Clap on clap off switch

Un comutator „Clap On Clap Off” este un concept interesant care ar putea fi utilizat în automatizarea casei. Funcționează ca un comutator care face ca dispozitivele să fie pornite și oprite, făcând un sunet de clap. Deși numele său este „Clap switch”, dar poate fi activat prin orice sunet de aproximativ același ton al sunetului Clap. Componenta principală a circuitului este microfonul electric cu condensator, care a fost folosit ca senzor de sunet. Microfonul cu condensator convertește practic energia sonoră în energie electrică, care la rândul său este utilizată pentru a declanșa 555 timer IC, printr-un tranzistor. Și declanșarea 555 ic funcționează ca un impuls de ceas pentru flip-flop de tip D și ar aprinde LED-ul, care va rămâne aprins până când următorul impuls de ceas înseamnă până la următorul Clap / sunet. Deci acesta este Comutatorul Clap care se va porni cu prima Clap și se va opri cu al doilea Clap. Dacă scoatem Flip flop-ul de tip D din circuit, LED-ul se va stinge automat după o perioadă de timp, iar acest timp va fi de 1,1xR1xC1 secunde, ceea ce am explicat în circuitul meu anterior al clap switchului. Pentru o mai bună înțelegere, vă recomand să studiați circuitul anterior înainte de a studia acesta.

Explicație de lucru

Aici folosim microfonul electric cu condensator pentru detectarea sunetului, tranzistorul pentru declanșarea timerului 555 IC, 555 IC pentru SET & RESET flip flop-ul de tip D și flip-flopul de tip D pentru a vă aminti nivelul logic (LED ON sau OFF) până următor Clap / sunet.

Componente

Mic condensator

555 IC temporizator

Tranzistor BC547

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

Condensator (10uF)

IC7474 mai precis DM74S74N (flip flop tip D)

LED și baterie (5-9v)

Diagrama și explicația circuitului

Puteți vedea conexiunile de mai sus " schema circuitului clap on clap off ". Inițial tranzistorul este în starea OFF, deoarece nu există suficientă tensiune (0,7v) de bază a emițătorului pentru al porni. Iar punctul A este la potențial ridicat, iar punctul A este conectat la pinul de declanșare 2 din 555 IC, ca urmare pinul de declanșare 2 are, de asemenea, un potențial ridicat. După cum știm, pentru a declanșa 555 IC prin Trigger PIN 2, tensiunea PIN 2 trebuie să fie sub Vcc / 3. Deci, în această etapă, nici o ieșire la OUT PIN 3, nu înseamnă impuls de ceas pentru Flip-flop de tip D (IC 7474), prin urmare nu există răspuns de la Flip-flop de tip D, deci LED-ul este OPRIT.

Acum, când producem un sunet lângă microfonul cu condensator, acest sunet va fi transformat în energie electrică și va crește potențialul la bază, care va porni tranzistorul. De îndată ce tranzistorul devine PORNIT, potențialul din punctul A ar deveni scăzut și va declanșa 555 IC din cauza tensiunii reduse (sub Vcc / 3) la pinul de declanșare 2. Deci, pinul de ieșire 3 va fi ridicat și va avea un ceas pozitiv. pulsul va fi aplicat pe flip-flopul de tip D, ceea ce face ca Flip-flop-ul să răspundă și LED-ul să se aprindă. Această stare SET a flip-flop-ului va rămâne așa cum este până la următorul impuls de ceas (următorul Clap). Lucrarea detaliată a flip-flopului de tip D a fost prezentată mai jos.

Aici folosim IC cu temporizator 555 în modul Monostabil, a cărui ieșire (PIN 3 din 555 IC) a fost utilizată ca impuls de ceas pentru Flip-flop de tip D. Deci pulsul ceasului va fi ÎNALT timp de 1.1xR1xC1 secunde și apoi va deveni MIC. Puteți învăța 555 de operații IC prin intermediul a 555 de circuite de temporizare AICI.

Funcționarea flip-flopului de tip D.

Aici folosim flip-flopul de tip D declanșat Positive Edge, ceea ce înseamnă că acest flip-flop răspunde numai atunci când pulsul ceasului ar trece de la LOW la HIGH. IEȘIREA Q va fi afișată în funcție de starea INPUT D, în momentul tranziției impulsului de ceas (de la scăzut la înalt). Flip flop își amintește această stare de IEȘIRE Q (Fie HIGH, fie LOW), până la următorul impuls pozitiv de ceas (Low to High). Și din nou arată OUPUT Q, în funcție de starea de intrare D, în momentul tranziției impulsului de ceas (LOW to HIGH)

Flip-flopul de tip D este practic versiunea avansată a flipflop-ului SR. În flipflop SR, S = 0 și R = 0 sunt interzise, ​​deoarece face ca flip-flopul să se comporte în mod neașteptat. Această problemă este rezolvată în Flip-flop de tip D, prin adăugarea unui invertor între ambele intrări (a se vedea diagrama), iar a doua intrare este dată de impulsul Ceasului la ambele porți NAND. Invertorul este introdus pentru a evita aceleași niveluri logice la ambele intrări, astfel încât condiția „S = 0 și R = 0” să nu apară niciodată.

Flip-flopul de tip D nu își schimbă starea în timp ce pulsul ceasului este scăzut, deoarece dă logica de ieșire nivel „1” la porțile NAND A și B, care este intrarea pentru porțile NAND X și Y. Și când ambele intrările sunt 1 pentru porțile NAND X și Y, apoi ieșirea nu se schimbă (amintiți-vă flip-flop SR). Concluzia este că nu își va schimba starea în timp ce clockpulse este LOW, indiferent de INPUT D. Se schimbă numai atunci când există tranziție în impulsul de ceas de la LOW la HIGH. Nu se va schimba în perioada HIGH și LOW. Putem deduce tabelul adevărului pentru acest D-Flip-flop:

Clk	D	Î	Q '	Descriere
↓ »0	X	Î	Q '	Memorie nici o schimbare
↑ »1	0	0	1	Resetați Q »0
↑ »1	1	1	0	Setează Q »1

IC 7474

Am folosit IC DM74S74N din seria 7474. IC DM74S74N este IC-ul dual Flip-flop de tip D, în care există două flip-flop-uri de tip D, care pot fi utilizate fie individual, fie ca combinație de comutare master-slave. Folosim un flip-flop de tip D în circuitul nostru. Pinii pentru primul flip-flop D sunt partea stângă și pentru al doilea flip-flop sunt în partea dreaptă. De asemenea, există știfturi PRE și CLR pentru ambele flip-flops de tip D, care sunt știfturi active. Aceste știfturi folosite pentru SET sau RESET respectiv Flip-flop-ul de tip D, indiferent de INPUT D și Clock. Le-am conectat pe ambele la Vcc pentru a le face inactive.

După ce am înțeles Flip-flopul de tip D și IC DM74S74N, putem înțelege cu ușurință utilizarea Flip-flop-ului de tip D în circuitul nostru. Când am declanșat prima dată 555 IC prin prima Clap, LED-ul luminează pe măsură ce obținem Q = 1 și Q '= 0. Și va rămâne ACTIVAT până la următorul declanșator sau la următorul impuls de ceas pozitiv (LOW la HIGH). Am conectat Q 'la INPUT D, deci atunci când LED-ul luminează, Q' = 0 așteaptă impulsul Second Clock, astfel încât să poată fi aplicat la INPUT D și să facă Q = 0 și Q '= 1, care în stinge OPRIT LED-ul. Acum Q '= 1 așteaptă următorul impuls de ceas pentru ca LED-ul să se aprindă aplicând Q' = 1 la INPUT D, și așa mai departe acest proces va continua.

Pentru a testa acest circuit, trebuie să bateți tare, deoarece acest mic microfon cu condensator nu are o rază lungă de acțiune. Sau puteți lovi direct microfonul ușor (așa cum am făcut în videoclip).

Câteva puncte importante

• Dacă circuitul nu funcționează la început, atunci conectați CLR (PIN1 al IC DM74S74N) la masă pentru a RESTA flip-flop-ul, apoi conectați-vă din nou la Vcc așa cum se arată în circuit.
• Putem modifica acest circuit folosind releu pentru a controla dispozitivele electronice (120 / 220V AC).
• PIN-ul de control 5 din 555 Timer IC trebuie conectat la masă printr-un condensator de 0,01 uF.
• Ar trebui să folosim un rezistor de 220 ohmi pentru a conecta LED-ul.