Klap til klappeafbryderen

En "Clap On Clap Off" -kontakt er et interessant koncept, der kan bruges i hjemmeautomatisering. Det fungerer som en switch, der gør enheder til og fra ved at lave en klappelyd. Selvom dens navn er "Clap switch", men det kan tændes med en hvilken som helst lyd med omtrent samme tonehøjde af Clap-lyd. Hovedkomponenten i kredsløbet er den elektriske kondensatormikrofon, som er blevet brugt som en lydsensor. Kondensatormikrofon konverterer grundlæggende lydenergi til elektrisk energi, som igen bruges til at udløse 555 timer IC gennem en transistor. Og udløsning af 555 ic fungerer som en urimpuls til D-type flip-flop og vil tænde LED'en, som forbliver TIL indtil næste urepuls betyder indtil næste Clap / lyd. Så dette er Clap Switch, som tænder med første Clap og slukker med den anden Clap. Hvis vi fjerner D-typen Flip-flop fra kredsløbet, slukkes LED'en automatisk efter et stykke tid, og denne gang vil være 1,1xR1xC1 sekunder, hvilket jeg har forklaret i mit tidligere kredsløb med klappekontakt. For bedre forståelse anbefaler jeg at studere det foregående kredsløb, før du studerer dette.

Arbejdsforklaring

Her bruger vi elektrisk kondensatormikrofon til at registrere lyden, transistoren til at udløse 555 timer IC, 555 IC til SET & RESET D-type flip flop og D-type flip flop for at huske det logiske niveau (LED ON eller OFF) indtil næste Klap / lyd.

Komponenter

Kondensatormikrofon

555 IC-timer

Transistor BC547

Modstande (1k, 47k, 100k ohm)

Kondensator (10uF)

IC7474 mere præcist DM74S74N (D-type flip flop)

LED og batteri (5-9v)

Kredsløbsdiagram og forklaring

Du kan se forbindelserne ovenfor " klapp på kredsløbsdiagram ". Oprindeligt er transistoren i OFF-tilstand, fordi der ikke er nok (0,7 v) base-emitter spænding til at tænde den. Og punktet A har højt potentiale, og punkt A er forbundet til udløserstift 2 af 555 IC, som følge heraf er udløserstift 2 også ved stort potentiale. Som vi ved, at for at udløse 555 IC gennem Trigger PIN 2, skal spændingen af PIN 2 være under Vcc / 3. Så på dette trin betyder ingen output ved OUT PIN 3 ingen urimpuls for D-type Flip-flop (IC 7474), og derved intet svar fra D-type Flip-flop, og derfor er LED slukket.

Når vi nu producerer noget lyd i nærheden af kondensatormikrofonen, omdannes denne lyd til elektrisk energi, og det øger potentialet ved basen, som tænder transistoren. Så snart transistoren bliver ON, vil potentialet ved punkt A blive lavt, og det vil udløse 555 IC på grund af lavspændingen (under Vcc / 3) ved udløserstift 2. Så output PIN3 vil være høj og et positivt ur puls vil blive anvendt på D-type Flip-flop, hvilket får Flip-flop til at reagere, og LED vil tænde. Denne SET-tilstand af flip flop forbliver som den er indtil næste urimpuls (næste klapp). Detaljeret bearbejdning af D-type Flip-flop er givet nedenfor.

Her bruger vi 555 timer IC i monostabil tilstand, hvis output (PIN 3 af 555 IC) er blevet brugt som en impuls til D-type Flip-flop. Så urpulsen vil være HØJ i 1.1xR1xC1 sekunder, og så bliver den LAV. Du kan lære 555 IC-operationer gennem nogle 555 timer-kredsløb HER.

Arbejde af D-type Flip-flop

Her bruger vi Positive Edge Triggered D-type flip-flop, hvilket betyder, at denne flip flop kun reagerer, når urimpulsen vil gå fra LAV til HØJ. OUTPUT Q vises i henhold til tilstanden for INPUT D på tidspunktet for urimpulsovergangen (lav til høj). Flip flop husker denne OUTPUT-tilstand Q (enten høj eller lav), indtil den næste positive urpuls (lav til høj). Og igen viser OUPUT Q i henhold til inputtilstand D på tidspunktet for urimpulsovergang (LAV til HØJ)

D-type Flip-flop er dybest set den avancerede version af SR flipflop. I SR flipflop er S = 0 og R = 0 forbudt, fordi det får flip-flop til at opføre sig uventet. Dette problem løses i D-type Flip-flop ved at tilføje en inverter mellem begge indgangene (se diagrammet), og den anden indgang gives af urimpulsen til begge NAND-porte. Inverter introduceres for at undgå de samme logiske niveauer på begge indgange, så “S = 0 og R = 0” -tilstand aldrig opstår.

D-type Flip-flop ændrer ikke sin tilstand, mens urimpulsen er lav, fordi den giver outputlogikniveauet "1" ved NAND-porte A og B, som er indgangen til NAND-porte X og Y. Og når begge input er 1 for NAND-porte X og Y, så ændres output ikke (husk SR-flip-flop). Konklusionen er, at den ikke vil ændre sin tilstand, mens urets puls er LAV, uanset INPUT D. Den ændres kun, når der er overgang i urpuls fra LAV til HØJ. Det vil ikke ændre sig i HIGH og LOW perioden. Vi kan udlede sandhedstabellen for denne D-Flip-flop:

Clk	D	Q	Q '	Beskrivelse
↓ »0	x	Q	Q '	Hukommelse ingen ændring
↑ »1	0	0	1	Nulstil Q »0
↑ »1	1	1	0	Indstil Q »1

IC 7474

Vi har brugt IC DM74S74N i 7474-serien. IC DM74S74N er Dual D-type Flip-flop IC, hvor der er to D-type Flip-flops, som enten kan bruges individuelt eller som en kombination af master-slave-skifte. Vi bruger en D-type Flip-flop i vores kredsløb. Stifter til første D flip-flop er venstre side og for anden flip flop er på højre side. Der er også PRE- og CLR-ben til begge D-typen flip-flops, som er aktive-lave ben. Disse ben bruges til henholdsvis SET eller RESET D-type Flip-flop uanset INPUT D og Clock. Vi har tilsluttet begge dele til Vcc for at gøre dem inaktive.

Efter at have forstået D-typen Flip-flop og IC DM74S74N, kan vi let forstå brugen af D-type Flip-flop i vores kredsløb. Da vi først udløste 555 IC ved første klap, lyser LED, når vi får Q = 1 og Q '= 0. Og den forbliver TIL indtil næste trigger eller næste positive urpuls (LAV til HØJ). Vi har tilsluttet Q 'til INPUT D, så når LED lyser, venter Q' = 0 på anden urpuls, så den kan anvendes på INPUT D og gør Q = 0 og Q '= 1, som i slukker SLUK for LED. Nu venter Q '= 1 på næste urpuls for at få LED'en til at tænde ved at anvende Q' = 1 til INPUT D, og så videre fortsætter denne proces.

For at teste dette kredsløb skal du klappe højt, da denne lille kondensatormikrofon ikke har lang rækkevidde. Eller du kan slå direkte på mikrofonen let (som jeg har gjort i videoen).

Nogle vigtige punkter

Hvis kredsløbet først ikke fungerer, skal du tilslutte CLR (PIN1 på IC DM74S74N) til jorden for at NULSTILLE flip-flop og derefter oprette forbindelse til Vcc som vist i kredsløbet.
Vi kan ændre dette kredsløb ved hjælp af Relay til at styre de elektroniske enheder (120 / 220V AC).
Kontrol PIN 5 af 555 Timer IC skal tilsluttes jorden via en 0.01uF kondensator.
Vi skal bruge en 220 ohm modstand til at forbinde LED.