5 İlginç Flip Flop Devresi - Buton ile Yük AÇIK / KAPALI

IC 4017, IC 4093 ve IC 4013'ün etrafına beş basit ama etkili elektronik geçişli flip flop anahtar devresi inşa edilebilir. Bunların nasıl uygulanabileceğini göreceğiz. bir röleyi dönüşümlü olarak AÇIK KAPATMA , bu da fan, ışıklar veya benzeri herhangi bir cihaz gibi elektronik bir yükü tek bir düğmeye basarak değiştirecektir.

Flip Flop Devresi Nedir

Bir flip flop röle devresi bir iki dengeli devre AÇIK veya KAPALI olmak üzere iki kararlı aşamaya sahip olduğu konsept. Pratik uygulama devrelerinde kullanıldığında, bağlı bir yükün harici bir AÇIK / KAPALI anahtarlama tetikleyicisine yanıt olarak dönüşümlü olarak AÇIK durumdan KAPALI duruma ve tersi şekilde geçiş yapmasına izin verir.

Aşağıdaki örneklerimizde 4017 IC ve 4093 IC tabanlı flip flop röle devrelerinin nasıl yapılacağını öğreneceğiz. Bunlar, basma düğmesi aracılığıyla alternatif tetikleyicilere yanıt vermek ve buna uygun olarak bir röle ve bir yükü dönüşümlü olarak AÇIK durumdan KAPALI duruma veya tersi şekilde çalıştırmak için tasarlanmıştır.

Sadece bir avuç başka pasif bileşen eklenerek, devrenin manuel veya elektronik olarak sonraki giriş tetikleyicileriyle doğru bir şekilde geçiş yapması sağlanabilir.

Manuel veya elektronik bir sahne ile harici tetikleyiciler aracılığıyla çalıştırılabilirler.

1) IC 4017 Kullanan Basit Elektronik Geçiş Anahtarı Flip Flop Devresi

İlk fikir, IC 4017 etrafında inşa edilmiş kullanışlı bir elektronik flip flop geçiş anahtarı devresinden bahseder. Buradaki bileşen sayısı minimumdur ve elde edilen sonuç her zaman işarete bağlıdır.

Şekle bakıldığında, IC'nin standart konfigürasyonuna bağlı olduğunu görüyoruz, yani çıkışında yüksek bir mantık, uygulanan saatin etkisiyle bir pinden diğerine kayıyor. iğne 14 .

Saat girişindeki alternatif geçiş, saat darbeleri olarak tanınır ve çıkış pinlerinde gerekli geçişe dönüştürülür. Tüm operasyonu şu noktalarla anlayabilirim:

Parça listesi

• R4 = 10K,
• R5 = 100K,
• R6, R7 = 4K7,
• C6, C7 = 10µF / 25V,
• C8 = 1000µF / 25V,
• C10 = 0.1, DISC,
• TÜM DİYOTLAR 1N4007,
• IC = 4017,
• T1 = BC 547, T2 = BC 557,
• IC2 = 7812
• TRANSFORMATÖR = 0-12V, 500ma, ALAN ÖZELLİKLERİNE GÖRE GİRİŞ.

Nasıl çalışır

Pin # 14'teki her mantıksal yüksek darbeye yanıt olarak, IC 4017'nin çıkış pinlerinin sırasıyla # 3'ten # 11'e sırayla yüksek anahtarlandığını biliyoruz: 3, 4, 2, 7, 1, 5, 6, 9, 10 ve 11.

Bununla birlikte, bu işlem herhangi bir anda durdurulabilir ve yukarıdaki pinlerden herhangi birini sıfırlama pimine # 15 bağlanarak tekrarlanabilir.

Örneğin (mevcut durumda), IC'nin 4 numaralı pini, 15 numaralı pime bağlıdır, bu nedenle, sıra kısıtlanacak ve sıra (mantık Yüksek) her ulaştığında başlangıç ​​konumuna (pim # 3) geri dönecektir. pin # 4 ve döngü tekrar eder.

Bu, basitçe, sıranın, tipik bir geçiş hareketi oluşturan ileri geri bir şekilde pim # 3'ten pim # 2'ye değiştiği anlamına gelir. Bu elektronik mafsallı anahtar devresinin çalışması aşağıdaki şekilde daha da anlaşılabilir:

T1'in tabanına her pozitif tetik uygulandığında, IC'nin 14 numaralı pimini iletir ve toprağa çeker. Bu, IC'yi bekleme konumuna getirir.

Tetik kaldırıldığı anda, T1 iletimi durdurur, pim # 14 şimdi anında R1'den pozitif bir darbe alır. IC, bunu bir saat sinyali olarak kabul eder ve çıkışını hızlı bir şekilde ilk pin # 3'ten pin # 2'ye değiştirir.

Bir sonraki darbe aynı sonucu üretir, böylece çıkış pim # 2'den pim # 4'e geçer, ancak pim # 4, açıklandığı gibi pim # 15'i sıfırlamaya bağlandığından, durum pim # 3'e geri döner (başlangıç ​​noktası) .

Bu nedenle, T1 manuel olarak veya harici bir devre aracılığıyla bir tetikleyici aldığı her seferinde prosedür tekrarlanır.

Video klip:

Birden fazla yükü kontrol etmek için devreyi yükseltme

Şimdi, yukarıdaki IC 4017 konseptinin, tek bir düğmeyle 10 olası elektrik yükünü çalıştıracak şekilde nasıl yükseltilebileceğini görelim.

Fikir, Bay Dheeraj tarafından talep edildi.

Devre Amaçları ve Gereklilikleri

Ben Hindistan, Assam'dan Dhiraj Pathak.

Aşağıdaki diyagrama göre, aşağıdaki işlemler gerçekleştirilmelidir -

• AC anahtarı S1 ilk kez AÇIK konuma getirildiğinde, AC yükü 1 Açık konuma gelmeli ve S1 KAPALI duruma gelene kadar AÇIK durumda kalmalıdır. Bu işlem sırasında AC yükü 2 kapalı kalmalıdır
• S1 tekrar AÇIK duruma getirildiğinde ikinci kez, AC Yükü 2 AÇIK konuma geçmeli ve S1 KAPALI duruma gelene kadar AÇIK kalmalıdır. Bu işlem sırasında AC yük 1 kapalı kalmalıdır
• S1 tekrar AÇIK duruma getirildiğinde üçüncü kez, her iki AC yükü de AÇIK olmalı ve S1 KAPALI konuma getirilene kadar AÇIK kalmalıdır. S1 açıldığında dördüncü kez, işlem döngüsü adım 1, 2 ve 3'te belirtildiği gibi tekrarlanmalıdır.

Niyetim bu tasarımı kiraladığım dairemin tek kişilik oturma odasında kullanmak. Oda gizli kablolara sahiptir ve vantilatör çatının ortasında yer almaktadır.

Işık, oda için bir merkez ışık olarak fana paralel olarak bağlanacaktır. Çatının ortasında ekstra elektrik prizi yoktur. Fan için sadece çıkış mevcuttur.

Santralden orta ışığa ayrı kablolar çekmek istemiyorum. Bu nedenle, güç kaynağının durumunu (Açık / Kapalı) algılayabilen ve yükleri buna göre değiştirebilen mantıksal bir devre tasarlamayı düşünüyorum.

Merkez ışığını kullanmak için, fanı her zaman AÇIK tutmak istemiyorum ve bunun tersi de geçerli.

Devre her AÇIK duruma getirildiğinde, son bilinen durum devrenin bir sonraki çalışmasını tetiklemelidir.

Dizayn

Yukarıda belirtilen işlevleri gerçekleştirmek için özelleştirilmiş basit bir elektronik anahtar devresi, bir MCU olmadan aşağıda gösterilmiştir. Bağlı ışık ve fan için sıralı anahtarlamayı gerçekleştirmek için zil basmalı düğme tipi bir anahtar kullanılır.

Tasarım kendiliğinden açıklayıcıdır, devre açıklamasıyla ilgili herhangi bir şüpheniz varsa, lütfen yorumlarınızla açıklığa kavuşturmaktan çekinmeyin.

Basma Düğmesiz Elektronik Anahtar

Talep ve Bay Dheeraj'dan alınan geri bildirime göre, yukarıdaki tasarım bir düğme olmadan çalışacak şekilde değiştirilebilir ... yani, belirtilen geçiş sıralarını oluşturmak için şebeke giriş tarafındaki mevcut AÇMA / KAPAMA anahtarı kullanılarak değiştirilebilir. .

Güncellenen tasarıma aşağıdaki şekilde şahit olunabilir:

Başka bir ilginç ON OFF rölesi Tek tuşlu cadı tek bir IC 4093 kullanılarak yapılandırılabilir. Aşağıdaki açıklama ile prosedürleri öğrenelim.

2) IC 4093 Kullanarak Doğru CMOS Flip Flop Devresi

IC4093 Pinout Detayları

Parça listesi

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

İkinci konsept, oldukça doğru bir devrenin yapılabilmesi hakkındadır. IC 4093'ün üç kapısını kullanarak . Şekle baktığımızda, N1 ve N2'nin girişlerinin, tıpkı NOT kapıları gibi mantık eviricileri oluşturmak için birleştirildiğini görüyoruz.

Herhangi bir mantık seviyesi girişlerine uygulanan çıktılarında ters çevrilir. Ayrıca, bu iki kapı seri olarak bağlanarak bir mandal yapılandırması R5 üzerinden bir geri bildirim döngüsü yardımıyla.

N1 ve N2, girişinde pozitif bir tetikleyici algıladığı anda anında kilitlenir. Temel olarak, sonraki her giriş darbesinden sonra dönüşümlü olarak bu mandalı kırmak için başka bir geçit N3 tanıtılmıştır.

Devrenin işleyişi, aşağıdaki açıklama ile daha iyi anlaşılabilir:

Nasıl çalışır

Tetik girişinde bir darbe alındığında, N1 hızlı bir şekilde yanıt verir, çıkışı durumu değişir ve N2'yi de durumu değiştirmeye zorlar.

Bu, N2'nin çıkışının yüksek gitmesine ve N1'in girişine bir geri bildirim (R5 aracılığıyla) sağlamasına neden olur ve her iki geçit bu konumda kilitlenir. Bu konumda, N2'nin çıkışı mantık yüksekliğinde kilitlenir, önceki kontrol devresi röleyi ve bağlı yükü etkinleştirir.

Yüksek çıkış aynı zamanda yavaşça C4'ü şarj eder, böylece artık N3 kapısının bir girişi yüksek olur. Bu noktada, N3'ün diğer girişi R7 tarafından mantıksal olarak düşük tutulur.

Şimdi tetik noktasındaki bir darbe, bu girişin anlık olarak yükselmesini sağlar ve çıkışını düşük olmaya zorlar. Bu, N1 girişini D4 aracılığıyla toprağa çekecek ve mandalı anında kıracaktır.

Bu, N2 çıkışının düşük olmasını sağlayarak transistörü ve röleyi devre dışı bırakacaktır. Devre şimdi orijinal durumuna geri dönmüştür ve tüm prosedürü tekrarlamak için bir sonraki giriş tetikleyicisine hazırdır.

3) IC 4013 kullanarak Flip Flop Devresi

Bugün birçok CMOS IC'nin hızlı kullanılabilirliği, çok karmaşık devrelerin tasarımını çocuk oyuncağı haline getirdi ve şüphesiz yeni meraklılar bu muhteşem IC'lerle devreler yapmaktan keyif alıyorlar.

Bu tür bir cihaz, temelde bir ikili D tipi flip flop IC olan IC 4013'tür ve önerilen eylemleri uygulamak için ayrı ayrı kullanılabilir.

Kısacası, IC, yalnızca birkaç harici pasif bileşen ekleyerek kolayca flip flop olarak yapılandırılabilen iki yerleşik modül taşır.

IC 4013 Pinout İşlevi

IC, aşağıdaki noktalarla anlaşılabilir.

Her bir ayrı flip flop modülü aşağıdaki pin çıkışlarından oluşur:

1. Q ve Qdash = Tamamlayıcı çıktılar
2. CLK = Saat girişi.
3. Veri = İlgisiz pin çıkışı, pozitif besleme hattına veya negatif besleme hattına bağlanmalıdır.
4. AYARLA ve SIFIRLA = Çıkış koşullarını ayarlamak veya sıfırlamak için kullanılan tamamlayıcı pin çıkışları.

Q ve Qdash çıkışları, ayar / sıfırlama veya saat pin çıkışı girişlerine yanıt olarak dönüşümlü olarak mantık durumlarını değiştirir.

CLK girişine bir saat frekansı uygulandığında, Q ve Qdash çıkışı, saatler tekrar etmeye devam ettiği sürece dönüşümlü olarak durumlarını değiştirir.

Benzer şekilde, Q ve Qdash durumu, seti veya sıfırlama pimlerini pozitif voltaj kaynağı ile manuel olarak atarak değiştirilebilir.

Normalde set ve sıfırlama pimi kullanılmadığında toprağa bağlanmalıdır.

Aşağıdaki devre şeması, bir flip flop devresi olarak kullanılabilen ve amaçlanan ihtiyaçlar için uygulanabilen basit bir IC 4013 kurulumunu göstermektedir.

Gerekirse her ikisi de kullanılabilir, ancak bunlardan yalnızca biri kullanılıyorsa, diğer kullanılmayan bölümün set / reset / data ve saat pinlerinin uygun şekilde topraklandığından emin olun.

Pratik bir flip flop devre örneği, yukarıda açıklanan 4013 IC kullanılarak aşağıda görülebilir.

Flip Flp Devresi için Şebeke Arızası Yedeklemesi ve Bellek

Yukarıda açıklanan 4013 tasarımı için bir şebeke arıza hafızası ve yedekleme özelliği eklemekle ilgileniyorsanız, aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi bir kapasitör yedeği ile yükseltebilirsiniz:

Görülebileceği gibi, IC'nin besleme terminaline yüksek değerli bir kapasitör ve direnç ağı eklenir ve ayrıca kapasitörün içinde depolanan enerjinin yalnızca IC'yi sağlamak için kullanılmasını sağlamak için birkaç diyot eklenir. aşamalar.

Şebeke AC arızalandığında, 2200 uF kapasitör depolanan enerjisinin IC'nin 'hafızasını canlı' tutarak IC'nin besleme pinine ulaşmasına ve şebeke kullanılamıyorken mandal konumunun IC tarafından hatırlandığından emin olmanıza izin verir. .

Şebeke geri gelir gelmez, IC, önceki duruma göre röle üzerinde orijinal mandallama eylemini iletir ve böylece, şebeke yokken rölelerin önceki AÇIK AÇIK durumunu kaybetmesini önler.

4) IC 741 kullanarak SPDT Elektronik 220V Geçiş Anahtarı

Bir geçiş anahtarı, gerektiğinde bir elektrik devresini dönüşümlü olarak AÇMAK ve KAPATMAK için kullanılan bir cihazı ifade eder.

Normalde mekanik anahtarlar bu tür işlemler için kullanılır ve elektriksel anahtarlamanın gerekli olduğu her yerde yaygın olarak kullanılır. Bununla birlikte, mekanik anahtarların büyük bir dezavantajı vardır, aşınmaya ve yıpranmaya eğilimlidirler ve kıvılcım ve RF gürültüsü üretme eğilimindedirler.

Burada açıklanan basit bir devre, yukarıdaki işlemlere elektronik bir alternatif sağlar. Tek bir amfi üzerinde ve birkaç diğer ucuz pasif parça, bu amaç için çok ilginç bir elektronik geçiş anahtarı yapılabilir ve kullanılabilir.

Devre aynı zamanda mekanik bir giriş cihazı kullansa da, bu mekanik anahtar, önerilen geçiş eylemlerini uygulamak için yalnızca alternatif itme gerektiren küçük bir mikro anahtardır.

Mikro anahtar, çok yönlü bir cihazdır ve mekanik gerilime çok dayanıklıdır ve bu nedenle devrenin verimliliğini etkilemez.

Devre Nasıl Çalışır?

Şekil, ana parça olarak bir 741 opamp içeren, basit bir elektronik geçiş anahtarı devre tasarımını göstermektedir.

IC, yüksek kazançlı bir amplifikatör olarak yapılandırılmıştır ve bu nedenle çıkışı, dönüşümlü olarak mantık 1 veya mantık 0'a kolayca tetiklenme eğilimine sahiptir.

Çıktı potansiyelinin küçük bir kısmı, opamp'ın ters çevirmeyen girişine geri uygulanır.

Basma düğmesi çalıştırıldığında, C1, opampın ters çevirme girişine bağlanır.

Çıkışın mantık 0'da olduğunu varsayarsak, opamp hemen durumunu değiştirir.

C1 şimdi R1 üzerinden şarj etmeye başlar.

Bununla birlikte, düğmeyi daha uzun süre basılı tutmak, C1'i yalnızca kısmi olarak şarj eder ve yalnızca serbest bırakıldığında, C1 şarj olmaya başlar ve besleme voltajı seviyesine kadar şarj olmaya devam eder.

Anahtar açık olduğundan, şimdi C1 bağlantısı kesilir ve bu, çıkış bilgisini 'tutmasına' yardımcı olur.

Şimdi anahtara bir kez daha basılırsa, tam şarjlı C1'deki yüksek çıkış op amp'in ters çevirme girişinde kullanılabilir hale gelir, op amp yine durumu değiştirir ve çıkışta bir mantık 0 oluşturur, böylece C1 deşarj olmaya başlar. devrenin orijinal durumuna konumu.

Devre geri yüklenir ve yukarıdaki döngünün bir sonraki tekrarı için hazırdır.

Çıktı bir standarttır triyak tetik ayarı bağlı yükün ilgili anahtarlama eylemleri için opamp çıkışlarına yanıt vermek için kullanılır.

Parça listesi

• R1, R8 = 1 milyon,
• R2, R3, R5, R6 = 10K,
• R4 = 220K,
• R7 = 1K
• C1 = 0.1uF,
• C2, C3 = 474 / 400V,
• S1 = mikro anahtar Basma Düğmesi,
• IC1 = 741
• Triyak BT136

5) Transistör Bistable Flip Flop

Bu beşinci ve sonuncu, ancak en az olmayan fliop flop tasarımı altında, tek bir düğme tetiği aracılığıyla bir yükü AÇMAK / KAPATMAK için kullanılabilecek birkaç transistörlü flip flop devresi öğreniyoruz. Bunlara aynı zamanda transistör çift dengeli devreler de denir.

Transistör iki durumlu terimi, devrenin kendisini iki durumda kararlı (kalıcı olarak) hale getirmek için harici bir tetikleyici ile çalıştığı bir devrenin durumunu ifade eder: AÇIK durumu ve KAPALI durumu, bu nedenle iki durumlu adı, AÇIK / KAPALI durumlarında kararlı anlamına gelir.

Devrenin bu AÇIK / KAPALI kararlı geçişi, normalde mekanik bir basma düğmesi veya dijital voltaj tetikleme girişleri aracılığıyla yapılabilir.

Aşağıdaki iki devre örneğinin yardımıyla önerilen iki durumlu transistör devrelerini anlayalım:

Devre Çalışması

İlk örnekte, çok benzeyen basit bir çapraz bağlı transistör devresi görebiliriz. tek kararlı multivibratör burada kasıtlı olarak eksik olan pozitif dirençlerin tabanı dışında konfigürasyon.

Transistörün çift dengeli işleyişini anlamak oldukça basittir.

Güç AÇIK konuma getirilir getirilmez, bileşen değerleri ve transistör özelliklerindeki hafif dengesizliğe bağlı olarak, transistörlerden biri tamamen AÇIK hale gelecek ve diğerinin tamamen KAPALI hale gelmesini sağlayacaktır.

Sağ taraftaki transistörün ilk önce yapıldığını varsayalım, sol taraftaki LED, 1k ve 22uF kapasitör aracılığıyla önyargısını alacaktır.

Sağ taraftaki transistör tamamen değiştiğinde, sol transistör tamamen KAPALI konuma geçecektir, çünkü tabanı şimdi sağ transistör toplayıcı / yayıcı boyunca 10k direnç aracılığıyla toprağa tutulacaktır.

Devreye giden güç devam ettiği müddetçe veya açma-kapama anahtarına basılıncaya kadar yukarıdaki pozisyon sağlam ve kalıcı kalacaktır.

Gösterilen düğmeye anlık olarak basıldığında, sol 22 uF kapasitör zaten tam olarak şarj olduğu için artık herhangi bir yanıt gösteremeyecek, ancak boş durumda olan sağ 22 uF serbestçe hareket etme ve daha sert bir önyargı sağlama fırsatı bulacaktır. sağ taraftaki transistörün kapanmaya zorlanacağı, durumu kendi lehine çevirerek anında AÇIK duruma geçecek olan sol transistör.

Yukarıdaki konum, düğmeye tekrar basılıncaya kadar bozulmadan kalacaktır. Geçiş anahtarı anlık olarak çalıştırılarak soldan sağa transistör ve tersi dönüşümlü olarak çevrilebilir.

Bağlı LED'ler, iki durumlu eylemler nedeniyle hangi transistörün aktif hale getirildiğine bağlı olarak dönüşümlü olarak yanacaktır.

Devre şeması

Bir röle kullanan transistör iki durumlu flip-flop devresi

Yukarıdaki örnekte, tek bir düğmeye basılarak ve ilgili LEd'leri ve gerekli göstergeleri değiştirmek için nasıl çift dengeli modlarda kilitlenecek bir çift transistör yapılabileceğini öğrendik.

Çoğu durumda, daha ağır harici yükleri değiştirmek için bir röle geçişi zorunlu hale gelir. Yukarıda açıklanan aynı devre, bazı olağan modifikasyonlarla bir röleyi AÇIK / KAPALI olarak etkinleştirmek için uygulanabilir.

Aşağıdaki transistör bistable konfigürasyonuna baktığımızda, devrenin temelde yukarıdakilerle aynı olduğunu görüyoruz, sağ taraftaki LED artık bir röle ile değiştirildi ve direnç değerleri röle için gerekli olabilecek daha fazla akımı kolaylaştırmak için biraz ayarlandı. aktivasyon.
Devrenin işlemleri de aynıdır.

Düğmeye basıldığında, devrenin başlangıç ​​durumuna bağlı olarak röle KAPALI veya AÇIK konuma getirilir.

Röle kontaklarına bağlı harici yükün uygun şekilde anahtarlanması için ekli düğmeye istenildiği kadar basılmasıyla röle AÇIK durumdan KAPALI durumuna dönüşümlü olarak çevrilebilir.

Bistable Flip Flop Görüntüsü

Flip flop projelerini yeniden derecelendirmek için başka fikirleriniz var mı, lütfen bizimle paylaşın, bunları sizin için ve tüm adanmış okuyucuların memnuniyeti için burada yayınlamaktan çok memnun olacağız.

IC 4027 kullanarak Flip Flop Devresi

Dokunmatik parmak yüzeyine dokunduktan sonra. Transistör T1 (bir tür pnp) çalışmaya başlar. 4027'nin giriş saatinde ortaya çıkan darbe son derece yavaş kenarlara sahiptir (CI ve C2'ye bağlı olarak).

Buna göre (ve olağanüstü olarak) 4027'deki ilk J -K flip-flop, daha sonra girişindeki (pin 13) çok yavaş atımı bir sonraki flip-flopun saatine eklenebilecek yumuşak bir elektrik sinyaline çeviren bir Schmitt kontrol kapısı görevi görür. giriş (pin 3).

Daha sonra ikinci flip-flop ders kitabına göre işlev görür ve bir transistör aşaması T2 üzerinden bir röleyi açıp kapatmak için kullanılabilen gerçek bir anahtarlama sinyali sağlar.

Kontak plakasına parmağınızla dokunursanız röle dönüşümlü olarak hareket eder. Röle kapalıyken devre akımı tüketimi 1 mA'dan az ve röle açıkken 50 mA'ya kadar. Bobin voltaj seviyesi 12 V olduğu sürece daha uygun fiyatlı herhangi bir röle kullanılabilir.

Bununla birlikte, bir şebeke cihazını çalıştırırken doğru sınıflandırılmış kontakları olan bir röle kullanın.