Klap aan klap uit schakelaar

Een "Clap On Clap Off" -schakelaar is een interessant concept dat kan worden gebruikt in domotica. Het werkt als een schakelaar die apparaten aan- en uitzet door een klapgeluid te maken. Hoewel de naam "Clap-schakelaar" is, kan hij worden aangezet door elk geluid met ongeveer dezelfde toonhoogte van Clap-geluid. Het belangrijkste onderdeel van het circuit is de elektrische condensatormicrofoon, die is gebruikt als een geluidssensor. Condensatormicrofoon zet in feite geluidsenergie om in elektrische energie, die op zijn beurt wordt gebruikt om de 555 timer-IC te activeren, via een transistor. En het triggeren van 555 ic werkt als een klokpuls voor D-type flip-flop en zou de LED inschakelen, die AAN blijft tot de volgende klokpuls betekent tot de volgende klap / geluid. Dit is dus de Clap-schakelaar die wordt ingeschakeld met de eerste clap en UIT met de tweede clap. Als we de D-type Flip-flop uit het circuit verwijderen, wordt de LED na enige tijd automatisch UIT geschakeld en deze tijd is 1,1xR1xC1 seconden, wat ik heb uitgelegd in mijn vorige circuit van klapschakelaar. Voor een beter begrip raad ik aan om het vorige circuit te bestuderen voordat u dit bestudeert.

Werkende uitleg

Hier gebruiken we een elektrische condensatormicrofoon om het geluid te detecteren, transistor om de 555 timer-IC te activeren, 555 IC om de D-type flip-flop en D-type flip-flop in te stellen en te resetten om het logische niveau te onthouden (LED AAN of UIT) tot volgende Klap / geluid.

Componenten

Condensator Mic

555 Timer IC

Transistor BC547

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

Condensator (10uF)

IC7474 nauwkeuriger DM74S74N (D-type flip-flop)

LED en batterij (5-9v)

Schakelschema en uitleg

Je kunt de verbindingen zien in het bovenstaande " clap on clap off schakelschema ". Aanvankelijk is de transistor in de UIT-toestand omdat er niet genoeg (0,7 V) basis-emitterspanning is om hem AAN te zetten. En het punt A heeft een hoog potentieel, en punt A is verbonden met triggerpin 2 van 555 IC, als resultaat heeft triggerpin 2 ook een hoog potentieel. Zoals we weten, moet de spanning van de PIN 2 lager zijn dan Vcc / 3 om de 555 IC te activeren via Trigger PIN 2. Dus in dit stadium geen output op OUT PIN 3, betekent geen klokpuls voor D-type Flip-flop (IC 7474), dus geen reactie van D-type Flip-flop, en dus is LED UIT.

Als we nu wat geluid produceren in de buurt van de condensatormicrofoon, wordt dit geluid omgezet in elektrische energie en wordt het potentieel aan de basis verhoogd, waardoor de transistor wordt ingeschakeld. Zodra de transistor AAN wordt, wordt de potentiaal op punt A laag en wordt de 555 IC geactiveerd vanwege de lage spanning (onder Vcc / 3) op triggerpin 2. Dus de output PIN3 zal hoog zijn en een positieve klok. puls zal worden toegepast op D-type Flip-flop, waardoor Flip-flop reageert en LED gaat AAN. Deze SET-toestand van de flip-flop blijft zoals hij is tot de volgende klokpuls (volgende klap). De gedetailleerde werking van D-type Flip-flop wordt hieronder gegeven.

Hier gebruiken we 555 timer-IC in monostabiele modus, waarvan de uitvoer (PIN 3 van 555 IC) is gebruikt als klokpuls voor D-type Flip-flop. De klokpuls zal dus 1,1xR1xC1 seconden HOOG zijn en dan LAAG worden. U kunt HIER 555 IC-bewerkingen leren via ongeveer 555 timercircuits.

Werken met D-type Flip-flop

Hier gebruiken we Positive Edge Triggered D-type flip-flop, wat betekent dat deze flip-flop alleen reageert als de klokpuls van LAAG naar HOOG gaat. OUTPUT Q wordt weergegeven volgens de status van INPUT D, op het moment van de klokpulsovergang (laag naar hoog). Flip flop onthoudt deze OUTPUT-toestand Q (ofwel HOOG ofwel LAAG), tot de volgende positieve klokpuls (laag naar hoog). En toont opnieuw de UITGANG Q, volgens de ingangstoestand D, op het moment van de klokpulsovergang (LOW naar HIGH)

D-type Flip-flop is in feite de geavanceerde versie van SR-flipflop. Bij SR-flipflop zijn de S = 0 en R = 0 verboden, omdat dit ervoor zorgt dat de flip-flop zich onverwacht gedraagt. Dit probleem wordt opgelost in D-type Flip-flop, door een omvormer toe te voegen tussen beide ingangen (zie het diagram) en de tweede ingang wordt gegeven door de klokpuls aan beide NAND-poorten. De omvormer wordt geïntroduceerd om dezelfde logische niveaus op beide ingangen te vermijden, zodat de toestand "S = 0 en R = 0" nooit optreedt.

D-type Flip-flop verandert zijn status niet terwijl de klokpuls laag is, omdat het het logische uitgangsniveau "1" geeft bij NIET-EN-poorten A en B, wat de ingang is voor NAND-poorten X en Y. En wanneer beide de ingangen zijn 1 voor NAND-poorten X en Y, dan verandert de uitgang niet (onthoud SR-flip-flop). De conclusie is dat het zijn toestand niet zal veranderen terwijl de klokpuls LAAG is, ongeacht INGANG D. Het verandert alleen wanneer er een overgang is in Klokpuls van LAAG naar HOOG. Het zal niet veranderen tijdens de HOGE en LAGE periode. We kunnen de waarheidstabel afleiden voor deze D-Flip-flop:

Clk	D	Q	Q '	Omschrijving
↓ »0	X	Q	Q '	Geheugen geen verandering
↑ »1	0	0	1	Reset Q »0
↑ »1	1	1	0	Stel Q »1 in

IC 7474

We hebben IC DM74S74N van de 7474-serie gebruikt. IC DM74S74N is de dubbele D-type flip-flop IC, waarin er twee D-type flip-flops zijn, die afzonderlijk kunnen worden gebruikt of als een master-slave-tuimelcombinatie. We gebruiken één D-type flip-flop in ons circuit. Pinnen voor de eerste D-flip-flop zijn de linkerkant en voor de tweede flip-flop zijn ze aan de rechterkant. Er zijn ook PRE- en CLR-pinnen voor beide D-type flip-flops die actief-lage pinnen zijn. Deze pin werd gebruikt om respectievelijk de D-type flip-flop in te stellen of te RESETTEN, ongeacht INPUT D en Clock. We hebben beide op Vcc aangesloten om ze inactief te maken.

Nadat we de D-type Flip-flop en IC DM74S74N hebben begrepen, kunnen we gemakkelijk het gebruik van D-type Flip-flop in ons circuit begrijpen. Toen we de 555 IC voor het eerst activeerden door eerst Clap, licht de LED op als we Q = 1 en Q '= 0 krijgen. En het blijft AAN tot de volgende trigger of de volgende positieve klokpuls (LOW tot HIGH). We hebben Q 'aangesloten op INGANG D, dus als de LED brandt, wacht Q' = 0 op de tweede klokpuls, zodat deze kan worden toegepast op de INGANG D en Q = 0 en Q '= 1 maakt, wat in schakelt de LED UIT. Nu wacht Q '= 1 op de volgende klokpuls om de LED AAN te doen gaan door Q' = 1 toe te passen op INGANG D, en zo gaat dit proces door.

Om dit circuit te testen, moet je luid klappen, want deze kleine condensatormicrofoon heeft geen groot bereik. Of je kunt direct lichtjes op de microfoon slaan (zoals ik in de video heb gedaan).

Enkele belangrijke punten

Als het circuit in eerste instantie niet werkt, sluit dan de CLR (PIN1 van IC DM74S74N) aan op de aarde om de flip-flop te RESETTEN, en sluit vervolgens opnieuw aan op Vcc zoals weergegeven in het circuit.
We kunnen dit circuit aanpassen met behulp van Relay om de elektronische apparaten (120 / 220V AC) te besturen.
Controle-PIN 5 van 555 Timer IC moet worden verbonden met aarde via een 0.01uF-condensator.
We moeten een weerstand van 220 ohm gebruiken om de LED aan te sluiten.