Vypínač tleskání

Přepínač „Clap On Clap Off“ je zajímavý koncept, který lze použít v domácí automatizaci. Funguje jako přepínač, který zapíná a vypíná zařízení tím, že vydává zvuk tleskání. Jmenuje se sice „Clap switch“, ale lze jej zapnout jakýmkoli zvukem o přibližně stejné výšce zvuku Clap. Hlavní součástí obvodu je elektrický kondenzátorový mikrofon, který byl použit jako zvukový senzor. Kondenzátorový mikrofon v podstatě převádí zvukovou energii na elektrickou energii, která se střídavě používá ke spouštění 555 časovače IC, prostřednictvím tranzistoru. A spouštění 555 ic funguje jako hodinový puls pro klopný obvod typu D a rozsvítí se LED, která zůstane svítit, dokud další hodinový puls znamená až do dalšího klapnutí / zvuku. Toto je přepínač klapek, který se zapne s prvním klapáním a vypne se s druhým klapkou. Pokud odstraníme Flip flop typu D z obvodu, LED se po nějaké době automaticky vypne a tentokrát bude 1,1xR1xC1 sekundy, což jsem vysvětlil v mém předchozím obvodu klapkového spínače. Pro lepší pochopení doporučuji prostudovat předchozí okruh před studiem tohoto.

Pracovní vysvětlení

Zde používáme elektrický kondenzátorový mikrofon pro snímání zvuku, tranzistor pro spuštění IC časovače 555, 555 IC pro NASTAVENÍ & RESET klopného obvodu typu D a klopný obvod typu D pro zapamatování logické úrovně (LED ZAPNUTO nebo VYPNUTO), dokud další tleskání / zvuk.

Součásti

Kondenzátorový mikrofon

555 IC časovač

Tranzistor BC547

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

Kondenzátor (10uF)

IC7474 přesněji DM74S74N (klopný obvod typu D)

LED a baterie (5-9 V)

Schéma zapojení a vysvětlení

Zapojení můžete vidět nahoře „ Schéma zapojení klapek na klapání “. Zpočátku je tranzistor ve stavu VYPNUTO, protože není dostatek (0,7 V) napětí základny-emitoru k jeho zapnutí. A bod A je s vysokým potenciálem a bod A je připojen ke spouštěcímu kolíku 2 555 IC, v důsledku toho je spouštěcí kolík 2 také k vysokému potenciálu. Jak víme, pro spuštění 555 IC přes Trigger PIN 2 musí být napětí PIN 2 pod Vcc / 3. V této fázi tedy žádný výstup na OUT PIN 3 neznamená žádný hodinový impuls pro klopný obvod typu D (IC 7474), tedy žádná odezva od klopného obvodu typu D, a proto LED nesvítí.

Nyní, když produkujeme nějaký zvuk poblíž kondenzátorového mikrofonu, tento zvuk se převede na elektrickou energii a zvýší potenciál na základně, což zapne tranzistor. Jakmile se tranzistor zapne, potenciál v bodě A by byl nízký a spustí 555 IC kvůli nízkému napětí (pod Vcc / 3) na spouštěcím kolíku 2. Takže výstupní PIN3 bude vysoký a pozitivní hodiny pulz bude aplikován na klopný obvod typu D, díky čemuž bude klopný obvod reagovat a LED se rozsvítí. Tento nastavený stav klopného obvodu zůstane tak, jak je, do dalšího hodinového pulzu (dalšího tleskání). Podrobné fungování klopného obvodu typu D je uvedeno níže.

Zde používáme časovač 555 IC v monostabilním režimu, jehož výstup (PIN 3 z 555 IC) byl použit jako hodinový puls pro klopný obvod typu D. Takže hodinový puls bude VYSOKÝ po dobu 1,1xR1xC1 sekundy a poté se stane NÍZKÝM. Provoz 555 IC se můžete naučit prostřednictvím některých 555 časových obvodů ZDE.

Práce klopného obvodu typu D.

Zde používáme klopný obvod typu D spouštěný s pozitivním okrajem, což znamená, že tento klopný obvod reaguje pouze tehdy, když by hodinový pulz šel z LOW na HIGH. OUTPUT Q se zobrazí podle stavu INPUT D v době přechodu hodinového impulzu (nízký na vysoký). Flip flop si pamatuje tento stav VÝSTUPU Q (buď VYSOKÝ nebo NÍZKÝ) až do dalšího kladného hodinového impulzu (od nejnižšího po nejvyšší). A opět ukazuje OUPUT Q, podle stavu vstupu D, v době přechodu hodinového impulzu (LOW na HIGH)

Flip-flop typu D je v podstatě pokročilá verze flipflopu SR. V SR flipflop je S = 0 a R = 0 zakázáno, protože díky tomu se klopný obvod chová neočekávaně. Tento problém je vyřešen v klopném obvodu typu D přidáním invertoru mezi oba vstupy (viz schéma) a druhý vstup je dán taktovacím impulsem do obou bran NAND. Měnič je zaveden, aby se zabránilo stejným logickým úrovním na obou vstupech, takže nikdy nenastane podmínka „S = 0 a R = 0“.

Flip-flop typu D nemění svůj stav, když je taktovací impuls nízký, protože dává výstupní logickou úroveň „1“ u bran NAND A a B, což je vstup pro brány NAND X a Y. A když oba vstupy jsou 1 pro brány NAND X a Y, pak se výstup nemění (pamatujte na klopný obvod SR). Závěrem je, že nezmění svůj stav, když je taktovací pulz NÍZKÝ, bez ohledu na VSTUP D. Změní se to pouze v případě, že dojde k přechodu v hodinovém impulsu z nízkého na vysoký. Během období VYSOKÉ a NÍZKÉ se to nezmění. Můžeme odvodit pravdivostní tabulku pro tento D-Flip-flop:

Clk	D	Q	Q '	Popis
↓ »0	X	Q	Q '	Paměť beze změny
↑ »1	0	0	1	Resetovat Q »0
↑ »1	1	1	0	Nastavit Q »1

IC 7474

Použili jsme IC DM74S74N řady 7474. IC DM74S74N je klopný obvod IC typu Dual D, ve kterém jsou dva klopné obvody typu D, které lze použít jednotlivě nebo jako přepínací kombinaci typu master-slave. V našem obvodu používáme jeden klopný obvod typu D. Kolíky pro první klopný obvod D jsou na levé straně a pro druhý klopný obvod jsou na pravé straně. Existují také piny PRE a CLR pro oba klopné obvody typu D, které jsou aktivními piny. Tyto piny slouží k NASTAVENÍ nebo RESETU klopného obvodu typu D, bez ohledu na INPUT D a hodiny. Spojili jsme oba s Vcc, abychom je deaktivovali.

Po pochopení klopného obvodu typu D a IC DM74S74N můžeme snadno pochopit použití klopného obvodu typu D v našem obvodu. Když jsme poprvé spustili 555 IC prvním Clapem, LED svítí, když dostaneme Q = 1 a Q '= 0. A zůstane ZAPNUTO až do dalšího spuštění nebo dalšího kladného hodinového pulzu (LOW to HIGH). Připojili jsme Q 'k INPUT D, takže když LED svítí, Q' = 0 čeká na druhý taktovací pulz, aby mohl být aplikován na INPUT D a dělá Q = 0 a Q '= 1, což v otočí VYPNUTÍ LED. Nyní Q '= 1 čeká na další hodinový pulz, aby se LED rozsvítila, když se použije Q' = 1 na INPUT D, a tak bude tento proces pokračovat.

Chcete-li otestovat tento obvod, musíte hlasitě tleskat, protože tento malý kondenzátorový mikrofon nemá dlouhý dosah. Nebo můžete přímo lehce zasáhnout mikrofon (jako jsem to udělal ve videu).

Některé důležité body

• Pokud obvod nejprve nefunguje, připojte CLR (PIN1 IC DM74S74N) k zemi, abyste resetovali klopný obvod, poté znovu připojte k Vcc, jak je znázorněno v obvodu.
• Tento obvod můžeme upravit pomocí relé pro ovládání elektronických zařízení (120 / 220V AC).
• Řídicí PIN 5 časovače IC 555 by měl být připojen k zemi přes kondenzátor 0,01 uF.
• K připojení LED bychom měli použít odpor 220 ohmů.