5 interessante flip-flop-kredsløb - Indlæs ON / OFF med trykknap

Fem enkle, men effektive elektroniske vippekontaktkredsløb kan bygges omkring IC 4017, IC 4093 og IC 4013. Vi vil se, hvordan disse kan implementeres til skifte et relæ skiftevis TIL FRA , som igen skifter elektronisk belastning såsom blæser, lys eller lignende apparater ved hjælp af et enkelt tryk på en knap.

Hvad er et Flip Flop Circuit

Et flip-flop-relækredsløb fungerer på en bistabelt kredsløb koncept, hvor den har to stabile faser enten ON eller OFF. Når det bruges i kredsløb med praktiske applikationer, tillader det en tilsluttet belastning skiftevis fra en TIL-tilstand til FRA-tilstand og omvendt som svar på en ekstern TIL / FRA-afbryder.

I vores følgende eksempler lærer vi, hvordan man laver et 4017 IC- og 4093 IC-baseret flip-flop-relækredsløb. Disse er designet til at reagere på alternative udløsere gennem trykknappen, og tilsvarende betjene et relæ og en belastning skiftevis fra en ON-tilstand til OFF-tilstand og omvendt.

Ved kun at tilføje en håndfuld andre passive komponenter kan kredsløbet fås til at skifte nøjagtigt gennem efterfølgende indgangsudløsere enten manuelt eller elektronisk.

De kan betjenes via eksterne udløsere enten manuelt eller elektronisk.

1) Simpel elektronisk vippekontakt Flip Flop Circuit ved hjælp af IC 4017

Den første idé taler om et nyttigt elektronisk flip-flop vippekontaktkredsløb bygget omkring IC 4017. Komponentantal her er minimum, og det opnåede resultat er altid op til mærket.

Under henvisning til figuren ser vi, at IC'et er forbundet til sin standardkonfiguration, dvs. en logik høj ved dets output skifter fra den ene pin til den anden i indflydelse af det anvendte ur ved dens pin nr. 14 .

Det alternative skifte ved dets urindgang genkendes som urimpulser og konverteres til det nødvendige skifte ved dets udgangsstifter. Hele operationen kan forstås med følgende punkter:

Liste over dele

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

Hvordan det virker

Vi ved, at som reaktion på hver logisk højpuls ved pin nr. 14, skiftes udgangsstiftene på IC 4017 sekventielt højt fra # 3 til # 11 i rækkefølgen: 3, 4, 2, 7, 1, 5, 6, 9, 10 og 11.

Denne procedure kan dog stoppes når som helst og gentages ved blot at forbinde en af ​​ovenstående stifter til nulstillingsstiften # 15.

For eksempel (i det foreliggende tilfælde) er pin nr. 4 på IC forbundet til pin nr. 15, derfor vil sekvensen være begrænset og hoppe tilbage til sin oprindelige position (pin nr. 3) hver gang sekvensen (logik høj) når pin nr. 4, og cyklussen gentages.

Det betyder simpelthen, at sekvensen nu skifter fra pin nr. 3 til pin nr. 2 på en frem og tilbage måde, der udgør en typisk skiftende handling. Driften af ​​dette elektroniske vippekontaktkredsløb kan yderligere forstås som følger:

Hver gang der påføres en positiv trigger på bunden af ​​T1, leder den og trækker pin nr. 14 på IC ned til jorden. Dette bringer IC til en standby-position.

I det øjeblik udløseren fjernes, stopper T1 med at lede, pin nr. 14 modtager nu øjeblikkeligt en positiv puls fra R1. IC anerkender dette som et kloksignal og skifter hurtigt dets output fra sin oprindelige pin # 3 til pin # 2.

Den næste puls producerer det samme resultat, så nu skiftes output fra pin nr. 2 til pin nr. 4, men da pin nr. 4 er forbundet til reset pin nr. 15, som forklaret, springer situationen tilbage til pin nr. 3 (startpunkt) .

Således gentages proceduren hver gang T1 modtager en trigger enten manuelt eller gennem et eksternt kredsløb.

Videoklip:

Opgradering af kredsløbet for at kontrollere mere end en belastning

Lad os nu se, hvordan ovenstående IC 4017-koncept kan opgraderes til at betjene 10 mulige elektriske belastninger via en enkelt trykknap.

Ideen blev anmodet af Mr. Dheeraj.

Kredsløbsmål og krav

Jeg er Dhiraj Pathak fra Assam, Indien.

I henhold til nedenstående diagram skal følgende operationer finde sted -

• AC-kontakten S1, når den tændes for første gang, AC-belastning 1 skal tænde og forblive i ON-tilstand, indtil S1 er trukket fra. AC-belastning 2 skal forblive slukket under denne operation
• Anden gang, når S1 igen tændes, skal AC Load 2 tænde og forblive TIL, indtil S1 er slukket. AC-belastning 1 skal forblive slukket under denne operation
• Den tredje gang, når S1 igen tændes, skal begge vekselstrømsbelastninger tænde og forblive TIL, indtil S1 er slukket.4. Den fjerde gang, når S1 tændes, skal driftscyklussen gentages som nævnt i trin 1, 2 og 3.

Min hensigt er at bruge dette design i min enkelt stue i min lejede lejlighed. Rummet har skjulte ledninger, og blæseren er placeret i midten af ​​taget.

Lyset forbindes parallelt med blæseren som et centralt lys for rummet. Der er ingen ekstra stikkontakt i midten af ​​taget. Kun tilgængelig stikkontakt er til ventilatoren.

Jeg ønsker ikke at køre separate ledninger fra tavle til midterlys. Derfor skønt jeg dog at designe et logisk kredsløb, der kan registrere strømkildens tilstand (On / OFF) og skifte belastninger i overensstemmelse hermed.

For at bruge midterlyset ønsker jeg ikke at holde blæseren TIL hele tiden og omvendt.

Hver gang kredsløbet er tændt, skal den sidste kendstilstand udløse næste operation af kredsløbet.

Designet

Et simpelt elektronisk switch-kredsløb, der er tilpasset til at udføre de ovennævnte funktioner, er vist nedenfor uden en MCU. En afbryder af typen trykknap anvendes til at udføre den sekventielle omskiftning af det tilsluttede lys og blæser.

Designet er selvforklarende. Hvis du er i tvivl om kredsløbsbeskrivelsen, er du velkommen til at få det afklaret gennem dine kommentarer.

Elektronisk afbryder uden trykknap

I henhold til anmodningen og feedback modtaget fra Mr. Dheeraj, kan ovenstående design modificeres til at fungere uden en trykknap .... det vil sige ved at bruge den eksisterende TÆND / SLUK-kontakt på hovedindgangssiden til at generere de specificerede skiftningssekvenser. .

Det opdaterede design kan ses i nedenstående figur:

En anden interessant TIL FRA relæ heks med en enkelt knap kan konfigureres ved hjælp af en enkelt IC 4093. Lad os lære procedurerne med følgende forklaring.

2) Nøjagtigt CMOS-flip-flop-kredsløb ved hjælp af IC 4093

IC4093 Pinout detaljer

Liste over dele

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

Det andet koncept handler om, at der kan laves et ret nøjagtigt kredsløb ved hjælp af tre porte af IC 4093 . Når vi ser på figuren, ser vi, at indgangene til N1 og N2 er sammenføjet for at danne logiske omformere, ligesom IKKE porte.

Det betyder, at enhver logikniveau anvendt på deres input vil blive inverteret ved deres output. Disse to porte er også forbundet i serie for at danne en låsekonfiguration ved hjælp af en feedback-loop via R5.

N1 og N2 låser øjeblikkeligt det øjeblik det registrerer en positiv trigger ved dets input. En anden gate N3 er grundlæggende blevet introduceret for at bryde denne lås skiftevis efter hver efterfølgende inputpuls.

Kredsløbets funktion kan forstås yderligere med følgende forklaring:

Hvordan det virker

Ved modtagelse af en puls ved triggerindgangen reagerer N1 hurtigt, dens output skifter tilstand og tvinger N2 til også at ændre tilstand.

Dette får output fra N2 til at gå højt, hvilket giver en feedback (via R5) til N1's input, og begge porte låses i den position. I denne position er udgangen af ​​N2 låst ved logisk høj, det foregående styrekredsløb aktiverer relæet og den tilsluttede belastning.

Den høje ydelse oplader også langsomt C4, så nu bliver en indgang til gate N3 høj. På dette tidspunkt holdes den anden input af N3 ved logisk lav ved R7.

Nu vil en puls ved udløserpunktet få denne indgang til at gå højt et øjeblik, hvilket tvinger dens output til at gå lavt. Dette vil trække N1-indgangen til jorden via D4 og straks bryde låsen.

Dette får udgangen fra N2 til at gå lavt og deaktiverer transistoren og relæet. Kredsløbet er nu tilbage til sin oprindelige tilstand og klar til den næste indgangsudløser til at gentage hele proceduren.

3) Flip Flop Circuit ved hjælp af IC 4013

Den hurtige tilgængelighed af de mange CMOS IC'er i dag har gjort design af meget komplicerede kredsløb til et barns leg, og uden tvivl nyder de nye entusiaster at lave kredsløb med disse storslåede IC'er.

En sådan enhed er IC 4013, som grundlæggende er en dobbelt D-type flip flop IC, og som kan bruges diskret til implementering af de foreslåede handlinger.

Kort sagt bærer IC to indbyggede moduler, som let kan konfigureres som flip flops bare ved at tilføje et par eksterne passive komponenter.

IC 4013 Pinout-funktion

IC kan forstås med de følgende punkter.

Hvert individuelt flip-flop-modul består af følgende pin-outs:

1. Q og Qdash = Supplerende output
2. CLK = Urindgang.
3. Data = Irrelevant pin out, skal enten være forbundet til den positive forsyningsledning eller den negative forsyningsledning.
4. SET og RESET = Supplerende pin-outs, der bruges til at indstille eller nulstille outputbetingelserne.

Udgangene Q og Qdash skifter skiftevis deres logiske tilstande som reaktion på indstillingerne for indstilling / nulstilling eller uret.

Når der anvendes en urfrekvens ved CLK-indgangen, skifter output Q og Qdash skiftevis, så længe ure gentages.

Tilsvarende kan Q- og Qdash-status ændres ved manuel pulsering af sættet eller reset-benene med en positiv spændingskilde.

Normalt skal sættet og nulstillingsstiften forbindes til jorden, når de ikke bruges.

Det følgende kredsløbsdiagram viser en simpel IC 4013-opsætning, som kan bruges som et flip-flop-kredsløb og anvendes til de tilsigtede behov.

Begge kan bruges, hvis det kræves, men hvis kun en af ​​dem er anvendt, skal du sørge for, at indstillingen / nulstillingen / data og urstifter i den anden ubrugte sektion er jordet korrekt.

Et praktisk eksempel på et flip-flop-kredsløbsexempel kan ses nedenfor ved anvendelse af ovenstående 4013 IC

Sikkerhedskopiering af hovedfejl og hukommelse til Flip Flp Circuit

Hvis du er interesseret i at medtage en strømfejlhukommelse og en sikkerhedskopieringsfacilitet til det ovenfor forklarede 4013-design, kan du opgradere det med en kondensatorbackup som vist i følgende figur:

Som det kan ses, tilføjes en højværdiskondensator og et modstandsnetværk med IC'ens forsyningsterminal og også et par dioder for at sikre, at den lagrede energi inde i kondensatoren kun bruges til at levere IC'en og ikke til den anden eksterne niveauer.

Hver gang lysnetstrøm svigter, tillader 2200 uF kondensator støt og meget langsomt sin lagrede energi at nå forsyningstappen på IC'en og holder IC'ens 'hukommelse i live' og sørge for, at låsepositionen huskes af IC'en, mens lysnettet ikke er tilgængelig .

Så snart lysnettet er vendt tilbage, leverer IC den originale låsefunktion på relæet i henhold til den tidligere situation og forhindrer dermed relæerne i at miste sin tidligere tændt-status under lysnettet.

4) SPDT Electronic 220V vippekontakt ved hjælp af IC 741

En vippekontakt refererer til en enhed, der bruges til at tænde og slukke for et elektrisk kredsløb, når det er nødvendigt.

Normalt mekaniske afbrydere anvendes til sådanne operationer og anvendes i vid udstrækning, uanset hvor elektrisk omskiftning er påkrævet. Men mekaniske afbrydere har en stor ulempe, de er tilbøjelige til at blive slidte og har tendens til at producere gnister og RF-støj.

Et simpelt kredsløb, der er forklaret her, giver et elektronisk alternativ til ovenstående operationer. Brug af en enkelt på forstærker og et par andre billige passive dele, kan en meget interessant elektronisk vippekontakt bygges og bruges til det nævnte formål.

Selvom kredsløbet også anvender en mekanisk inputenhed, men denne mekaniske afbryder er en lille mikroafbryder, som bare kræver alternativ skubning for at implementere de foreslåede omskiftningshandlinger.

En mikroafbryder er en alsidig enhed og meget modstandsdygtig over for mekanisk belastning og påvirker derfor ikke kredsløbets effektivitet.

Sådan fungerer kredsløbet

Figuren viser et ligetil elektronisk vippekontaktkredsløb, der indeholder en 741 opamp som hoveddel.

IC'en er konfigureret som en forstærker med høj forstærkning, og derfor har dens output tendens til let at blive udløst til enten logik 1 eller logisk 0 skiftevis.

En lille del af outputpotentialet påføres den ikke-inverterende input af opamp

Når trykknappen betjenes, forbinder C1 med opampens inverterende indgang.

Forudsat at output var på logik 0, skifter opamp straks tilstand.

C1 begynder nu at oplade gennem R1.

At holde kontakten nede i længere tid vil imidlertid kun oplade C1 fraktioneret, og først når den frigives, begynder C1 at oplade og fortsætter med at oplade op til forsyningsspændingsniveauet.

Fordi kontakten er åben, bliver C1 nu afbrudt, og dette hjælper det med at 'bevare' outputinformationen.

Hvis der igen trykkes på kontakten, bliver den høje udgang på tværs af den fuldt opladede C1 tilgængelig ved inverteringsindgangen på opforstærkeren, opforstærkeren skifter endnu en gang tilstand og skaber en logisk 0 ved udgangen, så C1 begynder at aflade, hvilket bringer kredsløbets position til den oprindelige tilstand.

Kredsløbet er gendannet og er klar til den næste gentagelse af ovenstående cyklus.

Outputtet er en standard triac udløser oprettet bruges til at reagere på udgangene fra opampen til de relevante koblingshandlinger for den tilsluttede belastning.

Liste over dele

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

5) Transistor Bistabil Flip Flop

Under dette femte og sidst men ikke mindst fliop flop design lærer vi et par transistoriserede flip flop kredsløb, som kan bruges til at skifte en belastning TIL / FRA gennem en enkelt trykknapudløser. Disse kaldes også transistor bistable kredsløb.

Udtrykket transistor bistabil henviser til en tilstand af et kredsløb, hvor kredsløbet arbejder med en ekstern udløser for at gøre sig stabil (permanent) over to tilstande: ON-tilstand og OFF-tilstand, deraf navnet bistable, hvilket betyder stabil i enten ON / OFF-stater.

Denne TIL / FRA-stabile skift af kredsløbet skiftevis kunne normalt udføres via en mekanisk trykknap eller gennem en digital spændingsudløserindgange.

Lad os forstå de foreslåede bistabile transistorkredsløb ved hjælp af følgende to kredsløbseksempler:

Kredsløb

I det første eksempel kan vi se et simpelt krydskoblet transistorkredsløb, der ligner en monostabil multivibrator konfiguration undtagen basen til positive modstande, der mangler her med vilje.

At forstå transistorens bistabile funktion er ret ligetil.

Så snart strømmen er tændt, afhængigt af den lille ubalance i komponentværdierne og transistoregenskaberne, tændes den ene af transistoren helt, hvilket gør den anden til at slukke helt.

Antag, at vi betragter transistor til højre for at lede først, den vil få sin forspænding via venstre side LED, 1k og 22uF kondensator.

Når højre transistor er skiftet helt, vil den venstre transistor slukke helt, da dens base nu holdes i jorden via 10k-modstanden over den højre transistoropsamler / emitter.

Ovenstående position holdes fast og permanent, så længe strømmen til kredsløbet opretholdes, eller indtil push-to-ON-kontakten er trykket ned.

Når den viste trykknap trykkes et øjeblik, vil den venstre 22uF kondensator nu ikke være i stand til at vise noget svar, da den allerede er fuldt opladet, men den rigtige 22uF, der er i afladet tilstand, får en mulighed for at udføre frit og give en hårdere forspænding til den venstre transistor, der straks tænder og vender situationen tilbage til sin fordel, hvor højre transistor vil blive tvunget til at slukke.

Ovenstående position holdes intakt, indtil der igen trykkes på trykknappen. Omskiftningen kan vendes skiftevis fra venstre til højre transistor og omvendt ved at aktivere trykkontakten kortvarigt.

De tilsluttede lysdioder lyser skiftevis afhængigt af, hvilken transistor der gøres aktiv på grund af de bistabile handlinger.

Kredsløbsdiagram

Transistor bistabelt flip-flop kredsløb ved hjælp af et relæ

I ovenstående eksempel lærte vi, hvordan et par transistorer kan fås til at låse i bistabile tilstande ved at trykke på en enkelt trykknap og bruges til at skifte relevante LEds og de krævede indikationer.

I mange tilfælde er det nødvendigt at relæskifte for at skifte tungere ekstern belastning. Det samme kredsløb, som er forklaret ovenfor, kan anvendes til aktivering af et relæ ON / OFF med nogle almindelige ændringer.

Ser man på følgende transistor bistabil konfiguration ser vi, at kredsløbet stort set er identisk med ovenstående, undtagen den højre LED, som nu udskiftes med et relæ, og modstandsværdierne er justeret lidt for at lette mere strøm, der muligvis kræves til relæet aktivering.
Kredsløbets operationer er også identiske.

Ved at trykke på kontakten slukkes enten OFF eller tændes relæet afhængigt af kredsløbets starttilstand.

Relæet kan skiftes skiftevis fra ON-tilstand til OFF-tilstand ved blot at trykke på den vedhæftede trykknap så mange gange som ønsket for at skifte den eksterne belastning, der er forbundet med relækontakterne, i overensstemmelse hermed.

Bistabelt flip-flop-billede

Har du flere ideer til at omgradere flip-flop-projekter, bedes du dele med os, vi er meget glade for at kunne sende dem her til dig og til glæde for alle dedikerede læsere.

Flip Flop Circuit ved hjælp af IC 4027

Efter berøring af berøringsfingeren. Transistor T1 (en type pnp) begynder at fungere. Den resulterende puls ved 4027's indgangsur har ekstremt trage kanter (på grund af CI og C2).

Følgelig (og ekstraordinært) tjener den første J-K flip-flop i 4027 derefter som en Schmitt-kontrolport, der drejer den meget trage puls ved sin indgang (pin 13) til et glat elektrisk signal, der kan føjes til den næste flip-flops ur indgang (pin 3).

Derefter fungerer den anden flip-flop i henhold til lærebogen, hvilket giver et ægte koblingssignal, som kan bruges til at tænde og slukke for et relæ gennem et transistortrin, T2.

Relæet dirigeres skiftevis, hvis du trykker på kontaktpladen med fingeren. Strømforbruget, mens relæet er slukket, er mindre end 1 mA, og når relæet er tændt, op til 50 mA. Ethvert relæ, der er billigere, kan bruges, så længe spolespændingsniveauet er 12 V.

Brug dog et relæ med korrekt klassificerede kontakter, når du betjener en strømforsyning.