5 מעגלי כפכפים מעניינים - טען / כבה עם לחצן כפתור

ניתן לבנות חמישה מעגלי מתג כפכפים אלקטרוניים פשוטים אך יעילים, סביב IC 4017, IC 4093 ו- IC 4013. נראה כיצד ניתן ליישם אותם כיבוי ממסר לסירוגין , אשר בתורו יעבור עומס אלקטרוני כגון מאוורר, נורות או כל מכשיר דומה באמצעות לחיצה על כפתור יחיד.

מהו מעגל כפכף

מעגל ממסר כפכף עובד על מעגל bistable מושג שבו יש לו שני שלבים יציבים או ON או OFF. כאשר משתמשים בו במעגלי יישומים מעשיים הוא מאפשר לטעון מחובר לעבור לסירוגין ממצב ON למצב OFF וההפך בתגובה להדק מיתוג חיצוני ON / OFF.

בדוגמאות הבאות נלמד כיצד ליצור מעגלי ממסר כפכפים מבוססי 4017 IC ו- 4093 IC. אלה נועדו להגיב למפעילים חלופיים באמצעות לחצן כפתור, ובהתאם להפעיל ממסר ועומס לסירוגין ממצב ON למצב OFF ולהיפך.

על ידי הוספת קומץ רכיבים פסיביים אחרים ניתן לגרום למעגל לעבור במדויק דרך מפעילי קלט הבאים באופן ידני או אלקטרוני.

הם עשויים להיות מופעלים באמצעות טריגרים חיצוניים באופן ידני או בשלב אלקטרוני.

1) מתג הפעלה אלקטרוני פשוט עם מעגל כפכפים באמצעות IC 4017

הרעיון הראשון מדבר על מעגל מיתוג אלקטרוני שימושי של כפכף שנבנה סביב IC 4017. ספירת הרכיבים כאן היא מינימלית, והתוצאה המתקבלת תמיד עומדת בסימן.

בהתייחס לאיור אנו רואים כי ה- IC מחובר לתצורתו הסטנדרטית, כלומר לוגיקה גבוהה בפלט שלו עוברת מסיכה אחת לאחרת בהשפעת השעון המופעל על שלה. סיכה מס '14 .

המתג החלופי בכניסת השעון שלו מזוהה כפולסי שעון ומומר למיתוג הנדרש בסיכות הפלט שלו. כל המבצע יכול להיות שהבנתי בנקודות הבאות:

רשימת חלקים

• R4 = 10K,
• R5 = 100K,
• R6, R7 = 4K7,
• C6, C7 = 10µF / 25V,
• C8 = 1000µF / 25V,
• C10 = 0.1, דיסק,
• כל הדיודים הם 1N4007,
• IC = 4017,
• T1 = BC 547, T2 = BC 557,
• IC2 = 7812
• טרנספורמטור = 0-12V, 500ma, קלט כמפרט לאזור.

איך זה עובד

אנו יודעים כי בתגובה לכל דופק לוגי גבוה בסיכה מס '14, סיכות הפלט של IC 4017 עוברות גבוה ברצף מ- # 3 ל- # 11 בסדר: 3, 4, 2, 7, 1, 5, 6, 9, 10 ו -11.

עם זאת, ניתן לעצור את ההליך בכל רגע ולחזור על ידי חיבור כל אחד מהסיכות לעיל לסיכת האיפוס מס '15.

לדוגמא (במקרה הנוכחי), סיכה מס '4 של ה- IC מחוברת לסיכה מס' 15, לכן הרצף יוגבל ויחזור למצב ההתחלתי שלו (סיכה מספר 3) בכל פעם שהרצף (לוגיקה גבוהה) מגיע סיכה מס '4 והמחזור חוזר.

זה פשוט אומר שעכשיו הרצף מתחלף מסיכה מספר 3 לסיכה מס '2 באופן קדימה ואחורה המהווה פעולת החלפה טיפוסית. ניתן להבין את פעולתו של מעגל מתג מתגים אלקטרוני זה באופן הבא:

בכל פעם שמופעל טריגר חיובי על בסיס ה- T1, הוא מוליך ומושך את הסיכה מס '14 של ה- IC לקרקע. זה מביא את ה- IC למצב המתנה.

ברגע שמסירים את ההדק, T1 מפסיק להתנהל, סיכה מס '14 מקבל כעת דופק חיובי מ- R1. ה- IC מכיר בכך כאות שעון ומחליף במהירות את תפוקתו מהסיכה 3 הראשונית שלו לסיכה 2.

הדופק הבא מייצר את אותה תוצאה כך שכעת הפלט עובר מסיכה מספר 2 לסיכה מס '4, אך מכיוון שסיכה מספר 4 מחוברת לאיפוס מס' 15, כפי שהוסבר, המצב קופץ חזרה לסיכה מספר 3 (נקודה ראשונית) .

כך חוזרים על הנוהל בכל פעם ש- T1 מקבל טריגר באופן ידני או דרך מעגל חיצוני.

סרטון וידאו:

שדרוג המעגל לשליטה ביותר מעומס אחד

עכשיו בואו נראה כיצד ניתן לשדרג את הרעיון IC 4017 לעיל להפעלת 10 עומסי חשמל אפשריים באמצעות לחצן יחיד.

הרעיון התבקש על ידי מר דהרג '.

מטרות ודרישות המעגל

אני Dhirj Pathak מאסאם, הודו.

בהתאם לתרשים שלהלן, הפעולות הבאות צריכות להתקיים -

• מתג ה- AC S1 כאשר הוא מופעל בפעם הראשונה, עומס ה- AC 1 צריך להיות מופעל ולהישאר במצב ON עד ש- S1 יכבה. עומס זרם חילופין 2 צריך להישאר פעול במהלך פעולה זו
• בפעם השנייה כאשר S1 מופעל שוב, עומס AC 2 צריך להפעיל ולהישאר פועל עד ש- S1 נכבה. עומס זרם חילופין 1 צריך להישאר במצב לא פעיל
• בפעם השלישית כאשר S1 מופעל שוב, גם עומסי ה- AC צריכים להידלק ולהישאר פעילים עד לכיבוי S1. בפעם הרביעית כאשר S1 מופעל, מחזור הפעולה אמור לחזור כאמור בשלב 1, 2 ו -3.

הכוונה שלי היא להשתמש בעיצוב זה בסלון היחיד שלי של הדירה השכורה שלי. בחדר יש חיווט סמוי והמאוורר ממוקם במרכז הגג.

האור יחובר במקביל למאוורר כאור מרכזי לחדר. אין שקע חשמל נוסף במרכז הגג. רק שקע זמין מיועד למאוורר.

אני לא מעוניין להעביר חוטים נפרדים ממרכזיה לאור המרכזי. לפיכך, אני אף מתכנן מעגל לוגי שיכול לזהות את המצב (מופעל / כיבוי) של מקור הכוח ולהעביר עומסים בהתאם.

לשימוש באור המרכזי אני לא מעוניין להשאיר את המאוורר דולק כל הזמן ולהיפך.

בכל פעם שהמעגל מופעל, מצב הידע האחרון אמור להפעיל את הפעולה הבאה של המעגל.

העיצוב

מעגל מתגים אלקטרוני פשוט המותאם אישית לביצוע הפונקציות שהוזכרו לעיל מוצג להלן, ללא MCU. מתג מסוג לחצן פעמון משמש להפעלת המיתוג הרציף עבור האור והמאוורר המחוברים.

העיצוב מובן מאליו, אם יש לך ספק בנוגע לתיאור המעגל, אל תהסס לקבל את הבהרתו באמצעות הערותיך.

מתג אלקטרוני ללא לחצן כפתור

לפי הבקשה והמשוב שהתקבל ממר דהראג ', ניתן לשנות את העיצוב הנ'ל כך שיעבוד ללא כפתור לחיצה .... כלומר באמצעות מתג ההפעלה / כיבוי הקיים בצד כניסת החשמל ליצירת רצפי ההחלפה שצוינו. .

ניתן לראות את העיצוב המעודכן באיור הבא:

עוד מעניין ממסר מופעל ניתן להגדיר מכשפה עם כפתור יחיד באמצעות IC 4093 יחיד. בואו ללמוד את הנהלים עם ההסבר הבא.

2) מעגל כפכף CMOS מדויק באמצעות IC 4093

IC4093 פרטי פינאוט

רשימת חלקים

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

הרעיון השני עוסק במעגל די מדויק באמצעות שלושה שערים של IC 4093 . כשמסתכלים על הדמות אנו רואים שהתשומות של N1 ו- N2 מחוברות יחד ליצירת ממירים לוגיים, ממש כמו לא שערים.

זה אומר, כל דבר רמת הגיון מוחלים על התשומות שלהם יופכו בתפוקות שלהם. כמו כן, שני שערים אלה מחוברים בסדרה כדי ליצור a תצורת תפס בעזרת לולאת משוב דרך R5.

N1 ו- N2 יתפסו באופן מיידי את הרגע בו הוא חש טריגר חיובי בקלטו. שער נוסף N3 הוצג בעצם כדי לשבור את התפס הזה לסירוגין אחרי כל דופק קלט שלאחר מכן.

ניתן להבין את תפקוד המעגל בהסבר הבא:

איך זה עובד

בקבלת דופק בקלט ההדק, N1 מגיב במהירות, הפלט שלו משנה את המצב ומכריח את N2 גם לשנות את המצב.

זה גורם לפלט של N2 להגיע גבוה ומספק משוב (באמצעות R5) לקלט של N1 ושני השערים נצמדים במצב זה. במצב זה הפלט של N2 נעול בגובה ההיגיון, מעגל הבקרה הקודם מפעיל את הממסר והעומס המחובר.

התפוקה הגבוהה טוענת גם אט אט את C4, כך שכעת קלט אחד של שער N3 הופך לגבוה. בשלב זה, הקלט האחר של N3 מוחזק בהיגיון נמוך ב- R7.

כעת דופק בנקודת ההדק יגרום לקלט זה גם לרגע לרמה גבוהה, ויאלץ את תפוקתו לרדת נמוך. זה ימשוך את הקלט של N1 לקרקע דרך D4, וישבור את התפס באופן מיידי.

זה יביא לפלט של N2 לרדת נמוך, ויבטל את הטרנזיסטור ואת הממסר. המעגל חזר כעת למצבו המקורי ומוכן להדק הכניסה הבא לחזור על כל ההליך.

3) מעגל כפכף באמצעות IC 4013

הזמינות המהירה של מכשירי ה- CMOS הרבים כיום הפכה את העיצוב של מעגלים מורכבים בהרבה למשחק ילדים, וללא ספק החובבים החדשים נהנים להכין מעגלים עם מכשירי ה- IC המפוארים הללו.

מכשיר כזה הוא ה- IC 4013, שהוא בעצם כפכף IC מסוג D כפול, וניתן להשתמש בו בדיסקרטיות ליישום הפעולות המוצעות.

בקיצור ה- IC נושא שני מודולים מובנים אשר עשויים להיות מוגדרים ככפכפים רק על ידי הוספת כמה רכיבים פסיביים חיצוניים.

פונקציית Pinout IC 4013

ניתן להבין את ה- IC בנקודות הבאות.

כל מודול כפכף נפרד מורכב מהסיכות הבאות:

1. Q ו- Qdash = תפוקות משלימות
2. CLK = קלט שעון.
3. נתונים = סיכה לא רלוונטית, חייבת להיות מחוברת לקו האספקה ​​החיובי או לקו האספקה ​​השלילי.
4. הגדר ואפס = פסי סיכות משלימים המשמשים לקביעת או איפוס תנאי הפלט.

היציאות Q ו- Qdash מחליפות את מצבי הלוגיקה שלהן לסירוגין בתגובה להגדרה / איפוס או לכניסות יציאת השעון.

כאשר מוחל תדר שעון בכניסה CLK, המוצא Q ו- Qdash משתנים לסירוגין כל עוד השעונים חוזרים על עצמם.

באופן דומה ניתן לשנות את מצב Q ו- Qdash על ידי פעימה ידנית של הסט או את סיכות האיפוס עם מקור מתח חיובי.

בדרך כלל הסט והסיכה לאיפוס צריכים להיות מחוברים לקרקע כאשר אינם מנוצלים.

תרשים המעגל הבא מציג מערך IC 4013 פשוט שיכול לשמש כמעגל כפכף ולהחיל אותו על הצרכים המיועדים.

ניתן להשתמש בשניהם במידת הצורך, אולם אם רק אחד מהם מועסק, וודא שהמגדיר / איפוס / נתונים וסיכות השעון של החלק האחר שאינו בשימוש מקורקעים כראוי.

ניתן לראות דוגמה למעגל כפכפי יישום יישומי למטה בהמשך, באמצעות IC 4013 המוסבר לעיל

גיבוי כשל ברשת לרשת וזיכרון למעגל Flip Flp

אם אתה מעוניין לכלול זיכרון תקלה בגיבוי ומתקן גיבוי לעיצוב 4013 שהוסבר לעיל, תוכל לשדרג אותו עם גיבוי קבלים כמוצג באיור הבא:

כפי שניתן לראות, קבלים ורשת נגדים בעלי ערך גבוה מתווספים עם מסוף האספקה ​​של ה- IC, וגם כמה דיודות בכדי להבטיח שהאנרגיה המאוחסנת בתוך הקבל משמשת לאספקת ה- IC בלבד ולא לשאר החיצוני. שלבים.

בכל פעם שזרם החשמל נכשל, קבל 2200 uF מאפשר לאנרגיה המאוחסנת שלו בעקביות ובאטיות רבה להגיע לסיכת האספקה ​​של ה- IC, תוך שמירה על 'זיכרון ה- IC בחיים' ולוודא שמיקום התפס נזכר על ידי ה- IC בזמן שהחשמל אינו זמין. .

ברגע שרשת החשמל חוזרת, ה- IC מספק את פעולת הנעילה המקורית בממסר בהתאם למצב הקודם, וכך מונע מהממסרים לאבד את מצב ההפעלה הקודם במהלך היעדרות הרשת.

4) מתג מתג אלקטרוני 220V SPDT באמצעות IC 741

מתג מתג מתייחס למכשיר המשמש להפעלת וכיבוי מעגל חשמלי לסירוגין בכל עת.

בדרך כלל מתגים מכניים משמשים לפעולות כאלה והם משמשים בהרחבה בכל מקום שנדרש מיתוג חשמלי. עם זאת למתגים מכניים יש חסרון אחד גדול, הם נוטים להתבלות ויש להם נטייה לייצר רעשי ניצוץ ו- RF.

מעגל פשוט שמוסבר כאן מספק חלופה אלקטרונית לפעולות הנ'ל. באמצעות סינגל על מגבר וכמה חלקים פסיביים זולים אחרים, ניתן לבנות מתג החלפה אלקטרוני מעניין מאוד ולשמש למטרה האמורה.

אמנם המעגל מפעיל גם מכשיר קלט מכני אך מתג מכני זה הוא מתג מיקרו זעיר אשר רק דורש לחיצה חלופית ליישום פעולות ההחלפה המוצעות.

מתג מיקרו הוא מכשיר תכליתי ועמיד מאוד בפני מתח מכני ולכן אינו משפיע על יעילות המעגל.

איך המעגל מתפקד

האיור מראה עיצוב מעגלי מתגים אלקטרוניים פשוטים, המשלב אופמפ 741 כחלק העיקרי.

ה- IC מוגדר כמגבר בעל רווח גבוה ולכן לפלט שלו יש נטייה להופעל בקלות לוגיקה 1 או לוגיקה 0, לסירוגין.

חלק זעיר מפוטנציאל הפלט מוחל חזרה על הקלט הלא הפוך של אופמפ

כאשר כפתור הלחיצה מופעל, C1 מתחבר לכניסה ההפוכה של ה- opamp.

בהנחה שהפלט היה בהיגיון 0, האופמפ משנה מיד את המצב.

C1 מתחיל כעת לחייב באמצעות R1.

עם זאת שמירה על המתג לחוץ לפרק זמן ארוך יותר תטען את C1 רק באופן חלקי ורק כשהוא משתחרר C1 מתחיל להיטען וממשיך להיטען עד לרמת מתח האספקה.

מכיוון שהמתג פתוח, כעת C1 מתנתק וזה עוזר לו 'לשמור' על מידע הפלט.

כעת אם לוחצים על המתג פעם נוספת, התפוקה הגבוהה על פני ה- C1 הטעונה במלואה הופכת לזמינה בכניסה ההפוכה של מגבר ה- OP, מגבר ה- OP שוב משנה את המצב ויוצר לוגיקה 0 ביציאה כך ש- C1 מתחיל להתפרק ומביא את מיקום המעגל למצב המקורי.

המעגל משוחזר ומוכן לחזרה הבאה של המחזור הנ'ל.

הפלט הוא סטנדרטי הגדרת טריאק טריאק משמש לתגובה לפלטים של ה- opamp לפעולות המיתוג הרלוונטיות של העומס המחובר.

רשימת חלקים

• R1, R8 = 1 מיליון,
• R2, R3, R5, R6 = 10K,
• R4 = 220K,
• R7 = 1K
• C1 = 0.1 uF,
• C2, C3 = 474/400 וולט,
• S1 = לחצן כפתור מיקרו-מתג,
• IC1 = 741
• טריאק BT136

5) כפכף טרנזיסטור

תחת עיצוב פלופ החמישי והאחרון, אך לא הפחות, אנו לומדים כמה מעגלי כפכפים טרנזיסטוריים המשמשים להפעלת / כיבוי עומס באמצעות מפעיל כפתור יחיד. אלה נקראים גם מעגלי ביסטרול טרנזיסטור.

המונח טרנזיסטור bistable מתייחס למצב של מעגל שבו המעגל עובד עם טריגר חיצוני כדי להפוך את עצמו ליציב (לצמיתות) על פני שני מצבים: מצב ON ו- OFF במצב, ומכאן השם bistable שמשמעותו יציב במצבי ON / OFF.

הפעלה / כיבוי יציבה זו של המעגל לסירוגין יכולה להיעשות בדרך כלל באמצעות כפתור לחיצה מכני או דרך כניסות הדק מתח דיגיטלי.

בואו נבין את מעגלי הטרנזיסטור הביסטיביים המוצעים בעזרת שתי הדוגמאות הבאות:

מבצע מעגל

בדוגמה הראשונה אנו יכולים לראות מעגל טרנזיסטור מצולב פשוט שנראה די דומה ל- a מולטיברטור מונוסטבל תצורה למעט בסיס לנגדים חיוביים החסרים כאן בכוונה.

הבנת התפקוד הבינוני של הטרנזיסטור היא פשוטה למדי.

ברגע שההפעלה מופעלת, תלוי בחוסר האיזון הקל בערכי הרכיב ובמאפייני הטרנזיסטור, אחד הטרנזיסטורים יופעל לחלוטין ויהפוך את השני לכיבוי מוחלט.

נניח שנשקול את הטרנזיסטור בצד ימין להתנהל תחילה, הוא יקבל את הטייתו באמצעות נורית הנורה בצד שמאל, 1k וקבל 22uF.

לאחר שהטרנזיסטור בצד ימין התחלף לחלוטין, הטרנזיסטור השמאלי יכבה לחלוטין מכיוון שהבסיס שלו יוחזק כעת לקרקע דרך הנגד 10k על פני אספן / פולט הטרנזיסטור הימני.

העמדה הנ'ל תישאר יציבה וקבועה כל עוד מתח המתח למעגל או עד שמתח לדחיקה למצב ON נדחק.

כאשר לוחץ על כפתור הלחיצה המוצג לרגע, הקבל השמאלי 22uF לא יוכל להציג שום תגובה מכיוון שהוא כבר טעון במלואו, אולם 22uF הימני במצב פרוק יקבל הזדמנות להתנהל באופן חופשי ולספק הטיה קשה יותר הטרנזיסטור השמאלי אשר יופעל באופן מיידי ויבטל את המצב לטובתו, שבו הטרנזיסטור מצד ימין ייאלץ לכבות.

המיקום הנ'ל יישמר בשלמותו עד שלחיצה נוספת על לחצן הלחיצה. את ההחלפה ניתן להעיף לסירוגין בין טרנזיסטור שמאלה לימין ולהיפך על ידי הפעלת מתג הדחיפה לרגע.

נוריות ה- LED המחוברות נדלקות לסירוגין, תלוי באיזה טרנזיסטור הופך פעיל עקב הפעולות הביסטיביות.

תרשים מעגל

טרנזיסטור מעגל כפכף בינוני באמצעות ממסר

בדוגמה שלעיל למדנו כיצד ניתן לגרום לכמה טרנזיסטורים להיצמד במצבים bistable על ידי לחיצה על כפתור לחיצה יחיד ולהשתמש בהם להחלפת LEds רלוונטיים ואת האינדיקציות הנדרשות.

בהזדמנויות רבות החלפת ממסר הופכת להיות הכרחית בכדי להחליף עומסים חיצוניים כבדים יותר. את אותו מעגל שהוסבר לעיל ניתן להחיל להפעלת ממסר ON / OFF עם כמה שינויים רגילים.

כשמסתכלים על התצורה הבינונית הטרנזיסטורית הבאה אנו רואים שהמעגל זהה למעשה לאמור לעיל למעט נורית הנורה הימנית המוחלפת כעת בממסר וערכי הנגד הותאמו מעט כדי להקל על זרם נוסף שעשוי להידרש לממסר. הַפעָלָה.
פעולות המעגל זהות גם כן.

לחיצה על המתג תכבה או תפעיל את הממסר בהתאם למצב ההתחלתי של המעגל.

ניתן להעביר את הממסר לסירוגין ממצב ON למצב OFF פשוט על ידי לחיצה על כפתור הלחיצה המצורף פעמים רבות ככל שתרצה לצורך החלפת העומס החיצוני המחובר למגעי הממסר בהתאם.

תמונת כפכף Bistable

האם יש לך רעיונות נוספים לביצוע פרויקטים של כפכפי אצבע, אנא שתף ​​אותנו, נשמח לפרסם אותם כאן עבורך ולהנאת כל הקוראים המסורים.

מעגל כפכף באמצעות IC 4027

לאחר נגיעה בכרית האצבע. טרנזיסטור T1 (סוג של pnp) מתחיל לפעול. לדופק המתקבל בשעון הקלט של 4027 יש קצוות איטיים במיוחד (בגלל CI ו- C2).

בהתאם (ובאופן יוצא דופן) כפכף J -K הראשון בשנת 4027 משמש כשער בקרה של שמיט והופך את הדופק האיטי מאוד בכניסה שלו (סיכה 13) לאות חשמלי חלק שניתן להוסיף לשעון הכפכף הבא. קלט (סיכה 3).

לאחר מכן הכפכף השני מתפקד לפי ספר הלימוד, ומספק אות מיתוג אמיתי אשר באמצעותו ניתן להפעיל ולכבות ממסר דרך שלב טרנזיסטור, T2.

הממסר מתנהל לסירוגין אם מקישים על לוח המגע עם האצבע. צריכת הזרם במעגל בזמן שהממסר כבוי נמוכה מ -1 mA, וכאשר הממסר פועל, עד 50 mA. ניתן להשתמש בכל ממסר זול יותר כל עוד רמת מתח הסליל היא 12 וולט

עם זאת השתמש בממסר עם אנשי קשר מדורגים כהלכה בעת הפעלת מכשיר חשמל.