Χτυπήστε το διακόπτη χειροκροτήματος

Ο διακόπτης "Clap On Clap Off" είναι μια ενδιαφέρουσα ιδέα που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί στον αυτοματισμό του σπιτιού. Λειτουργεί ως διακόπτης που ενεργοποιεί και απενεργοποιεί τις συσκευές κάνοντας έναν ήχο χειροκρότημα. Παρόλο που το όνομά του είναι "Clap switch", αλλά μπορεί να ενεργοποιηθεί από οποιονδήποτε ήχο περίπου ίδιου τόνου ήχου Clap. Το κύριο συστατικό του κυκλώματος είναι το Electric Condenser Mic, που έχει χρησιμοποιηθεί ως αισθητήρας ήχου. Ο συμπυκνωτής Mic μετατρέπει ουσιαστικά την ηχητική ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια, η οποία με τη σειρά της χρησιμοποιείται για την ενεργοποίηση του χρονοδιακόπτη 555 μέσω ενός τρανζίστορ. Και η ενεργοποίηση των 555 ic λειτουργεί ως παλμός ρολογιού για flip-flop τύπου D και θα ανάβει το LED, το οποίο θα παραμείνει αναμμένο μέχρι το επόμενο παλμό ρολογιού σημαίνει μέχρι το επόμενο Clap / sound. Αυτός είναι ο διακόπτης Clap που θα ανάψει με το πρώτο Clap και θα απενεργοποιηθεί με το δεύτερο Clap. Εάν αφαιρέσουμε το Flip flop τύπου D από το κύκλωμα, η λυχνία LED θα σβήσει αυτόματα μετά από κάποιο χρονικό διάστημα και αυτή τη φορά θα είναι 1,1xR1xC1 δευτερόλεπτα, την οποία εξήγησα στο προηγούμενο κύκλωμα του διακόπτη χειροκροτήματος. Για καλύτερη κατανόηση, προτείνω να μελετήσετε το προηγούμενο κύκλωμα πριν μελετήσετε αυτό.

Επεξήγηση εργασίας

Εδώ χρησιμοποιούμε το ηλεκτρικό συμπυκνωτή μικρόφωνο για την ανίχνευση του ήχου, το τρανζίστορ για την ενεργοποίηση του χρονοδιακόπτη 555, το 555 IC στη ρύθμιση & επαναφορά του flip flop τύπου D και του flip flop τύπου D για να θυμόμαστε το επίπεδο λογικής (LED ON ή OFF) έως επόμενο χειροκρότημα / ήχος.

Συστατικά

Συμπυκνωτής μικρόφωνο

555 χρονόμετρο IC

Τρανζίστορ BC547

Αντίσταση (1k, 47k, 100k ohm)

Πυκνωτής (10uF)

IC7474 ακριβέστερα DM74S74N (D-type flip flop)

LED και μπαταρία (5-9v)

Διάγραμμα κυκλώματος και επεξήγηση

Μπορείτε να δείτε τις συνδέσεις παραπάνω " διάγραμμα χειροκρότημα στο χτύπημα ". Αρχικά το τρανζίστορ είναι σε κατάσταση OFF επειδή δεν υπάρχει αρκετή τάση εκπομπού βάσης (0,7v) για να την ενεργοποιήσετε. Και το σημείο Α είναι υψηλού δυναμικού και το σημείο Α συνδέεται με τον πείρο σκανδάλης 2 του 555 IC, με αποτέλεσμα ο πείρος σκανδάλης 2 να είναι επίσης υψηλός. Όπως γνωρίζουμε ότι, για να ενεργοποιήσετε το IC 555 μέσω του Trigger PIN 2, η τάση του PIN 2 πρέπει να είναι κάτω από το Vcc / 3. Επομένως, σε αυτό το στάδιο δεν υπάρχει έξοδος στο OUT PIN 3, που σημαίνει ότι δεν υπάρχει παλμός ρολογιού για D-type Flip-flop (IC 7474), επομένως δεν υπάρχει απόκριση από D-type Flip-flop, και έτσι το LED είναι OFF.

Τώρα όταν παράγουμε λίγο ήχο κοντά στο μικρόφωνο συμπυκνωτή, αυτός ο ήχος θα μετατραπεί σε ηλεκτρική ενέργεια και θα αυξήσει το δυναμικό στη βάση, η οποία θα ενεργοποιήσει το τρανζίστορ. Μόλις το τρανζίστορ ενεργοποιηθεί, το δυναμικό στο σημείο Α θα γίνει χαμηλό και θα ενεργοποιήσει το 555 IC λόγω της χαμηλής τάσης (κάτω από Vcc / 3) στο Trigger Pin 2. Έτσι το PIN3 εξόδου θα είναι υψηλό και ένα θετικό ρολόι Ο παλμός θα εφαρμοστεί στο Flip-flop τύπου D, το οποίο κάνει το Flip-flop να ανταποκρίνεται και το LED θα ανάψει. Αυτή η κατάσταση SET του flip flop θα παραμείνει ως έχει μέχρι τον επόμενο παλμό ρολογιού (επόμενο Clap). Παρακάτω δίνεται λεπτομερής επεξεργασία του τύπου D Flip-flop.

Εδώ χρησιμοποιούμε 555 χρονοδιακόπτη IC σε λειτουργία Monostable, του οποίου η έξοδος (PIN 3 of 555 IC) έχει χρησιμοποιηθεί ως παλμός ρολογιού για Flip-flop τύπου D. Έτσι ο παλμός του ρολογιού θα είναι ΥΨΗΛΟΣ για 1,1xR1xC1 δευτερόλεπτα και στη συνέχεια θα γίνει ΧΑΜΗΛΟΣ. Μπορείτε να μάθετε 555 λειτουργίες IC μέσω περίπου 555 κυκλωμάτων χρονοδιακόπτη ΕΔΩ.

Εργασία Flip-flop τύπου D

Εδώ χρησιμοποιούμε το Positive Edge Triggered D-type flip-flop, που σημαίνει ότι αυτό το flip flop αποκρίνεται μόνο όταν ο παλμός του ρολογιού θα πήγαινε από LOW σε HIGH. Το OUTPUT Q θα εμφανίζεται σύμφωνα με την κατάσταση του INPUT D, τη στιγμή της μετάβασης παλμού ρολογιού (Χαμηλή σε Υψηλή). Το Flip flop θυμάται αυτήν την κατάσταση ΕΞΟΔΟΥ Q (είτε ΥΨΗΛΗ ή ΧΑΜΗΛΗ), μέχρι τον επόμενο θετικό παλμό ρολογιού (Χαμηλή προς Υψηλή). Και πάλι δείχνει το OUPUT Q, σύμφωνα με την κατάσταση εισόδου D, τη στιγμή της μετάβασης παλμού ρολογιού (LOW σε HIGH)

Το Flip-flop τύπου D είναι βασικά η προηγμένη έκδοση του SR flipflop. Στο SR flipflop, το S = 0 και το R = 0 απαγορεύεται, επειδή κάνει το flip-flop να συμπεριφέρεται απροσδόκητα. Αυτό το πρόβλημα επιλύεται σε Flip-flop τύπου D, προσθέτοντας έναν μετατροπέα μεταξύ των δύο εισόδων (δείτε το διάγραμμα) και η δεύτερη είσοδος δίνεται από τον παλμό ρολογιού και στις δύο πύλες NAND. Ο μετατροπέας εισάγεται για να αποφευχθούν τα ίδια επίπεδα λογικής και στις δύο εισόδους, έτσι ώστε η κατάσταση "S = 0 και R = 0" να μην εμφανίζεται ποτέ.

Ο τύπος D Flip-flop δεν αλλάζει την κατάστασή του ενώ ο παλμός ρολογιού είναι χαμηλός, επειδή δίνει το λογικό επίπεδο εξόδου "1" στις πύλες NAND A και B, που είναι η είσοδος για τις πύλες NAND X και Y. Και όταν και οι δύο οι είσοδοι είναι 1 για τις πύλες NAND X και Y, τότε η έξοδος δεν αλλάζει (θυμηθείτε SR flip-flop). Το συμπέρασμα είναι ότι δεν θα αλλάξει την κατάστασή του ενώ ο ωρολογιακός παλμός είναι χαμηλός, ανεξάρτητα από το INPUT D. Αλλάζει μόνο όταν υπάρχει μετάβαση στον παλμό ρολογιού από LOW σε HIGH. Δεν θα αλλάξει κατά την περίοδο ΥΨΗΛΗΣ και ΧΑΜΗΛΗΣ Μπορούμε να συμπεράνουμε τον πίνακα αλήθειας για αυτό το D-Flip-flop:

Κλκ	ρε	Ερ	Ε »	Περιγραφή
↓ »0	Χ	Ερ	Ε »	Η μνήμη δεν αλλάζει
↑ »1	0	0	1	Επαναφορά Q »0
↑ »1	1	1	0	Ρύθμιση Q »1

IC 7474

Έχουμε χρησιμοποιήσει IC DM74S74N της σειράς 7474. Το IC DM74S74N είναι το Dual Flip-flop IC τύπου D, στο οποίο υπάρχουν δύο Flip-flops τύπου D, τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν είτε μεμονωμένα είτε ως συνδυασμός εναλλαγής master-slave. Χρησιμοποιούμε ένα Flip-flop τύπου D στο κύκλωμα μας. Οι ακίδες για το πρώτο flip-flop είναι η αριστερή πλευρά και για το δεύτερο flip-flop βρίσκονται στη δεξιά πλευρά. Επίσης, υπάρχουν πείροι PRE και CLR και για τα Flip-flops τύπου D που είναι ακίδες χαμηλής ενεργότητας. Αυτοί οι ακροδέκτες χρησιμοποιήθηκαν για να ρυθμίσετε ή να επαναφέρετε το Flip-flop τύπου D αντίστοιχα, ανεξάρτητα από το INPUT D και το Clock. Έχουμε συνδέσει και τα δύο με το Vcc για να τα καταστήσουμε ανενεργά.

Αφού κατανοήσουμε το Flip-flop τύπου D και το IC DM74S74N, μπορούμε εύκολα να κατανοήσουμε τη χρήση του Flip-flop τύπου D στο κύκλωμα μας. Όταν ενεργοποιήσαμε για πρώτη φορά το 555 IC από το πρώτο Clap, το LED ανάβει καθώς παίρνουμε Q = 1 και Q '= 0. Και θα παραμείνει ΟΝ μέχρι την επόμενη σκανδάλη ή τον επόμενο θετικό παλμό ρολογιού (ΧΑΜΗΛΗ έως ΥΨΗΛΗ). Έχουμε συνδέσει το Q 'με το INPUT D, οπότε όταν ανάβει το LED, το Q' = 0 περιμένει παλμό δεύτερου ρολογιού, έτσι ώστε να μπορεί να εφαρμοστεί στο INPUT D και κάνει Q = 0 και Q '= 1, το οποίο σε απενεργοποιεί τη λυχνία LED. Τώρα το Q '= 1 περιμένει τον επόμενο παλμό ρολογιού για να ανάψει η λυχνία LED εφαρμόζοντας το Q' = 1 στο INPUT D και ούτω καθεξής αυτή η διαδικασία θα συνεχιστεί.

Για να δοκιμάσετε αυτό το κύκλωμα πρέπει να χτυπήσετε δυνατά, καθώς αυτό το μικρό μικρόφωνο συμπυκνωτή δεν έχει μεγάλη εμβέλεια. Ή μπορείτε να πατήσετε απευθείας στο μικρόφωνο (όπως έχω κάνει στο βίντεο).

Μερικά σημαντικά σημεία

• Εάν το κύκλωμα δεν λειτουργεί στην αρχή, στη συνέχεια συνδέστε το CLR (PIN1 του IC DM74S74N) στη γείωση για να επαναφέρετε το flip-flop και, στη συνέχεια, συνδεθείτε ξανά με το Vcc όπως φαίνεται στο κύκλωμα.
• Μπορούμε να τροποποιήσουμε αυτό το κύκλωμα χρησιμοποιώντας το ρελέ για τον έλεγχο των ηλεκτρονικών συσκευών (120 / 220V AC).
• Ο κωδικός PIN 5 του 555 Timer IC πρέπει να συνδεθεί στη γείωση μέσω πυκνωτή 0,01uF.
• Πρέπει να χρησιμοποιήσουμε μια αντίσταση 220 ohm για τη σύνδεση LED.