5 interessants circuits de xancletes: carregueu ON / OFF amb el polsador

Es poden construir cinc circuits de commutació de xancletes alternatius senzills però efectius al voltant de l'IC 4017, l'IC 4093 i l'IC 4013. Veurem com es poden implementar per a activar o desactivar alternativament un relé , que al seu torn canviarà una càrrega electrònica com ara ventilador, llums o qualsevol aparell similar mitjançant un sol polsador.

Què és un circuit Flip Flop

Un circuit de relé de xancletes funciona en un circuit biestable concepte en què té dues etapes estables, tant ON com OFF. Quan s’utilitza en circuits d’aplicacions pràctiques, permet que una càrrega connectada alterni alternativament d’un estat ON a OFF i viceversa en resposta a un activador d’activació / desactivació extern.

En els nostres exemples següents, aprendrem a fer circuits de relé xanclet basats en IC 4017 i 4093 IC. Aquests estan dissenyats per respondre als activadors alternatius mitjançant un polsador i, per tant, operen un relé i una càrrega alternativament des d'un estat ON a estat OFF i viceversa.

Si afegiu només un grapat d’altres components passius, es pot fer que el circuit commuti amb precisió mitjançant els activadors d’entrada següents, manualment o electrònicament.

Es poden operar mitjançant activadors externs de forma manual o electrònica.

1) Circuit flip flop del commutador electrònic alternatiu simple mitjançant IC 4017

La primera idea parla d’un útil circuit de commutació de palanca de xanclet electrònic construït al voltant de l’IC 4017. El recompte de components aquí és mínim i el resultat obtingut sempre està a l’alçada.

Referint-nos a la figura, veiem que l’IC està connectat a la seva configuració estàndard, és a dir, una lògica alta a la seva sortida canvia d’un pin a l’altre en la influència del rellotge aplicat a la seva pin # 14 .

La commutació alternativa a la seva entrada de rellotge es reconeix com a impulsos de rellotge i es converteix en la commutació necessària als seus pins de sortida. Tota l'operació em pot entendre amb els següents punts:

Llista de peces

• R4 = 10.000,
• R5 = 100.000,
• R6, R7 = 4K7,
• C6, C7 = 10µF / 25V,
• C8 = 1000µF / 25V,
• C10 = 0,1, DISC,
• TOTS ELS DIODES SÓN 1N4007,
• IC = 4017,
• T1 = BC 547, T2 = BC 557,
• IC2 = 7812
• TRANSFORMADOR = 0-12V, 500ma, ENTRADA SEGONS LES ESPECIFICACIONS DE LA ZONA.

Com funciona

Sabem que en resposta a cada impuls lògic elevat al pin # 14, els pins de sortida de l'IC 4017 es canvien de forma seqüencial de # 3 a # 11 en l'ordre: 3, 4, 2, 7, 1, 5, 6, 9, 10 i 11.

Tanmateix, aquest procés es pot aturar en qualsevol moment i repetir-se simplement connectant qualsevol dels pins anteriors al pin de restabliment # 15.

Per exemple (en aquest cas), el pin # 4 de l'IC està connectat al pin # 15, per tant, la seqüència es restringirà i tornarà a la seva posició inicial (pin # 3) cada vegada que la seqüència (lògica alta) arriba el pin # 4 i el cicle es repeteix.

Simplement vol dir que ara la seqüència canvia del pin número 3 al pin número 2 de manera endavant i enrere, que constitueix una acció de commutació típica. El funcionament d’aquest circuit d’interruptor electrònic es pot entendre de la següent manera:

Cada vegada que s’aplica un activador positiu a la base de T1, condueix i tira cap avall el pin # 14 del CI cap a terra. D’aquesta manera, l’IC es troba en una posició d’espera.

En el moment que s’elimina l’activador, T1 deixa de conduir-se, el pin # 14 rep instantàniament un impuls positiu de R1. L'IC ho reconeix com un senyal de rellotge i commuta ràpidament la seva sortida del pin inicial 3 al pin 2.

El següent pols produeix el mateix resultat, de manera que ara la sortida canvia del pin # 2 al pin # 4, però com que el pin # 4 està connectat al pin de reset # 15, tal com s'ha explicat, la situació torna al pin # 3 (punt inicial) .

Així, el procediment es repeteix cada vegada que T1 rep un activador manualment o mitjançant un circuit extern.

Clip de vídeo:

Actualització del circuit per controlar més d’una càrrega

Ara anem a veure com es pot actualitzar el concepte IC 4017 anterior per operar 10 possibles càrregues elèctriques mitjançant un sol polsador.

La idea va ser sol·licitada pel senyor Dheeraj.

Objectius i requisits del circuit

Sóc Dhiraj Pathak d'Assam, Índia.

Segons el diagrama següent, haurien de tenir lloc les següents operacions:

• L’interruptor de corrent altern S1 quan s’encén per primera vegada, la càrrega de corrent altern 1 hauria d’encendre’s i romandre en estat ON fins que S1 estigui apagat. La càrrega de corrent altern 2 hauria de romandre apagada durant aquesta operació
• La segona vegada que S1 torna a engegar-se, la càrrega AC 2 hauria d’encendre’s i romandre ON fins que S1 estigui apagat. La càrrega de corrent altern 1 hauria de romandre apagada durant aquesta operació
• La tercera vegada que S1 torna a engegar-se, les dues càrregues de CA haurien d’encendre’s i romandre ON fins que S1 estigui apagat. La quarta vegada que s’encén el S1, el cicle d’operació s’ha de repetir tal com s’esmenta als passos 1, 2 i 3.

La meva intenció és utilitzar aquest disseny al meu saló individual del meu pis de lloguer. La sala té un cablejat ocult i el ventilador es troba al centre del sostre.

La llum es connectarà paral·lela al ventilador com a llum central de l’habitació. No hi ha cap presa de corrent addicional al centre del sostre. L’únic endoll disponible és per al ventilador.

No vull fer funcionar cables separats des de la centraleta fins a la llum central. Per tant, he de dissenyar un circuit lògic que pugui detectar l’estat (encès / apagat) de la font d’energia i canviar les càrregues en conseqüència.

Per utilitzar el llum central, no vull mantenir el ventilador ENCÉS tot el temps i viceversa.

Cada vegada que el circuit s’encén, l’últim estat de coneixement hauria d’activar la següent operació del circuit.

El disseny

A continuació es mostra un senzill circuit de commutador electrònic personalitzat per realitzar les funcions esmentades anteriorment, sense MCU. Es fa servir un interruptor de tipus polsador de campana per executar el canvi seqüencial de la llum i el ventilador connectats.

El disseny s’explica per si mateix, si teniu dubtes sobre la descripció del circuit, no dubteu a aclarir-lo a través dels vostres comentaris.

Interruptor electrònic sense polsador

Segons la sol·licitud i els comentaris rebuts del senyor Dheeraj, el disseny anterior es pot modificar perquè funcioni sense prémer un botó ... és a dir, utilitzant el commutador ON / OFF existent al costat d'entrada de xarxa per generar les seqüències de commutació especificades. .

El disseny actualitzat es pot veure a la figura següent:

Un altre interessant Relleu ON OFF bruixa amb un sol botó es pot configurar mitjançant un únic IC 4093. Aprenem els procediments amb la següent explicació.

2) Circuit de flip flop CMOS precís mitjançant l'IC 4093

IC4093 Detalls del pinout

Llista de peces

• R3 = 10.000,
• R4, R5 = 2M2,
• R6, R7 = 39K,
• C4, C5 = 0,22, DISC,
• C6 = 100 µF / 25 V,
• D4, D5 = 1N4148,
• T1 = BC 547,
• IC = 4093,

El segon concepte tracta sobre un circuit força precís que es pot fer utilitzant tres portes de l'IC 4093 . Observant la figura, veiem que les entrades de N1 i N2 s’uneixen per formar inversors lògics, igual que les portes NO.

Vol dir que qualsevol nivell lògic aplicades a les seves entrades s’invertiran a les seves sortides. A més, aquestes dues portes es connecten en sèrie per formar un configuració de pestell amb l'ajut d'un bucle de retroalimentació mitjançant R5.

N1 i N2 es bloquejaran instantàniament en el moment que detecti un activador positiu a la seva entrada. S’ha introduït una altra porta N3 bàsicament per trencar aquest pestell alternativament després de cada impuls d’entrada posterior.

El funcionament del circuit es pot entendre amb la següent explicació:

Com funciona

En rebre un pols a l’entrada del disparador, N1 respon ràpidament, la seva sortida canvia d’estat obligant a N2 a canviar d’estat.

Això fa que la sortida de N2 augmenti proporcionant una retroalimentació (mitjançant R5) a l'entrada de N1 i que les dues portes es bloquegin en aquesta posició. En aquesta posició, la sortida de N2 està bloquejada a la lògica alta, el circuit de control anterior activa el relé i la càrrega connectada.

La sortida alta també carrega lentament C4, de manera que ara una entrada de la porta N3 esdevé alta. En aquesta conjuntura, l'altra entrada de N3 es manté a la lògica mínima per R7.

Ara, un pols al punt d’activació farà que aquesta entrada també augmenti momentàniament, cosa que obligui a baixar la seva sortida. Això traurà l'entrada de N1 a terra mitjançant D4, trencant instantàniament el pestell.

Això farà que la sortida de N2 baixi, desactivant el transistor i el relé. El circuit ha tornat al seu estat original i està preparat perquè el següent activador d’entrada repeteixi tot el procediment.

3) Flip Flop Circuit mitjançant IC 4013

La ràpida disponibilitat dels nombrosos IC CMOS actuals ha fet que el disseny de circuits molt complicats sigui un joc infantil, i sens dubte els nous entusiastes gaudeixen fent circuits amb aquests magnífics ICs.

Un d'aquests dispositius és l'IC 4013, que és bàsicament un doble flip flop IC de tipus D, que es pot utilitzar discretament per implementar les accions proposades.

En resum, l'IC porta dos mòduls integrats que es poden configurar fàcilment com xancles amb només afegir alguns components passius externs.

Funció Pinout IC 4013

El CI es pot entendre amb els següents punts.

Cada mòdul individual de xanclet consta de les següents sortides de pin:

1. Q i Qdash = Sortides complementàries
2. CLK = Entrada de rellotge.
3. Dades = Pin out irrellevant, ha d'estar connectat a la línia d'alimentació positiva o negativa.
4. SET i RESET = Sortides complementàries de pin usades per configurar o restablir les condicions de sortida.

Les sortides Q i Qdash canvien els seus estats lògics alternativament en resposta a les entrades de configuració / restabliment o de sortida del pin de rellotge.

Quan s'aplica una freqüència de rellotge a l'entrada CLK, la sortida Q i Qdash canvien d'estats alternativament sempre que els rellotges continuïn repetint-se.

De la mateixa manera, l'estat Q i Qdash es pot canviar pulsant manualment el conjunt o els pins de restabliment amb una font de tensió positiva.

Normalment, el conjunt i el pin de restabliment s'han de connectar a terra quan no s'utilitzen.

El següent diagrama de circuits mostra una configuració IC 4013 senzilla que es pot utilitzar com a circuit de xanclet i aplicar-se a les necessitats previstes.

Tots dos es poden utilitzar si es requereix, però si només s’utilitza un d’ells, assegureu-vos que els pins de rellotge / restabliment / dades i rellotge de l’altra secció no utilitzada estiguin connectats a terra adequadament.

A continuació, es pot veure un exemple pràctic de circuit de xanclet amb l’aplicació 4013 IC explicada anteriorment

Còpia de seguretat d’errors de xarxa i memòria per al circuit Flip Flp

Si esteu interessats a incloure una memòria d’error de xarxa i una instal·lació de còpia de seguretat per al disseny 4013 explicat anteriorment, podeu actualitzar-la amb una còpia de seguretat del condensador tal com es mostra a la figura següent:

Com es pot veure, s’afegeix un condensador i una xarxa de resistències d’alt valor amb el terminal de subministrament de l’IC i també un parell de díodes per garantir que l’energia emmagatzemada dins del condensador s’utilitzi només per subministrar l’IC i no a l’altre etapes.

Sempre que falla la xarxa elèctrica, el condensador 2200 uF de manera constant i molt lenta permet que la seva energia emmagatzemada arribi al pin de subministrament de l’IC mantenint viva la memòria de l’IC i assegurant-se que la IC recorda la posició del tancament mentre la xarxa no està disponible .

Tan bon punt torna la xarxa, l’IC lliura l’acció de bloqueig original al relé segons la situació anterior i, per tant, evita que els relés perdin el seu estat d’interruptor anterior durant l’absència de xarxa.

4) Interruptor alternador SPDT electrònic de 220 V mitjançant IC 741

Un interruptor de palanca fa referència a un dispositiu que s’utilitza per encendre i apagar alternativament un circuit elèctric sempre que sigui necessari.

Normalment interruptors mecànics s’utilitzen per a aquestes operacions i s’utilitzen àmpliament allà on es necessita una commutació elèctrica. Tot i que els interruptors mecànics tenen un gran inconvenient, són propensos a desgastar-se i tenen la tendència a produir sorolls d'espurnes i RF.

Un circuit senzill explicat aquí proporciona una alternativa electrònica a les operacions anteriors. Utilitzant una sola a l'ampli i algunes altres parts passives econòmiques, es pot construir i utilitzar un commutador electrònic alternatiu molt interessant per a aquest propòsit.

Tot i que el circuit també utilitza un dispositiu d’entrada mecànica, però aquest commutador mecànic és un petit microinterruptor que només requereix un impuls alternatiu per implementar les accions de commutació proposades.

Un micro commutador és un dispositiu versàtil i molt resistent a les tensions mecàniques i, per tant, no afecta l'eficiència del circuit.

Com funciona el circuit

La figura mostra un disseny senzill de circuit de commutador electrònic, que incorpora un opamp 741 com a part principal.

El CI es configura com un amplificador d’alt guany i, per tant, la seva sortida té la tendència a activar-se fàcilment a la lògica 1 o a la lògica 0, alternativament.

Una petita porció del potencial de sortida s'aplica de nou a l'entrada no inversora de l'opamp

Quan s'activa el polsador, C1 es connecta amb l'entrada d'inversió de l'opamp.

Suposant que la sortida estigués a la lògica 0, l’opamp canvia immediatament d’estat.

C1 ara comença a carregar-se a través de R1.

Tot i que, mantenint premut l’interruptor durant un període de temps més llarg, només es carregarà C1 de manera fraccionada i només quan es deixi anar, C1 comença a carregar-se i es continua carregant fins al nivell de tensió d’alimentació.

Com que el commutador està obert, ara C1 es desconnecta i això l'ajuda a 'retenir' la informació de sortida.

Ara, si es torna a prémer l’interruptor, l’alta sortida del C1 completament carregat estarà disponible a l’entrada d’inversió de l’amplificador operatiu, l’amplificador operatiu torna a canviar d’estat i crea una lògica 0 a la sortida de manera que C1 comenci a descarregar portant el posició del circuit a l’estat original.

El circuit es restaura i està llest per a la següent repetició del cicle anterior.

La sortida és estàndard activat el triac trigger s'utilitza per respondre a les sortides de l'opamp per a les accions de commutació rellevants de la càrrega connectada.

Llista de peces

• R1, R8 = 1 M,
• R2, R3, R5, R6 = 10K,
• R4 = 220.000,
• R7 = 1K
• C1 = 0,1 uF,
• C2, C3 = 474 / 400V,
• S1 = pulsador de microinterruptor,
• IC1 = 741
• Triac BT136

5) Flip flop transistible

Sota aquest cinquè i últim però no menys important disseny de flip flop, aprenem un parell de circuits de flip flop transistoritzats que es poden utilitzar per activar / desactivar una càrrega mitjançant un disparador de polsador únic. També s’anomenen circuits biestables de transistors.

El terme transistor bistable es refereix a un estat d’un circuit en què el circuit funciona amb un activador extern per fer-se estable (permanentment) en dos estats: estat ON i estat OFF, d’aquí el nom bistable que significa estable en qualsevol dels estats ON / OFF.

Aquesta commutació estable ON / OFF del circuit alternativament es podria fer normalment mitjançant un polsador mecànic o mitjançant entrades de disparador de tensió digital.

Comprenem els circuits de transistors biestables proposats amb l'ajut dels dos exemples de circuits següents:

Funcionament del circuit

En el primer exemple, podem veure un circuit de transistor simple acoblat creuat que té un aspecte bastant similar a multivibrador monoestable configuració excepte la base a resistències positives que falten aquí intencionadament.

Entendre el funcionament biestable del transistor és bastant senzill.

Tan bon punt s’encén l’alimentació, en funció del lleuger desequilibri dels valors dels components i de les característiques del transistor, un dels transistors s’encendrà completament i l’altre s’apagarà completament.

Suposem que considerem que el transistor del costat dret condueix primer, obtindrà el seu biaix mitjançant el LED del costat esquerre, 1k i el condensador de 22uF.

Una vegada que el transistor del costat dret hagi canviat completament, el transistor esquerre es desactivarà completament, ja que la base es mantindrà a terra a través de la resistència de 10 k a través del col·lector / emissor del transistor dret.

La posició anterior es mantindrà sòlida i permanent mentre es mantingui l’alimentació del circuit o fins que es prem l’interruptor d’encès.

Quan es prem el botó que es mostra momentàniament, el condensador esquerre de 22uF ara no podrà mostrar cap resposta ja que ja està completament carregat, però el 22uF dret en estat descarregat tindrà l'oportunitat de conduir lliurement i proporcionar un biaix més dur a el transistor esquerre que s'encendrà instantàniament revertint la situació al seu favor, en què el transistor del costat dret es veurà obligat a apagar-se.

La posició anterior es mantindrà intacta fins que torneu a prémer el botó de premsa. La commutació es pot capgirar alternativament de transistor d’esquerra a dreta i viceversa accionant el commutador instantàniament.

Els LED connectats s’encendran alternativament en funció del transistor que es faci actiu a causa de les accions biestables.

Esquema de connexions

Circuit flip-flop biestable de transistors mitjançant un relé

En l'exemple anterior, vam aprendre com es poden fer bloquejar un parell de transistors en modes bistables prement un sol botó i utilitzar-los per canviar els LEds rellevants i les indicacions necessàries.

En moltes ocasions es fa imprescindible la commutació de relés per canviar càrregues externes més pesades. El mateix circuit que s’explica anteriorment es pot aplicar per activar un relé ON / OFF amb algunes modificacions normals.

Observant la configuració bistable de transistors següent, veiem que el circuit és bàsicament idèntic a l’anterior, excepte el LED de la dreta que ara es substitueix per un relé i els valors de la resistència s’han ajustat una mica per facilitar més corrent que pugui ser necessari per al relé. activació.
Les operacions del circuit també són idèntiques.

En prémer l'interruptor, s'apagarà o s'encendrà el relé en funció de l'estat inicial del circuit.

El relé es pot girar alternativament d'un estat ON a OFF només prement el polsador adjunt tantes vegades com es desitgi per canviar la càrrega externa connectada amb els contactes del relé en conseqüència.

Bistable Flip Flop Image

Teniu alguna idea més sobre la degradació de projectes de xancles? Compartiu-les amb nosaltres, estarem encantats de publicar-les aquí per a vosaltres i per al plaer de tots els lectors dedicats.

Flip Flop Circuit mitjançant IC 4027

Després de tocar el coixinet de dit. El transistor T1 (un tipus de pnp) comença a funcionar. El pols resultant al rellotge d'entrada del 4027 té vores extremadament lentes (a causa de CI i C2).

En conseqüència (i extraordinàriament), el primer xanclet J -K el 4027 serveix com a porta de control de Schmitt convertint el pols molt lent a la seva entrada (pin 13) en un senyal elèctric suau que es pot afegir al rellotge del següent xanclet. d’entrada (pin 3).

Després, el segon xanclet funciona segons el llibre de text, proporcionant un senyal de commutació real que es pot utilitzar per encendre i apagar un relé a través d'una etapa de transistor, T2.

El relé es condueix alternativament si toqueu la placa de contacte amb el dit. El consum de corrent del circuit mentre el relé està apagat és inferior a 1 mA i, quan el relé està activat, fins a 50 mA. Qualsevol relé més assequible es pot utilitzar sempre que el nivell de tensió de la bobina sigui de 12 V

Tanmateix, utilitzeu un relé amb contactes classificats correctament quan feu servir un dispositiu de xarxa.