5 mielenkiintoista kiikaripiiriä - Lataa PÄÄLLE / POIS-painikkeella

IC 4017: n, IC 4093: n ja IC 4013: n ympärille voidaan rakentaa viisi yksinkertaista mutta tehokasta elektronista kiikakytkinpiiriä. Näemme, miten nämä voidaan toteuttaa releen kytkeminen vuorotellen pois päältä , joka puolestaan ​​vaihtaa elektronisen kuorman, kuten tuulettimen, valot tai minkä tahansa vastaavan laitteen, yhdellä painalluksella.

Mikä on Flip Flop -piiri

Flip flop -relepiiri toimii a bistabiili piiri käsite, jossa sillä on kaksi vakaata vaihetta joko PÄÄLLÄ tai POIS. Käytettynä käytännön sovellusten piireissä se sallii kytketyn kuorman vaihtaa vuorotellen ON-tilasta OFF-tilaan ja päinvastoin vastauksena ulkoiseen ON / OFF-kytkinliipaisimeen.

Seuraavissa esimerkeissämme opitaan, miten tehdään 4017 IC- ja 4093 IC -perusteiset kiikareleen välityspiirit. Nämä on suunniteltu reagoimaan vaihtoehtoisiin liipaisimiin painikkeella, ja vastaavat releet ja kuormat toimivat vuorotellen ON-tilasta OFF-tilaan ja päinvastoin.

Lisäämällä vain kourallinen muita passiivisia komponentteja piiri voidaan saada vaihtamaan tarkasti seuraavien tuloliipaisimien läpi joko manuaalisesti tai elektronisesti.

Niitä voidaan käyttää ulkoisten liipaisimien kautta joko manuaalisesti tai elektronisesti.

1) Yksinkertainen elektroninen vaihtokytkin kääntöpiiri IC 4017: n avulla

Ensimmäinen idea kertoo hyödyllisestä elektronisesta kiikakytkinkytkennän piiristä, joka on rakennettu IC 4017: n ympärille. Komponenttien lukumäärä on tässä minimissä, ja saatu tulos on aina merkin mukainen.

Viitaten kuvaan näemme, että IC on kytketty vakiokonfiguraatioonsa, ts. Ulostulonsa yläpuolella oleva logiikka siirtyy yhdestä tapista toiseen sen sovelletun kellon vaikutuksesta tappi # 14 .

Vaihtoehtoinen kytkentä kellotulossaan tunnistetaan kellopulsseina ja se muunnetaan vaadittavaksi kytkennäksi ulostulotapoillaan. Koko operaation ymmärrän seuraavilla kohdilla:

Osaluettelo

• R4 = 10K,
• R5 = 100K,
• R6, R7 = 4K7,
• C6, C7 = 10 uF / 25V,
• C8 = 1000 uF / 25V,
• C10 = 0,1, DISC,
• KAIKKI DIODIT OVAT 1N4007,
• IC = 4017,
• T1 = BC 547, T2 = BC 557,
• IC2 = 7812
• Muuntaja = 0-12 V, 500ma, tulo alueiden mukaan.

Kuinka se toimii

Tiedämme, että vastauksena jokaiseen logiikan korkeaan pulssiin tapilla # 14, IC 4017: n ulostulotapit vaihdetaan korkeiksi peräkkäin välillä # 3 - # 11 järjestyksessä: 3, 4, 2, 7, 1, 5, 6, 9, 10 ja 11.

Tämä menettely voidaan kuitenkin keskeyttää milloin tahansa ja toistaa vain liittämällä mikä tahansa yllä olevista nastoista palautustapiin # 15.

Esimerkiksi (tässä tapauksessa) IC: n nasta # 4 on kytketty nastaan ​​# 15, joten sekvenssi on rajoitettu ja palautuu takaisin alkuperäiseen asentoonsa (nasta # 3) joka kerta, kun jakso (logic High) saavuttaa tappi # 4 ja jakso toistuu.

Se tarkoittaa yksinkertaisesti sitä, että nyt sekvenssi vaihtuu tapista # 3 tapaan # 2 edestakaisin muodostaen tyypillisen vaihtotoiminnon. Tämän elektronisen vaihtokytkimen toiminnan voi ymmärtää edelleen seuraavasti:

Aina kun positiivinen liipaisin kohdistetaan T1: n pohjaan, se johtaa ja vetää IC: n tapin # 14 maahan. Tämä tuo IC: n valmiustilaan.

Heti kun liipaisin poistetaan, T1 lakkaa johtamasta, nasta # 14 vastaanottaa heti positiivisen pulssin R1: ltä. IC tunnistaa tämän kellosignaaliksi ja vaihtaa lähdön nopeasti alkuperäisestä nastastaan ​​# 3 nastaan ​​# 2.

Seuraava pulssi tuottaa saman tuloksen niin, että nyt lähtö siirtyy tapista # 2 napaan # 4, mutta koska nasta # 4 on kytketty nastan # 15 nollaamiseen, kuten selitettiin, tilanne palautuu takaisin tapiin # 3 (alkupiste) .

Siten toimenpide toistetaan joka kerta, kun T1 saa liipaisimen joko manuaalisesti tai ulkoisen piirin kautta.

Videoleike:

Piirin päivittäminen useamman kuin yhden kuorman hallitsemiseksi

Katsotaan nyt, kuinka yllä oleva IC 4017 -konsepti voidaan päivittää käyttämään 10 mahdollista sähkökuormaa yhdellä painikkeella.

Idean pyysi herra Dheeraj.

Piirin tavoitteet ja vaatimukset

Olen Dhiraj Pathak Assamista, Intiasta.

Alla olevan kaavion mukaan seuraavien toimintojen tulisi tapahtua -

• Kun AC-kytkin S1 kytketään päälle ensimmäisen kerran, AC-kuorman 1 tulisi kytkeytyä päälle ja pysyä ON-tilassa, kunnes S1 kytketään pois päältä. Vaihtovirran 2 tulee pysyä poissa tämän toimenpiteen aikana
• Toinen kerta, kun S1 kytketään uudelleen päälle, AC-kuorman 2 tulisi kytkeytyä päälle ja pysyä päällä, kunnes S1 kytketään pois päältä. AC-kuorman 1 tulisi pysyä poissa tämän toimenpiteen aikana
• Kolmannen kerran, kun S1 kytketään uudelleen päälle, molempien vaihtovirtakuormien tulisi kytkeytyä päälle ja pysyä päällä, kunnes S1 kytketään pois päältä. Neljännen kerran, kun S1 kytketään päälle, toimintajakson tulisi toistaa vaiheiden 1, 2 ja 3 mukaisesti.

Tarkoitukseni on käyttää tätä mallia vuokra-asuntoni yksittäisessä olohuoneessa. Huoneessa on piilotetut johdot ja tuuletin sijaitsee katon keskellä.

Valo liitetään tuulettimen suuntaisesti huoneen keskivalona. Katon keskellä ei ole ylimääräistä pistorasiaa. Vain tuuletin on käytettävissä.

En halua käyttää erillisiä johtoja kytkentätaulusta keskivaloon. Siksi suunnittelen loogisen piirin, joka pystyy havaitsemaan virtalähteen tilan (päällä / pois) ja kytkimen kuormat vastaavasti.

Keskivalon käytöstä en halua pitää tuuletinta jatkuvasti päällä ja päinvastoin.

Aina kun piiriin kytketään virta, viimeisen tietotilan tulisi laukaista piirin seuraava toiminta.

Muotoilu

Yksinkertainen elektroninen kytkinpiiri, joka on räätälöity suorittamaan edellä mainitut toiminnot, on esitetty alla ilman MCU: ta. Kello-painikekytkintä käytetään kytketyn valon ja tuulettimen peräkkäiseen kytkentään.

Suunnittelu on itsestään selittävä, jos sinulla on epäilyksiä piirin kuvauksesta, voit vapaasti selvittää sen kommenttisi kautta.

Elektroninen kytkin ilman painonappia

Dheerajilta saadun pyynnön ja palautteen mukaan yllä olevaa mallia voidaan muokata toimimaan ilman painonappia ... eli käyttämällä olemassa olevaa virtakytkintä verkkosyöttöpuolella määritettyjen vaihtosekvenssien luomiseksi. .

Päivitetyn mallin voi nähdä alla olevasta kuvasta:

Toinen mielenkiintoinen ON OFF rele yhdellä painikkeella varustettu noita voidaan määrittää yhdellä IC 4093: lla. Opitaan menettelytavat seuraavalla selityksellä.

2) Tarkka CMOS-kääntöpiiri IC 4093: lla

IC4093 Pinout-tiedot

Osaluettelo

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

Toinen käsite koskee melko tarkkaa piirin tekemistä käyttämällä kolmea IC 4093 -porttia . Kuvaa tarkasteltaessa näemme, että N1: n ja N2: n tulot yhdistetään toisiinsa muodostaen logiikkamuuntajia, aivan kuten EI portteja.

Se tarkoittaa mitä tahansa logiikkataso tuloihinsa sovellettavat käänteiset lähdöt. Nämä kaksi porttia on myös kytketty sarjaan muodostamaan a salvan kokoonpano palautesilmukan avulla R5: n kautta.

N1 ja N2 lukittuvat heti, kun se havaitsee positiivisen liipaisun tulossaan. Toinen portti N3 on otettu käyttöön periaatteessa tämän salvan rikkomiseksi vuorotellen jokaisen seuraavan tulopulssin jälkeen.

Piirin toiminta voidaan ymmärtää edelleen seuraavalla selityksellä:

Kuinka se toimii

Vastaanotettuaan pulssin liipaisutulolle N1 reagoi nopeasti, sen lähtö muuttaa tilaa pakottaen N2 myös vaihtamaan tilaa.

Tämä saa N2: n lähdön nousemaan korkeaksi tarjoamalla palautetta (R5: n kautta) N1: n tuloon ja molemmat portit lukittuvat siihen asentoon. Tässä asennossa N2: n lähtö lukitaan logiikkakorkealle, edellinen ohjauspiiri aktivoi releen ja liitetyn kuorman.

Korkea lähtö myös hitaasti C4, niin että nyt yhdestä portin N3 tulosta tulee korkea. Tässä vaiheessa N3: n toista tuloa pidetään logiikan matalalla R7: llä.

Nyt pulssi liipaisupisteessä saa tämän tulon myös hetkeksi korkeaksi pakottaen lähdön menemään matalaksi. Tämä vetää N1: n tulon maahan D4: n kautta ja rikkoo salvan välittömästi.

Tämä saa N2: n lähdön menemään matalaksi, deaktivoimaan transistorin ja releen. Piiri on nyt palannut alkuperäiseen tilaansa ja valmis seuraavaa tuloliipaisinta varten toistamaan koko toimenpide.

3) Käännä kiertopiiri IC 4013: lla

Monien CMOS-piirien nopea saatavuus on tehnyt nykyään paljon monimutkaisten piirien suunnittelusta lasten leikkiä, ja epäilemättä uudet harrastajat nauttivat piirien tekemisestä näiden upeiden mikropiirien kanssa.

Yksi tällainen laite on IC 4013, joka on pohjimmiltaan kaksois-D-tyyppinen kiikun IC, ja sitä voidaan käyttää huomaamattomasti ehdotettujen toimien toteuttamiseen.

Lyhyesti sanottuna IC: llä on kaksi sisäänrakennettua moduulia, jotka voidaan helposti konfiguroida kiikariksi vain lisäämällä muutama ulkoinen passiivinen komponentti.

IC 4013 Pinout-toiminto

IC voidaan ymmärtää seuraavilla kohdilla.

Jokainen yksittäinen flip-flop-moduuli koostuu seuraavista tapista:

1. Q ja Qdash = täydentävät lähdöt
2. CLK = Kellotulo.
3. Data = merkityksetön tappi ulos, on joko kytkettävä positiiviseen tai negatiiviseen syöttöjohtoon.
4. SET ja RESET = Täydentävät nastalähdöt, joita käytetään lähtöolosuhteiden asettamiseen tai nollaamiseen.

Lähdöt Q ja Qdash vaihtavat logiikkatilojaan vuorotellen vasteena asetettuihin / nollattuihin tai kellotapituloihin.

Kun kellotaajuutta käytetään CLK-tuloon, lähdöt Q ja Qdash muuttuvat tiloja vuorotellen niin kauan kuin kellot toistuvat.

Vastaavasti Q- ja Qdash-tiloja voidaan muuttaa pulssimalla sarja tai nollausnastat manuaalisesti positiivisella jännitelähteellä.

Tavallisesti laitteen ja palautustapin tulee olla kytketty maahan, kun niitä ei käytetä.

Seuraava kytkentäkaavio esittää yksinkertaisen IC 4013 -asennuksen, jota voidaan käyttää kiikapiirinä ja soveltaa aiottuihin tarpeisiin.

Molempia voidaan käyttää tarvittaessa, mutta jos käytetään vain yhtä niistä, varmista, että toisen käyttämättömän osan set / reset / data ja kellonastat on maadoitettu asianmukaisesti.

Käytännön esimerkki kiikapiirin esimerkistä voidaan nähdä alla käyttämällä yllä selitettyä 4013 IC: tä

Flip Flp -piirin verkkovirheiden varmuuskopiointi ja muisti

Jos haluat sisällyttää verkkovirhemuistin ja varmuuskopiointilaitteen yllä selitetylle 4013-mallille, voit päivittää sen kondensaattorin varmuuskopiolla seuraavan kuvan mukaisesti:

Kuten voidaan nähdä, IC: n syöttöpäätteeseen lisätään suuriarvoinen kondensaattori- ja vastusverkko sekä pari diodia sen varmistamiseksi, että kondensaattorin sisällä varastoitua energiaa käytetään vain IC: n syöttöön eikä muihin ulkoisiin Tasot.

Aina kun verkkovirta katkeaa, 2200 uF -kondensaattori päästää tasaisesti ja hyvin hitaasti varastoituneen energiansa IC: n syöttötappiin pitäen IC: n 'muistin elossa' ja varmistaakseen, että IC muistaa salvan asennon, kun verkkovirta ei ole käytettävissä .

Heti kun verkkovirta palaa, IC suorittaa releelle alkuperäisen lukitustoiminnon aikaisemman tilanteen mukaisesti ja estää siten releitä menettämästä edellistä kytkimen PÄÄLLÄ-tilaa virran puuttuessa.

4) SPDT-elektroninen 220 V: n vaihtokytkin IC 741: n avulla

Vaihtokytkimellä tarkoitetaan laitetta, jota käytetään kytkemään virtapiiri päälle ja pois vuorotellen tarvittaessa.

Yleensä mekaaniset kytkimet käytetään tällaisiin toimintoihin ja niitä käytetään laajasti missä tahansa sähkökytkentää tarvitaan. Mekaanisilla kytkimillä on kuitenkin yksi suuri haitta, ne ovat alttiita kulumiselle ja niillä on taipumus tuottaa kipinöintiä ja RF-kohinaa.

Yksinkertainen tässä selitetty piiri tarjoaa sähköisen vaihtoehdon yllä oleville toiminnoille. Yhden käyttäminen vahvistimessa ja muutamia muita halpoja passiivisia osia, voidaan rakentaa ja käyttää mainittuun tarkoitukseen erittäin mielenkiintoinen elektroninen vaihtokytkin.

Vaikka piirissä käytetään myös mekaanista syöttölaitetta, mutta tämä mekaaninen kytkin on pieni mikrokytkin, joka vaatii vain vaihtoehtoista työntämistä ehdotettujen vaihtotoimien toteuttamiseksi.

Mikrokytkin on monipuolinen laite, joka kestää hyvin mekaanista rasitusta, eikä siten vaikuta piirin tehokkuuteen.

Kuinka piiri toimii

Kuvassa on suoraviivainen elektroninen vaihtokytkinpiirirakenne, jossa pääosa on 741-opamp.

IC on konfiguroitu suuren vahvistuksen vahvistimeksi ja siksi sen lähdöllä on taipumus helposti laukaista joko logiikkaan 1 tai logiikkaan 0 vuorotellen.

Pieni osa lähtöpotentiaalista kohdistetaan takaisin opampin ei-käänteiseen tuloon

Kun painonappia käytetään, C1 muodostaa yhteyden opampin käänteiseen tuloon.

Olettaen, että lähtö oli logiikalla 0, opamp muuttaa välittömästi tilaa.

C1 alkaa nyt ladata R1: n kautta.

Kytkimen pitäminen painettuna pidemmän ajanjakson ajan lataa kuitenkin C1: tä vain murto-osalla, ja vasta kun se vapautetaan, C1 alkaa latautua ja jatkaa lataamista syöttöjännitetasoon asti.

Koska kytkin on auki, C1 kytketään nyt irti ja tämä auttaa sitä 'pitämään' lähtötiedot.

Nyt kun kytkintä painetaan vielä kerran, täyden latauksen C1 kautta tuleva korkea lähtö tulee saataville op-vahvistimen käänteistulossa, op-vahvistin muuttaa jälleen tilaa ja luo logiikan 0 lähtöön niin, että C1 alkaa purkautua, jolloin piirin sijainti alkuperäiseen tilaan.

Piiri palautuu ja on valmis yllä olevan jakson seuraavaa toistoa varten.

Lähtö on vakio triac-liipaisin asetettu käytetään vastaamaan opampin lähtöihin liitetyn kuorman vastaaville kytkentätoiminnoille.

Osaluettelo

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

5) Transistorin bistabiili varvastossu

Tämän viidennen ja viimeisen, mutta ei vähäisimmän flop-flop-suunnittelun alla opimme pari transistoroitua kiikaripiiriä, joita voidaan käyttää kuorman kytkemiseen päälle / pois yhden painikkeen laukaisimen kautta. Näitä kutsutaan myös transistorin bistabiiliksi piireiksi.

Termi bistable transistori viittaa piirin tilaan, jossa piiri toimii ulkoisen liipaisimen kanssa saadakseen itsensä vakaana (pysyvästi) kahden tilan yli: ON-tilassa ja OFF-tilassa, joten nimi bistable tarkoittaa vakaa joko ON / OFF-tilassa.

Tämä virtapiirin vakaa ON / OFF-vaihto voidaan suorittaa normaalisti mekaanisella painikkeella tai digitaalisen jännitteen laukaisutulojen kautta.

Ymmärretään ehdotetut bistabiilit transistoripiirit seuraavien kahden piiriesimerkin avulla:

Piirin käyttö

Ensimmäisessä esimerkissä voimme nähdä yksinkertaisen ristikytketyn transistoripiirin, joka näyttää melko samanlaiselta kuin a monostabiili monivibraattori kokoonpano paitsi pohja positiivisille vastuksille, jotka puuttuvat täällä tarkoituksella.

Transistorin bistabiilin toiminnan ymmärtäminen on melko suoraviivaista.

Heti kun virta kytketään päälle, komponenttiarvojen ja transistorin ominaisuuksien pienestä epätasapainosta riippuen toinen transistoreista kytkeytyy päälle, jolloin toinen kytkeytyy kokonaan pois päältä.

Oletetaan, että katsomme oikeanpuoleisen transistorin johtavan ensin, se saa esijännityksen vasemmanpuoleisen LEDin, 1k: n ja 22uF-kondensaattorin kautta.

Kun oikeanpuoleinen transistori on täysin kytketty, vasen transistori kytkeytyy kokonaan pois päältä, koska sen pohja pidetään nyt maadoitettuna oikean transistorin kollektorin / lähettimen poikki olevan 10 k: n vastuksen kautta.

Yllä oleva asento pysyy kiinteänä ja pysyvänä niin kauan kuin virtaa virtapiirille ylläpidetään tai kunnes push-to-ON-kytkintä painetaan.

Kun esitettyä painiketta painetaan hetkellisesti, vasen 22uF-kondensaattori ei voi nyt näyttää mitään vastausta, koska se on jo täysin ladattu, mutta oikea 22uF-tila on tyhjentyneessä tilassa, mutta se antaa mahdollisuuden toimia vapaasti ja antaa vaikeamman esijännityksen vasen transistori, joka kytkeytyy välittömästi päälle, palauttaa tilanteen eduksi, jolloin oikeanpuoleinen transistori pakotetaan sammumaan.

Yllä oleva asento pysyy ehjänä, kunnes painonappia painetaan uudelleen. Vaihto voidaan kääntää vuorotellen vasemmalta oikealle ja päinvastoin painamalla painokytkintä hetkellisesti.

Yhdistetyt LED-valot syttyvät vuorotellen riippuen siitä, mikä transistori on aktiivinen bistabiilien toimintojen vuoksi.

Piirikaavio

Transistorin bistabiili kiikapiiri releellä

Yllä olevasta esimerkistä saimme tietää, kuinka pari transistoria voidaan saada lukittumaan bistabiilissa tilassa painamalla yhtä painonappia ja käyttämään asiaankuuluvien LEd: ien ja vaadittujen merkintöjen vaihtamista.

Monissa tapauksissa releen vaihtaminen on välttämätöntä painavien ulkoisten kuormien vaihtamiseksi. Samaa piiriä, joka on selitetty yllä, voidaan käyttää releen ON / OFF aktivoimiseen tavallisilla muutoksilla.

Tarkasteltaessa seuraavaa bistabiilia transistorin kokoonpanoa näemme, että piiri on periaatteessa identtinen yllä olevan kanssa, lukuun ottamatta oikeanpuoleista LEDiä, joka on nyt korvattu releellä, ja vastuksen arvoja on hieman säädetty helpottamaan enemmän virtaa, jota releelle voidaan tarvita aktivointi.
Piirin toiminnot ovat myös identtisiä.

Kytkimen painaminen joko katkaisee virran tai kytkee releen piirin alkutilasta riippuen.

Rele voidaan kääntää vuorotellen ON-tilasta OFF-tilaan yksinkertaisesti painamalla kiinnitettyä painiketta niin monta kertaa kuin halutaan kytkeäksesi relekontakteihin liitetyn ulkoisen kuorman vastaavasti.

Bistable Flip Flop -kuva

Haluatko lisää ideoita flip flop -projektien luokittelusta, jaa meitä, lähetämme ne mielellämme tänne sinulle ja kaikkien omistautuneiden lukijoiden iloksi.

Käännä kiertopiiri IC 4027: llä

Koskettamisen jälkeen kosketus sormen tyyny. Transistori T1 (tyyppi pnp) alkaa toimia. Tuloksena olevalla pulssilla 4027: n tulokellossa on erittäin hidas reuna (CI: n ja C2: n vuoksi).

Vastaavasti (ja poikkeuksellisen) 4027: n ensimmäinen J-K-kiikku toimii sitten Schmitt-ohjausporttina, joka kääntää sisääntulossaan (nasta 13) olevan erittäin hitaan pulssin tasaiseksi sähköiseksi signaaliksi, joka voidaan lisätä seuraavan kiikun kelloon tulo (tappi 3).

Sen jälkeen toinen kiikku toimii oppikirjan mukaisesti ja tarjoaa todellisen kytkentäsignaalin, jota voidaan käyttää releen kytkemiseen päälle ja pois päältä transistorivaiheen T2 kautta.

Rele toimii vuorotellen, jos kosketat kosketuslevyä sormellasi. Piirin virrankulutus releen ollessa pois päältä on alle 1 mA ja kun rele on päällä, enintään 50 mA. Kaikkia edullisempia releitä voidaan käyttää niin kauan kuin kelan jännitetaso on 12 V

Käytä verkkolaitetta käyttäessäsi kuitenkin oikein mitoitettujen koskettimien releä.