5 interesantas flip flop shēmas - ieslēdziet / izslēdziet ar spiedpogu

Ap IC 4017, IC 4093 un IC 4013 var uzbūvēt piecas vienkāršas, bet efektīvas elektroniskas pārslēdzamās flip flop komutācijas shēmas. Mēs redzēsim, kā tos var ieviest releja pārmaiņus ieslēgšana IESLĒGTA , kas savukārt pārslēdz elektronisko slodzi, piemēram, ventilatoru, gaismas vai jebkuru līdzīgu ierīci, izmantojot vienu spiedpogu.

Kas ir Flip Flop ķēde

Flip flop releja ķēde darbojas a bistable ķēde jēdziens, kurā tam ir divi stabili posmi - ieslēgts vai izslēgts. Lietojot praktiskās izmantošanas ķēdēs, tas ļauj pieslēgtajai slodzei pārmaiņus pārslēgties no ON stāvokļa uz OFF stāvokli un otrādi, reaģējot uz ārējo ON / OFF pārslēgšanas sprūdu.

Turpmākajos piemēros mēs uzzināsim, kā izveidot 4017 IC un 4093 IC bāzes flip flop releju shēmas. Tās ir paredzētas, lai reaģētu uz alternatīviem trigeriem, izmantojot spiedpogu, un attiecīgi darbojas relejs un slodze pārmaiņus no ON stāvokļa uz OFF stāvokli un otrādi.

Pievienojot tikai nedaudzus citus pasīvos komponentus, ķēdi var izdarīt, lai manuāli vai elektroniski precīzi pārslēgtos, izmantojot nākamos ievades izraisītājus.

Tos var darbināt, izmantojot ārējos iedarbinātājus, vai nu manuāli, vai elektroniski.

1) vienkāršs elektroniskais pārslēgšanas slēdzis, izmantojot IC 4017

Pirmā ideja runā par noderīgu elektronisku flip flop pārslēgšanas slēdzi, kas izveidota ap IC 4017. Komponentu skaits šeit ir minimāls, un iegūtais rezultāts vienmēr ir līdz atzīmei.

Atsaucoties uz attēlu, mēs redzam, ka IC ir savienots ar tā standarta konfigurāciju, t.i., augsts izejas loģika pāriet no vienas tapas uz otru, lietojot pulksteni tā tapas Nr. 14 .

Alternatīvā pārslēgšanās pulksteņa ieejā tiek atpazīta kā pulksteņa impulsi un tiek pārveidota par nepieciešamo pārslēgšanos pie izejas tapām. Visu darbību es varu saprast ar šādiem punktiem:

Detaļu saraksts

• R4 = 10K,
• R5 = 100 000,
• R6, R7 = 4K7,
• C6, C7 = 10µF / 25V,
• C8 = 1000µF / 25V,
• C10 = 0,1, DISC,
• VISAS DIODES IR 1N4007,
• IC = 4017,
• T1 = BC 547, T2 = BC 557,
• IC2 = 7812
• PĀRVEIDOTĀJS = 0–12 V, 500 mA, IEVADĪŠANA PĒC ZONAS SPECIFIKĀCIJĀM.

Kā tas strādā

Mēs zinām, ka, reaģējot uz katru loģiski augstu impulsu tapā # 14, IC 4017 izejas tapas tiek secīgi pārslēgtas no # 3 uz # 11 secībā: 3, 4, 2, 7, 1, 5, 6, 9, 10 un 11.

Tomēr šo darbību var pārtraukt jebkurā brīdī un atkārtot, vienkārši savienojot jebkuru no iepriekš minētajām tapām ar atiestatīšanas tapu Nr. 15.

Piemēram (šajā gadījumā) IC kontakts Nr. 4 ir savienots ar kontaktu Nr. 15, tāpēc secība tiks ierobežota un atgriezīsies sākotnējā pozīcijā (tapas Nr. 3) katru reizi, kad secība (loģiski augsta) sasniegs tapu Nr. 4 un cikls atkārtojas.

Tas vienkārši nozīmē, ka tagad secība pāriet no tapas Nr. 3 uz tapu Nr. 2 turp un atpakaļ, veidojot tipisku pārslēgšanas darbību. Šīs elektroniskās pārslēgšanas ķēdes darbību tālāk var saprast šādi:

Katru reizi, kad T1 pamatnei tiek piemērots pozitīvs sprūda, tas vada un velk uz leju IC tapu # 14. Tas noved IC gaidstāves stāvoklī.

Brīdī, kad sprūda tiek noņemta, T1 pārstāj darboties, tapa Nr. 14 tūlīt saņem pozitīvu impulsu no R1. IC to atzīst par pulksteņa signālu un ātri pārslēdz izvadi no sākotnējās tapas Nr. 3 uz tapu Nr. 2.

Nākamais impulss rada tādu pašu rezultātu, ka tagad izeja pāriet no tapas Nr. 2 uz tapu Nr. 4, bet, tā kā tapa Nr. 4 ir savienota ar tapas Nr. 15 atiestatīšanu, kā paskaidrots, situācija atgriežas pie tapas Nr. 3 (sākotnējais punkts) .

Tādējādi procedūra tiek atkārtota katru reizi, kad T1 manuāli vai caur ārēju ķēdi saņem sprūdu.

Videoklips:

Ķēdes jaunināšana, lai kontrolētu vairāk nekā vienu slodzi

Tagad redzēsim, kā iepriekšminēto IC 4017 koncepciju var uzlabot, lai darbinātu 10 iespējamās elektriskās slodzes, izmantojot vienu spiedpogu.

Ideju pieprasīja Dheeraj kungs.

Ķēdes mērķi un prasības

Es esmu Dhiraj Pathak no Asamas, Indijā.

Kā norādīts zemāk redzamajā diagrammā, jāveic šādas darbības -

• Pirmo reizi ieslēdzot maiņstrāvas slēdzi S1, maiņstrāvas slodzei 1 vajadzētu ieslēgties un palikt ieslēgtā stāvoklī, līdz S1 tiek izslēgts. Šīs darbības laikā maiņstrāvas 2. slodzei jāpaliek izslēgtai
• Otrreiz, kad S1 atkal tiek ieslēgts, maiņstrāvas slodzei 2 vajadzētu ieslēgties un palikt ieslēgtai, līdz S1 tiek izslēgts. Šīs operācijas laikā 1. maiņstrāvas slodzei jāpaliek izslēgtai
• Trešo reizi, kad S1 atkal tiek ieslēgts, abām maiņstrāvas slodzēm vajadzētu ieslēgties un palikt ieslēgtām, līdz S1 tiek izslēgts. Ceturto reizi, kad S1 tiek ieslēgts, darbības cikls jāatkārto, kā minēts 1., 2. un 3. solī.

Mans nolūks ir izmantot šo dizainu manā īrētā dzīvokļa vienistabas viesistabā. Istabā ir slēpta elektroinstalācija, un ventilators atrodas jumta centrā.

Gaisma tiks savienota paralēli ventilatoram kā telpas centrālā gaisma. Jumta centrā nav papildu strāvas kontaktligzdas. Ventilatoram ir pieejama tikai izeja.

Es nevēlos vadīt atsevišķus vadus no sadales paneļa līdz centrālajam apgaismojumam. Tāpēc es tomēr plānoju loģisku ķēdi, kas var noteikt barošanas avota stāvokli (ieslēgt / izslēgt) un attiecīgi pārslēgt slodzi.

Par centra apgaismojuma izmantošanu es nevēlos visu laiku turēt ventilatoru ieslēgtu un otrādi.

Katru reizi, kad ķēde tiek ieslēgta, pēdējam zināmajam stāvoklim vajadzētu aktivizēt nākamo ķēdes darbību.

Dizains

Turpmāk parādīta vienkārša elektroniska slēdžu shēma, kas pielāgota iepriekš minēto funkciju veikšanai, bez MCU. Zvana spiedpogas tipa slēdzis tiek izmantots, lai veiktu pievienotās gaismas un ventilatora secīgu pārslēgšanu.

Dizains ir pašsaprotams, ja jums ir šaubas par shēmas aprakstu, lūdzu, nekautrējieties to noskaidrot, izmantojot savus komentārus.

Elektroniskais slēdzis bez spiedpogas

Saskaņā ar pieprasījumu un atsauksmēm, kas saņemtas no Dheeraj kunga, iepriekš minēto dizainu var pārveidot, lai tas darbotos bez spiedpogas .... tas ir, izmantojot esošo ON / OFF slēdzi tīkla ieejas pusē, lai izveidotu norādītās pārslēgšanas sekvences. .

Atjaunināto dizainu var redzēt zemāk dotajā attēlā:

Vēl viens interesants ON OFF relejs raganu ar vienu pogu var konfigurēt, izmantojot vienu IC 4093. Apgūsim procedūras ar šādu skaidrojumu.

2) Precīza CMOS Flip Flop shēma, izmantojot IC 4093

IC4093 Pinout informācija

Detaļu saraksts

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

Otrais jēdziens ir par diezgan precīzu ķēdi var izveidot izmantojot trīs IC 4093 vārtus . Aplūkojot attēlu, mēs redzam, ka N1 un N2 ieejas ir savienotas kopā, veidojot loģiskos invertorus, tāpat kā NAV vārti.

Tas nozīmē, ka jebkurš loģikas līmenis kas tiek izmantoti viņu izejvielām, tiks apgriezti to izejās. Arī šie divi vārti ir savienoti virknē, veidojot a aizbīdņa konfigurācija ar atgriezeniskās saites cilpu, izmantojot R5.

N1 un N2 uzreiz nofiksējas brīdī, kad pie ieejas sajūt pozitīvu sprūdu. Citi vārti N3 ir ieviesti būtībā, lai pārmaiņus pārtrauktu šo aizbīdni pēc katra nākamā ievades impulsa.

Ķēdes darbību var sīkāk saprast, sniedzot šādu paskaidrojumu:

Kā tas strādā

Saņemot impulsu sprūda ievadā, N1 ātri reaģē, tā izeja maina stāvokli, liekot N2 mainīt arī stāvokli.

Tas izraisa N2 izejas pieaugumu, nodrošinot atgriezenisko saiti (caur R5) uz N1 ieeju, un abi vārti tiek fiksēti šajā pozīcijā. Šajā pozīcijā N2 izeja tiek bloķēta loģiski augstā līmenī, iepriekšējā vadības ķēde aktivizē releju un pievienoto slodzi.

Lielā jauda arī lēnām uzlādē C4, tāpēc tagad viena vārtu N3 ieeja kļūst augsta. Šajā brīdī otru N3 ievadi loģiski zemu tur R7.

Tagad impulss sprūda punktā liks arī šai ieejai īslaicīgi palielināties, liekot tās izejai kļūt zemai. Tas novirzīs N1 ievadi zemē caur D4, uzreiz nolaužot aizbīdni.

Tādējādi N2 izeja samazināsies, deaktivizējot tranzistoru un releju. Ķēde tagad ir atgriezusies sākotnējā stāvoklī un ir gatava nākamajam ievades trigerim, lai atkārtotu visu procedūru.

3) Flip Flop ķēde, izmantojot IC 4013

Mūsdienu daudzo CMOS IC ātrā pieejamība ir padarījusi daudz sarežģītu shēmu dizainu par bērnu spēli, un, bez šaubām, jaunie entuziasti priecājas veidot shēmas ar šīm lieliskajām IC.

Viena no šādām ierīcēm ir IC 4013, kas būtībā ir divējāda D tipa flip flop IC, un to var izmantot diskrēti ierosināto darbību īstenošanai.

Īsāk sakot, IC ir divi iebūvēti moduļi, kurus var viegli konfigurēt kā flip flops, tikai pievienojot dažus ārējos pasīvos komponentus.

IC 4013 Pinout funkcija

IC var saprast ar šādiem punktiem.

Katrs individuālais flip flop modulis sastāv no šādām tapām:

1. Q un Qdash = papildu izejas
2. CLK = Pulksteņa ievade.
3. Dati = neatbilstoša tapas izeja, jābūt savienotai ar pozitīvo vai negatīvo padeves līniju.
4. SET un RESET = Papildu tapu izejas, ko izmanto izejas apstākļu iestatīšanai vai atiestatīšanai.

Izejas Q un Qdash pārmaiņus maina savus loģiskos stāvokļus, reaģējot uz iestatīto / atiestatīto vai pulksteņa kontaktu izeju.

Kad CLK ieejā tiek lietots pulksteņa frekvence, izejas Q un Qdash pārmaiņus stāvokļi tiek mainīti, kamēr pulksteņi turpina atkārtoties.

Līdzīgi Q un Qdash statusu var mainīt, manuāli pulsējot komplekta vai atiestatīšanas tapas ar pozitīvu sprieguma avotu.

Parasti komplektam un atiestatīšanas tapai jābūt savienotai ar zemi, kad tā netiek izmantota.

Šajā ķēdes shēmā parādīts vienkāršs IC 4013 iestatījums, ko var izmantot kā flip flop shēmu un piemērot paredzētajām vajadzībām.

Abus var izmantot, ja nepieciešams, tomēr, ja tiek izmantots tikai viens no tiem, pārliecinieties, ka otras neizmantotās sekcijas iestatīšanas / atiestatīšanas / datu un pulksteņa tapas ir atbilstoši iezemētas.

Praktisku lietojuma flip flop ķēdes piemēru var redzēt zemāk, izmantojot iepriekš izskaidroto 4013 IC

Tīkla kļūmju dublēšana un atmiņa Flip Flp ķēdei

Ja jūs interesē iekļaut tīkla atteices atmiņu un dublēšanas iespēju iepriekš izskaidrotajam 4013 dizainam, varat to jaunināt ar kondensatora dublējumu, kā parādīts šajā attēlā:

Kā redzams, ar IC barošanas spaili tiek pievienots augstas vērtības kondensatora un rezistora tīkls, kā arī pāris diodes, lai nodrošinātu, ka kondensatora iekšienē uzkrāto enerģiju izmanto tikai IC piegādei, nevis citiem ārējiem posmos.

Ikreiz, kad strāvas maiņstrāva neizdodas, 2200 uF kondensators vienmērīgi un ļoti lēni ļauj tā uzkrātajai enerģijai nokļūt mikroshēmas padeves tapā, saglabājot mikroshēmas “atmiņu dzīvu” un pārliecinoties, ka mikroshēma atceras fiksatora stāvokli, kamēr elektrotīkla nav pieejama. .

Tiklīdz elektrotīkls atgriežas, IC izpilda sākotnējo fiksācijas darbību uz releja atbilstoši iepriekšējai situācijai un tādējādi neļauj relejiem zaudēt iepriekšējo ieslēgšanas statusu tīkla neesamības laikā.

4) SPDT elektroniskais 220 V slēdzis, izmantojot IC 741

Pārslēgšanas slēdzis attiecas uz ierīci, ko izmanto elektriskās ķēdes ieslēgšanai un izslēgšanai, ja nepieciešams, pārmaiņus.

Parasti mehāniskie slēdži tiek izmantotas šādām darbībām un tiek plaši izmantotas visur, kur nepieciešama elektriskā komutācija. Tomēr mehāniskajiem slēdžiem ir viens liels trūkums, tie ir pakļauti nolietojumam un tiem ir tendence radīt dzirksteļošanu un RF troksni.

Šeit izskaidrota vienkārša shēma nodrošina elektronisku alternatīvu iepriekšminētajām darbībām. Izmantojot vienu uz amp un vēl dažas lētas pasīvās detaļas, minētajam mērķim var uzbūvēt un izmantot ļoti interesantu elektronisko pārslēdzēju.

Lai gan ķēdē tiek izmantota arī mehāniskā ievades ierīce, taču šis mehāniskais slēdzis ir niecīgs mikro slēdzis, kuram vienkārši nepieciešama alternatīva stumšana, lai īstenotu ierosinātās pārslēgšanas darbības.

Mikro slēdzis ir daudzpusīga ierīce un ļoti izturīga pret mehānisko spriegumu, un tāpēc neietekmē ķēdes efektivitāti.

Kā darbojas ķēde

Attēlā parādīts vienkāršs elektroniskā pārslēgšanas slēdža ķēdes dizains, kā galveno daļu iekļaujot 741 opamp.

IC ir konfigurēts kā pastiprinātājs ar lielu pastiprinājumu, un tāpēc tā izejai ir tendence viegli iedarboties vai nu uz loģiku 1, vai uz loģiku 0, pārmaiņus.

Neliela izejas potenciāla daļa tiek piemērota atpakaļ opamp neinvertējošajai ieejai

Kad tiek darbināta spiedpoga, C1 savienojas ar opampa apgriezto ieeju.

Pieņemot, ka izejas logika ir 0, opamp nekavējoties maina stāvokli.

C1 tagad sāk uzlādēt caur R1.

Tomēr, turot slēdzi ilgāku laiku nospiestu, C1 uzlādē tikai daļēji, un tikai tad, kad tas tiek atlaists, C1 sāk uzlādēt un turpina uzlādēt līdz barošanas sprieguma līmenim.

Tā kā slēdzis ir atvērts, tagad C1 tiek atvienots, un tas tam palīdz “saglabāt” izejas informāciju.

Tagad, ja slēdzis tiek nospiests vēlreiz, liela izeja pāri pilnībā uzlādētajam C1 kļūst pieejama pie op amp apgrieztās ieejas, op amp atkal maina stāvokli un izejā izveido loģiku 0, lai C1 sāk izlādēties, tādējādi ķēdes stāvoklis sākotnējā stāvoklī.

Ķēde ir atjaunota un ir gatava nākamajai iepriekš minētā cikla atkārtošanai.

Rezultāts ir standarts triac trigeris ir iestatīts izmanto, lai reaģētu uz opamp izvadiem attiecīgajām pievienotās slodzes pārslēgšanas darbībām.

Detaļu saraksts

• R1, R8 = 1M,
• R2, R3, R5, R6 = 10K,
• R4 = 220 000,
• R7 = 1K
• C1 = 0,1 uF,
• C2, C3 = 474 / 400V,
• S1 = mikroslēdža spiedpoga,
• IC1 = 741
• Triac BT136

5) tranzistora bistable flip flop

Saskaņā ar šo piekto un pēdējo, bet ne mazāk svarīgo flopu dizainu mēs iemācāmies pāris tranzistorētas flip flop ķēdes, kuras var izmantot slodzes ieslēgšanai / izslēgšanai, izmantojot vienu spiedpogu. Tās sauc arī par tranzistora bistabilām shēmām.

Termins bistable tranzistors attiecas uz ķēdes stāvokli, kurā ķēde darbojas ar ārēju sprūdu, lai padarītu sevi stabilu (pastāvīgi) divos stāvokļos: ON stāvoklī un OFF stāvoklī, līdz ar to nosaukums bistable nozīmē stabils jebkurā ON / OFF stāvoklī.

Šo ieslēgšanas / izslēgšanas ķēdes stabilo pārslēgšanu pārmaiņus var veikt, izmantojot mehānisku spiedpogu vai digitālas sprieguma sprūda ieejas.

Sapratīsim piedāvātās bistabilas tranzistoru shēmas, izmantojot šādus divus ķēdes piemērus:

Ķēdes darbība

Pirmajā piemērā mēs varam redzēt vienkāršu šķērssavienotu tranzistoru ķēdi, kas izskatās diezgan līdzīga a monostabils multivibrators konfigurācija, izņemot pamatu pozitīvajiem rezistoriem, kuru šeit apzināti trūkst.

Izpratne par tranzistora bistabilu darbību ir diezgan vienkārša.

Tiklīdz strāva ir ieslēgta, atkarībā no nelielas komponentu vērtību un tranzistora raksturlielumu nelīdzsvarotības, viens no tranzistoriem pilnībā ieslēdzas, otrs pilnībā izslēdzoties.

Pieņemsim, ka mēs uzskatām, ka labās puses tranzistors ir pirmais, kurš to novedīs, tas tiks novirzīts, izmantojot kreisās puses LED, 1k un 22uF kondensatoru.

Kad labās puses tranzistors ir pilnībā pārslēdzies, kreisais tranzistors pilnībā izslēgsies, jo tā pamatne tagad tiks turēta zemē, izmantojot labo tranzistora kolektoru / izstarotāju, izmantojot 10 k rezistoru.

Iepriekš minētā pozīcija tiks turēta stabila un pastāvīga, kamēr strāvas padeve ķēdei ir noturēta vai līdz brīdim, kad tiek nospiests slēdzis “ON-ON”.

Uz brīdi nospiežot parādīto spiedpogu, kreisais 22uF kondensators tagad nevarēs parādīt nekādu atbildi, jo tas jau ir pilnībā uzlādēts, taču labais 22uF, kas atrodas izlādētā stāvoklī, iegūs iespēju brīvi rīkoties un nodrošinās grūtāku novirzi kreisais tranzistors, kas uzreiz ieslēgsies, atgriežot situāciju sev par labu, kur labās puses tranzistors būs spiests izslēgties.

Iepriekš minētā pozīcija tiks turēta neskarta, līdz vēlreiz tiek nospiesta spiedpoga. Pārslēgšanu var pagriezt pārmaiņus no kreisās uz labo tranzistoru un otrādi, īslaicīgi iedarbinot spiedpogu.

Pievienotās gaismas diodes pārmaiņus iedegsies atkarībā no tā, kurš tranzistors tiek padarīts aktīvs bistable darbību dēļ.

Ķēdes shēma

Transistora bistabila flip-flop shēma, izmantojot releju

Iepriekš minētajā piemērā mēs uzzinājām, kā pāris tranzistorus var nofiksēt bistabilos režīmos, nospiežot vienu spiedpogu un izmantot attiecīgo LED un nepieciešamo indikāciju pārslēgšanai.

Daudzos gadījumos releja pārslēgšanās kļūst obligāta, lai pārslēgtu smagākas ārējās slodzes. To pašu ķēdi, kas ir paskaidrota iepriekš, var izmantot releja ieslēgšanai / izslēgšanai ar dažām parastām modifikācijām.

Aplūkojot šādu bistable tranzistora konfigurāciju, mēs redzam, ka ķēde būtībā ir identiska iepriekšminētajam, izņemot labās puses LED, kas tagad ir aizstāts ar releju, un rezistora vērtības ir nedaudz pielāgotas, lai veicinātu lielāku strāvu, kas var būt nepieciešama relejam aktivizēšana.
Arī ķēdes darbības ir identiskas.

Nospiežot slēdzi, relejs tiks izslēgts vai ieslēgts atkarībā no ķēdes sākotnējā stāvokļa.

Releju var pārslēgt pārmaiņus no ON stāvokļa uz OFF stāvokli, vienkārši nospiežot pievienoto spiedpogu tik reižu, cik nepieciešams, lai attiecīgi pārslēgtu ārējo slodzi, kas savienota ar releja kontaktiem.

Bistable Flip Flop attēls

Vai jums ir vēl kādas idejas, lai pārvērtētu flip flop projektus, lūdzu, dalieties ar mums, mēs ar prieku tos ievietosim šeit jums un visu veltīto lasītāju priekam.

Flip Flop ķēde, izmantojot IC 4027

Pēc pieskāriena skārienpirkstu spilventiņam. Tranzistors T1 (pnp tips) sāk darboties. Rezultāta impulsam 4027 ieejas pulkstenī ir ārkārtīgi gausa mala (pateicoties CI un C2).

Attiecīgi (un ārkārtīgi) pirmais J-K flip-flop 4027. gadā pēc tam kalpo kā Šmita vadības vārti, kas ļoti gausu impulsu pie ieejas (13. kontakts) pārvērš vienmērīgā elektriskā signālā, ko var pievienot nākamajam flip-flop pulkstenim. ievade (3. tapa).

Pēc tam otrais flip-flop darbojas saskaņā ar mācību grāmatu, nodrošinot reālu komutācijas signālu, ko var izmantot, lai ieslēgtu un izslēgtu releju caur tranzistora posmu T2.

Relejs veic pārmaiņus, ja ar pirkstu piesitat kontakta plāksnei. Ķēdes strāvas patēriņš, kad relejs ir izslēgts, ir mazāks par 1 mA, un, kad relejs ir ieslēgts, līdz 50 mA. Jebkuru releju, kas ir pieejamāks, var izmantot tik ilgi, kamēr spoles sprieguma līmenis ir 12 V

Tomēr, darbinot tīkla ierīci, izmantojiet releju ar pareizi nominētiem kontaktiem.