5 circuite interesante Flip Flop - Încărcați ON / OFF cu butonul Push

Cinci circuite de comutare electronice simple, dar eficiente, pot fi construite în jurul IC 4017, IC 4093 și IC 4013. Vom vedea cum acestea pot fi implementate pentru comutarea alternativă a unui releu PORNIT , care, la rândul său, va comuta o sarcină electronică, cum ar fi ventilatorul, luminile sau orice alt aparat similar, utilizând o singură apăsare pe buton.

Ce este un circuit Flip Flop

Un circuit de releu cu flip flop funcționează pe un circuit bistabil concept în care are două etape stabile fie PORNIT, fie OPRIT. Atunci când este utilizat în circuite de aplicații practice, permite unei sarcini conectate să treacă alternativ de la o stare ON la OFF și viceversa ca răspuns la un declanșator extern de comutare ON / OFF.

În exemplele noastre următoare vom învăța cum să realizăm circuite cu releu cu flip flop 4017 IC și 4093 IC. Acestea sunt proiectate pentru a răspunde la declanșatoarele alternative prin intermediul butonului și, în mod corespunzător, acționează un releu și o sarcină alternativ de la o stare ON la OFF și viceversa.

Adăugând doar o mână de alte componente pasive, circuitul poate fi făcut să comute cu precizie prin declanșatoarele de intrare ulterioare fie manual, fie electronic.

Acestea pot fi acționate prin declanșatoare externe fie manual, fie printr-o etapă electronică.

1) Circuit cu flip flop al comutatorului electronic simplu, cu ajutorul IC 4017

Prima idee vorbește despre un circuit electronic de comutare cu basculare electronică util construit în jurul IC 4017. Numărul de componente de aici este minim, iar rezultatul obținut este întotdeauna până la marcă.

Referindu-ne la figură, vedem că IC-ul este conectat la configurația sa standard, adică o logică ridicată la ieșire se deplasează de la un pin la altul în influența ceasului aplicat la pinul # 14 .

Comutarea alternativă la intrarea sa de ceas este recunoscută ca impulsuri de ceas și este convertită în comutarea necesară la pinii de ieșire. Întreaga operațiune poate să mă înțeleagă cu următoarele puncte:

Lista de componente

• R4 = 10K,
• R5 = 100K,
• R6, R7 = 4K7,
• C6, C7 = 10µF / 25V,
• C8 = 1000µF / 25V,
• C10 = 0,1, DISC,
• TOATE DIODE SUNT 1N4007,
• IC = 4017,
• T1 = BC 547, T2 = BC 557,
• IC2 = 7812
• TRANSFORMATOR = 0-12V, 500ma, Intrare conform specificațiilor zonei.

Cum functioneaza

Știm că, ca răspuns la fiecare impuls logic ridicat la pinul 14, pinii de ieșire ai IC 4017 sunt comutați secvențial de la # 3 la # 11 în ordinea: 3, 4, 2, 7, 1, 5, 6, 9, 10 și 11.

Cu toate acestea, această procedură poate fi oprită în orice moment și repetată doar prin conectarea oricăruia dintre pinii de mai sus la pinul de resetare # 15.

De exemplu (în cazul de față), pinul # 4 al IC este conectat la pinul # 15, prin urmare, secvența va fi restricționată și va reveni la poziția sa inițială (pinul # 3) de fiecare dată când secvența (logic High) ajunge pinul 4 și ciclul se repetă.

Înseamnă pur și simplu că acum secvența comută de la pinul 3 la pinul 2 într-un mod înainte și înapoi, constituind o acțiune tipică de comutare. Funcționarea acestui circuit electronic de comutare poate fi înțeleasă în continuare după cum urmează:

De fiecare dată când se aplică un declanșator pozitiv pe baza T1, acesta conduce și trage pinul # 14 al IC-ului la sol. Aceasta aduce IC-ul într-o poziție de așteptare.

În momentul în care declanșatorul este eliminat, T1 se oprește din conducere, pinul # 14 primește acum instantaneu un impuls pozitiv de la R1. IC-ul recunoaște acest lucru ca un semnal de ceas și își comută rapid ieșirea de la pinul inițial # 3 la pinul 2.

Următorul impuls produce același rezultat, astfel încât acum ieșirea se schimbă de la pinul 2 la pinul 4, dar din moment ce pinul 4 este conectat la pinul de resetare # 15, așa cum s-a explicat, situația revine la pinul 3 (punctul inițial) .

Astfel procedura se repetă de fiecare dată când T1 primește un declanșator fie manual, fie printr-un circuit extern.

Clip video:

Actualizarea circuitului pentru a controla mai multe sarcini

Acum să vedem cum conceptul IC 4017 de mai sus poate fi actualizat pentru a opera 10 sarcini electrice posibile printr-un singur buton.

Ideea a fost cerută de domnul Dheeraj.

Obiective și cerințe ale circuitului

Sunt Dhiraj Pathak din Assam, India.

Conform diagramei de mai jos, ar trebui să aibă loc următoarele operații -

• Comutatorul de curent alternativ S1 când este pornit pentru prima dată, sarcina de curent alternativ 1 ar trebui să pornească și să rămână în starea de pornire până când S1 este dezactivat. Sarcina AC 2 ar trebui să rămână oprită în timpul acestei operații
• A doua oară când S1 este din nou pornit, AC Load 2 ar trebui să pornească și să rămână PORNIT până când S1 este oprit. Sarcina AC 1 ar trebui să rămână oprită în timpul acestei operații
• A treia oară când S1 este din nou pornit, ambele sarcini de curent alternativ ar trebui să pornească și să rămână ACTIVE până când S1 este oprit. A patra oară când S1 este pornit, ciclul de funcționare ar trebui să se repete așa cum se menționează la pașii 1, 2 și 3.

Intenția mea este să folosesc acest design în camera mea de zi singură a apartamentului meu închiriat. Camera are cabluri ascunse, iar ventilatorul este situat în centrul acoperișului.

Lumina va fi conectată paralel cu ventilatorul ca lumină centrală pentru cameră. Nu există o priză suplimentară în centrul acoperișului. Singura priză disponibilă este pentru ventilator.

Nu doresc să rulez fire separate de la centrală la lumina centrală. Prin urmare, am conceput un circuit logic care poate detecta starea (pornit / oprit) a sursei de alimentare și poate comuta sarcinile în consecință.

Pentru utilizarea luminii centrale, nu doresc să mențin ventilatorul pornit tot timpul și invers.

De fiecare dată când circuitul este pornit, ultima stare de cunoaștere ar trebui să declanșeze următoarea funcționare a circuitului.

Design-ul

Un circuit simplu de comutare electronică personalizat pentru a îndeplini funcțiile menționate mai sus este prezentat mai jos, fără un MCU. Un comutator de tip buton sonor este utilizat pentru executarea comutării secvențiale pentru lumina și ventilatorul conectate.

Proiectarea se explică de la sine, dacă aveți îndoieli cu privire la descrierea circuitului, vă rugăm să nu ezitați să o clarificați prin comentariile dvs.

Comutator electronic fără buton

Conform cererii și feedback-ului primit de la domnul Dheeraj, designul de mai sus poate fi modificat pentru a funcționa fără buton .... adică, folosind comutatorul existent ON / OFF de pe partea de intrare pentru generarea secvențelor de comutare specificate. .

Proiectarea actualizată poate fi observată în figura de mai jos:

Un alt interesant Releu ON OFF vrăjitoarea cu un singur buton poate fi configurată folosind un singur IC 4093. Să învățăm procedurile cu următoarea explicație.

2) Circuit precis CMOS Flip Flop folosind IC 4093

IC4093 Detalii Pinout

Lista de componente

• R3 = 10K,
• R4, R5 = 2M2,
• R6, R7 = 39K,
• C4, C5 = 0.22, DISC,
• C6 = 100µF / 25V,
• D4, D5 = 1N4148,
• T1 = BC 547,
• IC = 4093,

Al doilea concept este despre un circuit destul de precis care poate fi realizat folosind trei porți ale IC 4093 . Privind figura vedem că intrările N1 și N2 sunt unite pentru a forma invertoare logice, la fel ca NU porțile.

Înseamnă că, oricare nivel logic aplicate intrărilor lor vor fi inversate la ieșirile lor. De asemenea, aceste două porți sunt conectate în serie pentru a forma un configurarea zăvorului cu ajutorul unei bucle de feedback prin R5.

N1 și N2 se vor bloca instantaneu în momentul în care simte un declanșator pozitiv la intrare. O altă poartă N3 a fost introdusă practic pentru a rupe acest zăvor alternativ după fiecare impuls de intrare ulterior.

Funcționarea circuitului poate fi înțeleasă în continuare cu următoarea explicație:

Cum functioneaza

La primirea unui impuls la intrarea declanșatorului, N1 răspunde rapid, ieșirea acestuia schimbă starea, forțând N2 să schimbe și starea.

Acest lucru face ca ieșirea N2 să crească, oferind un feedback (prin R5) la intrarea N1 și ambele porți se blochează în poziția respectivă. În această poziție, ieșirea lui N2 este blocată la un nivel logic ridicat, circuitul de control precedent activează releul și sarcina conectată.

De asemenea, ieșirea ridicată încarcă încet C4, astfel încât acum o intrare a porții N3 devine ridicată. În acest moment, cealaltă intrare a N3 este menținută la un nivel logic scăzut de R7.

Acum, un impuls la punctul de declanșare va face ca această intrare să crească momentan, ridicând forța de ieșire să scadă. Acest lucru va trage intrarea N1 la masă prin D4, rupând instantaneu zăvorul.

Acest lucru va face ca ieșirea N2 să scadă, dezactivând tranzistorul și releul. Circuitul este acum înapoi la starea inițială și gata pentru următorul declanșator de intrare pentru a repeta întreaga procedură.

3) Flip Flop Circuit folosind IC 4013

Disponibilitatea rapidă a numeroaselor IC-uri CMOS de astăzi a făcut ca proiectarea circuitelor mult mai complicate să devină o joacă pentru copii și, fără îndoială, noii pasionați se bucură să facă circuite cu aceste IC-uri magnifice.

Un astfel de dispozitiv este IC 4013, care este în esență un flip flop IC de tip D dual și poate fi utilizat discret pentru implementarea acțiunilor propuse.

Pe scurt, IC are două module încorporate care pot fi configurate cu ușurință ca flip flops doar prin adăugarea câtorva componente pasive externe.

Funcția Pinout IC 4013

CI poate fi înțeles cu următoarele puncte.

Fiecare modul individual de flip flop constă din următoarele ieșiri de pin:

1. Q și Qdash = ieșiri complementare
2. CLK = Intrare ceas.
3. Date = Pin irelevant, trebuie conectat fie la linia de alimentare pozitivă, fie la linia de alimentare negativă.
4. SET și RESET = Pin out-uri complementare utilizate pentru setarea sau resetarea condițiilor de ieșire.

Ieșirile Q și Qdash își schimbă stările logice alternativ ca răspuns la setările / resetările sau la intrările pin out de ceas.

Când se aplică o frecvență de ceas la intrarea CLK, ieșirea Q și Qdash se schimbă alternativ, atâta timp cât ceasurile se repetă în continuare.

În mod similar, starea Q și Qdash poate fi modificată prin pulsarea manuală a setului sau a pinilor de resetare cu o sursă de tensiune pozitivă.

În mod normal, setul și știftul de resetare trebuie conectate la sol atunci când nu sunt utilizate.

Următoarea diagramă a circuitului arată o configurare simplă IC 4013 care poate fi utilizată ca circuit de basculă și aplicată pentru nevoile dorite.

Ambele pot fi utilizate dacă este necesar, totuși, dacă este utilizat doar unul dintre ele, asigurați-vă că setarea / resetarea / datele și pinii de ceas din cealaltă secțiune neutilizată sunt împământate corespunzător.

Un exemplu practic de circuit de baschet poate fi văzut mai jos, folosind IC-ul 4013 explicat mai sus

Copiere de rezervă și memorie pentru circuitul Flip Flp

Dacă sunteți interesat să includeți o memorie de defecțiune la rețea și să faceți backup pentru designul 4013 explicat mai sus, îl puteți actualiza cu o copie de rezervă a condensatorului, așa cum se arată în figura următoare:

După cum se poate observa, se adaugă o rețea de condensator și rezistență de mare valoare cu terminalul de alimentare al IC-ului și, de asemenea, câteva diode pentru a se asigura că energia stocată în interiorul condensatorului este utilizată doar pentru alimentarea IC-ului și nu către celălalt extern. etape.

Ori de câte ori rețeaua de curent alternativ eșuează, condensatorul 2200 uF permite în mod constant și foarte încet energia sa stocată să ajungă la pinul de alimentare al CI menținând „memoria vie” a CI și să se asigure că poziția de blocare este amintită de IC în timp ce rețeaua este indisponibilă .

De îndată ce reîntoarcerea rețelei, IC furnizează acțiunea originală de blocare a releului conform situației anterioare și, astfel, împiedică releele să-și piardă starea de pornire precedentă în timpul absenței rețelei.

4) SPDT Electronic 220V Toggle Switch folosind IC 741

Un comutator de comutare se referă la un dispozitiv care este utilizat pentru pornirea și oprirea alternativă a unui circuit electric ori de câte ori este necesar.

În mod normal comutatoare mecanice sunt utilizate pentru astfel de operațiuni și sunt utilizate pe scară largă ori de câte ori este necesară comutarea electrică. Cu toate acestea, întrerupătoarele mecanice au un mare dezavantaj, sunt predispuse la uzură și au tendința de a produce scântei și zgomot RF.

Un circuit simplu explicat aici oferă o alternativă electronică la operațiile de mai sus. Folosind un singur pe amplificator și câteva alte părți pasive ieftine, un comutator electronic cu comutare foarte interesant poate fi construit și utilizat în scopul menționat.

Deși circuitul folosește și un dispozitiv de intrare mecanică, dar acest comutator mecanic este un mic comutator mic care necesită doar o împingere alternativă pentru implementarea acțiunilor de comutare propuse.

Un microîntrerupător este un dispozitiv versatil și foarte rezistent la solicitări mecanice și, prin urmare, nu afectează eficiența circuitului.

Cum funcționează circuitul

Figura prezintă un design simplu al circuitului de comutare electronică, încorporând un opamp 741 ca parte principală.

IC-ul este configurat ca un amplificator cu câștig ridicat și, prin urmare, ieșirea sa are tendința de a fi ușor declanșată fie la logica 1, fie la logica 0, alternativ.

O mică porțiune a potențialului de ieșire este aplicată înapoi la intrarea care nu inversează opamp

Când butonul este acționat, C1 se conectează cu intrarea inversă a opampului.

Presupunând că ieșirea a fost la logica 0, opampul schimbă imediat starea.

C1 începe acum să se încarce prin R1.

Cu toate acestea, menținând comutatorul apăsat pentru o perioadă mai lungă de timp, încărcarea C1 se face doar în mod fracționat și numai atunci când este eliberat, C1 începe să se încarce și continuă să se încarce până la nivelul tensiunii de alimentare.

Deoarece comutatorul este deschis, acum C1 se deconectează și acest lucru îl ajută să „păstreze” informațiile de ieșire.

Acum, dacă comutatorul este apăsat din nou, ieșirea ridicată pe C1 complet încărcată devine disponibilă la intrarea inversă a amplificatorului op, amplificatorul op schimbă din nou starea și creează o logică 0 la ieșire, astfel încât C1 începe să se descarce aducând poziția circuitului la starea inițială.

Circuitul este restaurat și este gata pentru următoarea repetare a ciclului de mai sus.

Ieșirea este un standard declanșator triac configurat utilizat pentru a răspunde la ieșirile opampului pentru acțiunile de comutare relevante ale sarcinii conectate.

Lista de componente

• R1, R8 = 1M,
• R2, R3, R5, R6 = 10K,
• R4 = 220K,
• R7 = 1K
• C1 = 0.1uF,
• C2, C3 = 474 / 400V,
• S1 = buton micro-comutator,
• IC1 = 741
• Triac BT136

5) Flip flop tranzistor bistabil

În cadrul celui de-al cincilea și ultimul, dar nu cel mai puțin design flip flop, învățăm câteva circuite flip flop tranzistorizate care pot fi utilizate pentru comutarea unei sarcini ON / OFF printr-un singur buton de declanșare. Acestea se mai numesc circuite bistabile cu tranzistoare.

Termenul de tranzistor bistabil se referă la o stare a unui circuit în care circuitul funcționează cu un declanșator extern pentru a se stabiliza (permanent) în două stări: starea ON și starea OFF, de unde și denumirea bistable care înseamnă stabilă fie în stările ON / OFF.

Această comutare stabilă PORNIT / OPRIT a circuitului alternativ se poate face în mod normal printr-un buton mecanic sau printr-o intrare digitală de declanșare a tensiunii.

Să înțelegem circuitele de tranzistor bistabile propuse cu ajutorul următoarelor două exemple de circuite:

Funcționarea circuitului

În primul exemplu putem vedea un circuit de tranzistor cuplat transversal simplu, care arată destul de similar cu un multivibrator monostabil configurație, cu excepția bazei la rezistențe pozitive care lipsesc aici în mod intenționat.

Înțelegerea funcționării bistabile a tranzistorului este destul de simplă.

De îndată ce alimentarea este pornită, în funcție de un dezechilibru ușor în valorile componentelor și caracteristicile tranzistorului, unul dintre tranzistori va porni complet, transformându-l pe celălalt să se oprească complet.

Să presupunem că considerăm că tranzistorul din partea dreaptă va conduce mai întâi, acesta va primi polarizarea prin LED-ul din partea stângă, 1k și condensatorul 22uF.

Odată ce tranzistorul din partea dreaptă s-a comutat complet, tranzistorul din stânga se va opri complet, deoarece baza sa va fi ținută acum la sol prin intermediul rezistorului de 10 k din colectorul / emițătorul tranzistorului din dreapta.

Poziția de mai sus va fi menținută solidă și permanentă, atâta timp cât este alimentată circuitul sau până când comutatorul push-to-ON este apăsat.

Când butonul afișat este apăsat momentan, condensatorul stâng 22uF acum nu va putea afișa niciun răspuns, deoarece este deja complet încărcat, cu toate acestea, 22uF drept aflat într-o stare descărcată va avea ocazia să conducă liber și să ofere o polarizare mai dură la tranzistorul stâng care se va porni instantaneu revenind la situația în favoarea sa, în care tranzistorul din partea dreaptă va fi forțat să se oprească.

Poziția de mai sus va fi menținută intactă până când butonul de apăsare este apăsat din nou. Comutarea poate fi rotită alternativ de la stânga la dreapta tranzistor și invers prin acționarea comutatorului de apăsare momentan.

LED-urile conectate se vor aprinde alternativ în funcție de tranzistorul care devine activ datorită acțiunilor bistabile.

Diagrama circuitului

Circuit flip-flop bistabil tranzistor cu ajutorul unui releu

În exemplul de mai sus am învățat cum se pot bloca câteva tranzistori în moduri bistabile apăsând un singur buton și utilizate pentru a comuta LEdurile relevante și indicațiile necesare.

În multe ocazii, o comutare a releului devine imperativă pentru a comuta sarcini externe mai grele. Același circuit explicat mai sus poate fi aplicat pentru activarea unui releu ON / OFF cu unele modificări obișnuite.

Privind următoarea configurație bistabilă a tranzistorului, vedem că circuitul este practic identic cu cel de mai sus, cu excepția LED-ului din dreapta, care este acum înlocuit cu un releu, iar valorile rezistorului au fost ajustate puțin pentru a facilita mai mult curent care ar putea fi necesar pentru releu. activare.
Funcționările circuitului sunt, de asemenea, identice.

Apăsarea comutatorului se va opri sau va porni releul în funcție de starea inițială a circuitului.

Releul poate fi rotit alternativ de la o stare ON la o stare OFF doar prin apăsarea butonului atașat de câte ori doriți pentru comutarea corespunzătoare a sarcinii externe conectate cu contactele releului.

Bistable Flip Flop Image

Mai aveți vreo idee de degradare a proiectelor de flip flop, vă rog să ne împărtășiți cu noi, vom fi foarte bucuroși să le postăm aici pentru dvs. și pentru plăcerea tuturor cititorilor dedicați.

Flip Flop Circuit folosind IC 4027

După ce ați atins tamponul degetului. Tranzistorul T1 (un tip de pnp) începe să funcționeze. Pulsul rezultat la ceasul de intrare 4027 are margini extrem de lente (datorită CI și C2).

În consecință (și extraordinar) primul flip-flop J -K din 4027 servește apoi ca o poartă de control Schmitt transformând pulsul foarte lent la intrarea sa (pinul 13) într-un semnal electric neted care poate fi adăugat la ceasul următorului flip-flop intrare (pinul 3).

Ulterior, al doilea flip-flop funcționează conform manualului, oferind un semnal de comutare real care poate fi utilizat pentru a porni și opri un releu printr-o etapă de tranzistor, T2.

Releul se desfășoară alternativ dacă atingeți cu degetul placa de contact. Consumul de curent al circuitului în timp ce releul este oprit este mai mic de 1 mA, iar când releul este pornit, până la 50 mA. Orice releu mai accesibil poate fi utilizat atâta timp cât nivelul tensiunii bobinei este de 12 V

Cu toate acestea, utilizați un releu cu contacte corect cotate atunci când utilizați un dispozitiv de rețea.