehandlingen på reléet i henhold til den tidligere situasjonen, og forhindrer dermed reléene i å miste sin forrige PÅ-status under strømfraværet.

4) SPDT Electronic 220V vippebryter ved hjelp av IC 741

En vippebryter refererer til en enhet som brukes til å slå en elektrisk krets på og av vekselvis når det er nødvendig.

Normalt mekaniske brytere brukes til slike operasjoner og brukes i stor grad der det er nødvendig med elektrisk svitsjing. Men mekaniske brytere har en stor ulempe, de er utsatt for slitasje og har en tendens til å produsere gnister og RF-støy.

En enkel krets forklart her gir et elektronisk alternativ til ovennevnte operasjoner. Bruke en singel på amp og noen få andre billige passive deler, kan en veldig interessant elektronisk vippebryter bygges og brukes til nevnte formål.

Selv om kretsen også benytter en mekanisk inngangsenhet, men denne mekaniske bryteren er en liten mikrobryter som bare krever alternativ trykk for å implementere de foreslåtte vekslehandlingene.

En mikrobryter er en allsidig enhet og veldig motstandsdyktig mot mekanisk stress og påvirker derfor ikke kretsens effektivitet.

Hvordan kretsen fungerer

Figuren viser en enkel elektronisk vippebryterkretsdesign, med en 741 opamp som hoveddel.

IC-en er konfigurert som en forsterkning med høy forsterkning, og derfor har utgangen en tendens til lett å bli utløst til enten logikk 1 eller logikk 0, vekselvis.

En liten del av utgangspotensialet påføres den ikke inverterende inngangen til opamp

Når trykknappen betjenes, kobles C1 til den inverterende inngangen til opampen.

Forutsatt at utgangen var på logikk 0, endrer opampen umiddelbart tilstand.

C1 begynner nå å lade gjennom R1.

Å holde bryteren nede i lengre tid vil imidlertid bare lade C1 brøkdeler, og først når den slippes begynner C1 å lade seg opp og fortsetter å lade opp til forsyningsspenningsnivået.

Fordi bryteren er åpen, blir nå C1 koblet fra, og dette hjelper den til å 'beholde' utdataene.

Hvis bryteren trykkes en gang til, blir den høye utgangen over den fulladede C1 tilgjengelig ved den inverterende inngangen til op-forsterkeren, og OP-forsterkeren endrer igjen tilstand og skaper en logisk 0 på utgangen slik at C1 begynner å utlades og bringer kretsens posisjon til den opprinnelige tilstanden.

Kretsen er gjenopprettet og er klar for neste repetisjon av syklusen ovenfor.

Utgangen er en standard triac trigger satt opp brukes til å svare på utgangene til opampen for de aktuelle bryterhandlingene til den tilkoblede lasten.

Deleliste

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

5) Transistor Bistable Flip Flop

Under denne femte og sist, men ikke minst fliop flop design, lærer vi et par transistoriserte flip flop kretser som kan brukes til å slå en belastning PÅ / AV gjennom en enkelt trykknapp utløser. Disse kalles også transistor bistable kretser.

Begrepet transistor bistabil refererer til en tilstand av en krets der kretsen fungerer med en ekstern utløser for å gjøre seg stabil (permanent) over to tilstander: PÅ-tilstand og AV-tilstand, derav navnet bistabil som betyr stabil på enten PÅ / AV-tilstand.

Denne PÅ / AV-stabile vekslingen av kretsen vekselvis kan normalt gjøres via en mekanisk trykknapp eller via en digital spenningsutløserinngang.

La oss forstå de foreslåtte bistabile transistorkretsene ved hjelp av følgende to kretseksempler:

Kretsdrift

I det første eksemplet kan vi se en enkel tverrkoblet transistorkrets som ser ganske ut som en monostabil multivibrator konfigurasjon bortsett fra basen til positive motstander som mangler her med vilje.

Å forstå transistorens bistabile funksjon er ganske grei.

Så snart strømmen slås PÅ, avhengig av liten ubalanse i komponentverdiene og transistoregenskapene, vil en av transistoren slå seg PÅ helt, og den andre blir slått AV helt.

Anta at vi vurderer at høyre transistor skal lede først, den vil få sin forspenning via venstre LED, 1k og 22uF kondensator.

Når transistoren på høyre side har slått seg helt, vil den venstre transistoren slå seg AV helt siden basen nå vil bli holdt i bakken via 10k-motstanden over høyre transistoroppsamler / emitter.

Ovennevnte posisjon vil holdes solid og permanent så lenge strømmen til kretsen opprettholdes eller til trykk-til-PÅ-bryteren er trykket ned.

Når den viste trykknappen trykkes inn et øyeblikk, vil den venstre 22uF kondensatoren nå ikke kunne vise noe respons siden den allerede er fulladet, men den rette 22uF i utladet tilstand vil få en mulighet til å oppføre seg fritt og gi en vanskeligere forspenning til den venstre transistoren som øyeblikkelig vil slå PÅ, og reversere situasjonen til sin fordel, hvor transistoren på høyre side vil bli tvunget til å slå seg av.

Ovennevnte posisjon holdes intakt til trykknappen enda en gang trykkes på. Vekslingen kan vendes vekselvis fra venstre til høyre transistor og omvendt ved å aktivere trykkbryteren et øyeblikk.

De tilkoblede lysdiodene vil skiftevis avhenge av hvilken transistor som blir aktiv på grunn av de bistabile handlingene.

Kretsdiagram

Transistor bistabil flip-flop krets ved hjelp av et relé

I eksemplet ovenfor lærte vi hvordan et par transistorer kan fås til å låses i bistabile moduser ved å trykke på en enkelt trykknapp og brukes til å veksle relevante LEds og de nødvendige indikasjonene.

I mange tilfeller er det nødvendig å veksle relé for å bytte tyngre ytre belastninger. Den samme kretsen som er forklart ovenfor kan brukes for å aktivere et relé PÅ / AV med noen vanlige modifikasjoner.

Ser vi på følgende transistor bistabil konfigurasjon ser vi at kretsen i utgangspunktet er identisk med ovennevnte bortsett fra høyre LED som nå erstattes med et relé og motstandsverdiene er justert litt for å muliggjøre mer strøm som kan være nødvendig for reléet aktivering.
Driften av kretsen er også identisk.

Ved å trykke på bryteren vil den enten slå seg AV eller slå på reléet, avhengig av kretsens opprinnelige tilstand.

Reléet kan veksles vekselvis fra PÅ-tilstand til AV-tilstand ganske enkelt ved å trykke på den vedlagte trykknappen så mange ganger som ønsket for å bytte den eksterne belastningen som er koblet til relékontaktene tilsvarende.

Bistabelt flip-flop-bilde

Har du flere ideer om å omgradere flip-flop-prosjekter, vennligst del med oss, vi vil være glade for å legge dem ut her for deg og til glede for alle dedikerte lesere.

Flip Flop Circuit ved hjelp av IC 4027

Etter å ha berørt berøringsfingeren. Transistor T1 (en type pnp) begynner å fungere. Den resulterende pulsen på inngangsklokken til 4027 har ekstremt svake kanter (på grunn av CI og C2).

Følgelig (og ekstraordinært) tjener den første J-K flip-flop i 4027 deretter som en Schmitt-kontrollport som gjør den veldig svake pulsen ved inngangen (pin 13) til et glatt elektrisk signal som kan legges til neste flip-flops klokke. inngang (pin 3).

Etterpå fungerer den andre flip-flop i henhold til læreboka, og gir et ekte koblingssignal som kan brukes til å slå et relé av og på gjennom et transistortrinn, T2.

Reléet ledes vekselvis hvis du banker på kontaktplaten med fingeren. Strømforbruket mens reléet er av er mindre enn 1 mA, og når reléet er på, opptil 50 mA. Ethvert relé som er rimeligere kan brukes så lenge spolespenningsnivået er 12 V

Bruk imidlertid et relé med riktig klassifiserte kontakter når du bruker en nettanordning.