5 circuitos flip-flop legais – carregamento ON / OFF com o botão

Podem ser construídos cinco circuitos de chave eletrônica flip simples, porém eficazes, em torno do IC 4017, IC 4093 e IC 4013. Vamos ver como eles podem ser implementados para ligar um relé alternadamente ON OFF, que, por sua vez, alterará uma carga eletrônica, como um ventilador, luzes ou qualquer dispositivo semelhante ao pressionar um botão.

O que é um circuito Flip Flop?

Um circuito de relé de flip-flop opera em um conceito de circuito biestável no qual possui dois estágios estáveis, ON ou OFF. Quando usado em circuitos de aplicação prática, permite que uma carga conectada alterne alternadamente de um estado LIGADO para um estado DESLIGADO e vice-versa em resposta a um gatilho externo LIGADO / DESLIGADO.

Nos exemplos a seguir, aprenderemos como fazer um circuito de relé de flip flop 4017 IC e 4093 IC. Eles são projetados para responder a gatilhos alternativos via botão e, correspondentemente, operar um relé e carregar alternadamente de um estado ON para um estado OFF e vice-versa.

Ao adicionar apenas alguns outros componentes passivos, o circuito pode mudar com precisão através de gatilhos de entrada traseira, manual ou eletronicamente.

Eles podem ser operados através de gatilhos externos, manualmente ou em um estágio eletrônico.

1) Circuito eletrônico simples do falhanço de aleta do interruptor com IC 4017

A primeira idéia refere-se a um circuito eletrônico de chave seletora de flip-flop útil em torno do IC 4017. A contagem de componentes aqui é mínima e o resultado é sempre satisfatório.

Fazendo referência à figura, vemos que o IC está conectado à sua configuração padrão, ou seja, uma lógica alta em sua saída muda de um pino para outro na influência do relógio aplicado no pino n ° 14.

A alternância alternada na entrada do relógio é reconhecida como pulsos de clock e se torna a alternância necessária nos pinos de saída. Toda a operação pode ser entendida com os seguintes pontos:

Circuito do flip-flop 4017Lista de peças

  • R4 = 10K,
  • R5 = 100K,
  • R6, R7 = 4K7,
  • C6, C7 = 10 µF / 25V,
  • C8 = 1000µF / 25V,
  • C10 = 0,1, DISCO,
  • TODOS OS DIODOS SÃO 1N4007,
  • IC = 4017,
  • T1 = BC 547, T2 = BC 557,
  • IC2 = 7812
  • TRANSFORMADOR = 0-12V, 500ma, ENTRADA DE ACORDO COM AS ESPECIFICAÇÕES DA ÁREA.

Como funciona

Sabemos que, em resposta a cada pulso lógico alto no pino nº 14, os pinos de saída do IC 4017 são sequencialmente elevados de nº 3 para nº 11 na ordem: 3, 4, 2, 7, 1, 5, 6, 9, 10 e 11.

No entanto, este procedimento pode ser interrompido a qualquer momento e repetido simplesmente conectando qualquer um dos pinos acima para redefinir o pino nº 15.

Por exemplo (no presente caso), o pino 4 do IC é conectado ao pino 15, portanto, a sequência será restrita e retornará à sua posição inicial (pino 3) toda vez que a sequência (lógica alta) alcance o pino 4 e o ciclo se repete.

Significa simplesmente que a sequência agora alterna entre o pino 3 e o pino 2 de um lado para o outro, o que é uma ação típica de alternância. A operação deste circuito eletrônico de chave seletora pode ser compreendida ainda a seguir:

Cada vez que um gatilho positivo é aplicado à base T1, mova e puxe o pino nº 14 do IC para o chão. Isso leva o IC à posição de espera.

No momento em que o gatilho é removido, T1 para de dirigir, o pino 14 agora recebe instantaneamente um pulso positivo de R1. O IC reconhece isso como um sinal de relógio e rapidamente alterna sua saída do pino inicial 3 para o pino 2.

O próximo pulso produz o mesmo resultado, agora a saída muda do pino n. ° 2 ao pino n. ° 4, mas desde o pino n. # 4 está conectado para redefinir o pino n. ° 15, como explicado, a situação retorna ao pino n. ° 3 (ponto de partida).

Portanto, o procedimento é repetido toda vez que T1 recebe um gatilho, manualmente ou através de um circuito externo.

Videoclipe:

Atualização de circuito para controlar mais de uma carga

Agora vamos ver como o conceito IC 4017 anterior pode ser atualizado para operar 10 possíveis cargas elétricas através de um único botão.

A idéia foi solicitada pelo Sr. Dheeraj.

Objetivos e requisitos do circuito

Eu sou Dhiraj Pathak de Assam, Índia.

De acordo com o diagrama abaixo, as seguintes operações devem ser executadas:

  • Quando o interruptor CA S1 é ligado pela primeira vez, a carga CA 1 deve ser ligada e permanecer no estado LIGADO até que S1 seja desligado. A carga CA 2 deve permanecer desligada durante esta operação
  • Na segunda vez em que S1 é ligado novamente, a carga CA 2 deve ligar e permanecer ligada até S1 desligar. A carga CA 1 deve permanecer desligada durante esta operação
  • Na terceira vez em que S1 é ligado novamente, as duas cargas CA devem ligar e permanecer acesas até que S1 desligue. Na quarta vez em que S1 é ligado, o ciclo operacional deve ser repetido conforme mencionado nas etapas 1, 2 e 3.

1590494577 422 5 circuitos flip flop legais carregamento on off comMinha intenção é usar esse design na minha sala de estar individual no meu apartamento alugado. A sala possui fiação oculta e o ventilador está localizado no centro do teto.

A luz será conectada paralelamente ao ventilador como uma luz central para a sala. Não há saída adicional no centro do telhado. A única saída disponível é para o ventilador.

Não quero passar cabos separados da unidade de controle para a luz central. Então, pensei em projetar um circuito lógico que pudesse detectar o status (ligado / desligado) da fonte de alimentação e alterar as cargas de acordo.

Para usar a luz central, não quero manter o ventilador ligado o tempo todo e vice-versa.

Toda vez que o circuito é ligado, o último estado conhecido deve acionar a próxima operação do circuito.

O desenho

Abaixo está um simples circuito eletrônico personalizado para executar as funções mencionadas acima, sem um MCU. Um interruptor do tipo campainha é usado para executar a comutação sequencial da luz e do ventilador conectados.

O design é auto-explicativo; se você tiver alguma dúvida sobre a descrição do circuito, não hesite em esclarecê-lo através de seus comentários.

Circuito de flip flop controlado pelo botão ON OFFInterruptor eletrônico sem botão

Com base na solicitação e nos comentários recebidos do Sr. Dheeraj, o design acima pode ser modificado para funcionar sem um botão … ou seja, usando o interruptor ON / OFF existente no lado de entrada da rede para gerar as seqüências alternância especificada.

O design atualizado pode ser visto na figura a seguir:

Interruptor eletrônico sem botãoOutro relé de botão ON interessante que pode ser configurado com um único botão pode ser configurado com um único IC 4093. Vamos aprender os procedimentos com a seguinte explicação.

2) Circuito de flip flop exato do CMOS usando o IC 4093

Circuito simples de flip-flop com portões e IC 4093Detalhes da pinagem IC4093

circuito ultrassonico de repelente de pragas projetos de circuitosLista de peças

  • R3 = 10K,
  • R4, R5 = 2M2,
  • R6, R7 = 39K,
  • C4, C5 = 0,22, DISC,
  • C6 = 100µF / 25V,
  • D4, D5 = 1N4148,
  • T1 = BC 547,
  • IC = 4093

O segundo conceito é sobre um circuito razoavelmente preciso que pode ser feito usando três portas IC 4093. Observando a figura, vemos que as entradas de N1 e N2 se juntam para formar inversores lógicos, assim como portas NO.

Isso significa que qualquer nível lógico aplicado às suas entradas será invertido nas suas saídas. Além disso, essas duas portas são conectadas em série para formar uma configuração de travamento com a ajuda de um loop de feedback através do R5.

N1 e N2 travam instantaneamente o momento em que você detecta um gatilho positivo em sua entrada. Outra porta N3 foi basicamente introduzida para quebrar essa trava alternadamente após cada pulso de entrada subsequente.

A operação do circuito pode ser melhor compreendida com a seguinte explicação:

Como funciona

Ao receber um pulso na entrada do acionador, N1 responde rapidamente, sua saída muda de estado, forçando N2 a também mudar de estado.

Isso faz com que a saída de N2 seja alta, fornecendo feedback (via R5) para a entrada de N1 e os dois portões bloqueados nessa posição. Nesta posição, a saída N2 está bloqueada na lógica alta, o circuito de controle acima ativa o relé e a carga conectada.

A saída alta também carrega C4 lentamente, então agora uma entrada do gate N3 se torna alta. Neste momento, a outra entrada de N3 é mantida em baixa lógica por R7.

Agora, um pulso no ponto de disparo fará com que essa entrada aumente momentaneamente também, forçando sua saída a diminuir. Isso empurrará a entrada do N1 para o solo através do D4, quebrando instantaneamente a trava.

Isso fará com que a saída N2 seja baixa, desativando o transistor e o relé. O circuito retornou ao seu estado original e está pronto para o próximo acionador de entrada repetir todo o procedimento.

3) Circuito de flip flop usando IC 4013

A rápida disponibilidade de muitos CIs CMOS tornou muito complicado o design de circuitos, e os novos entusiastas certamente gostam de fazer circuitos com esses excelentes CIs.

Um desses dispositivos é o IC 4013, que é basicamente um IC de flip-flop duplo tipo D e pode ser usado discretamente para implementar as ações propostas.

Em resumo, o IC possui dois módulos integrados que podem ser facilmente configurados como chinelos, simplesmente adicionando alguns componentes passivos externos.

Função de pinagem IC 4013

O IC pode ser entendido com os seguintes pontos.

Cada módulo individual de flip-flop consiste nas seguintes saídas de pinos:

  1. Q e Qdash = Saídas complementares
  2. CLK = Entrada do relógio.
  3. Dados = pino irrelevante, devem ser conectados à linha de alimentação positiva ou negativa.
  4. SET e RESET = pinos complementares usados ​​para configurar ou redefinir as condições de saída.

As saídas Q e Qdash alteram alternadamente seus estados lógicos em resposta às entradas de configuração / reset ou pin do relógio.

Quando uma frequência de relógio é aplicada à entrada CLK, as saídas Q e Qdash mudam de estado alternadamente à medida que os relógios se repetem.

Da mesma forma, o status Q e Qdash pode ser alterado pressionando manualmente o conjunto ou os pinos de redefinição com uma fonte de tensão positiva.

Normalmente, o conjunto e o pino de redefinição devem ser aterrados quando não estiverem em uso.

O diagrama de circuito a seguir mostra uma configuração simples do IC 4013 que pode ser usada como um circuito de flip-flop e aplicada às necessidades previstas.

Ambos podem ser usados, se necessário; no entanto, se apenas um for usado, verifique se os pinos de ajuste / redefinição / dados e relógio da outra seção não utilizada estão adequadamente aterrados.

Esquema de conexão do pino IC 4013

Abaixo você pode ver um exemplo prático de um circuito de flip-flop, usando o IC 4013 explicado acima

Diagrama do circuito do flip-flop IC 4013Memória de backup e falha de rede para o circuito Flip Flp

Se você estiver interessado em incluir uma memória de falha de rede e uma instalação de backup para o design 4013 explicado acima, poderá atualizá-la com um backup de capacitor, conforme mostrado na figura abaixo:

Circuito IC 4013 do flip-flop com memória de falha de redeComo você pode ver, uma rede de capacitores e resistores de alto valor é adicionada ao terminal de alimentação de IC e também um par de diodos para garantir que a energia armazenada no capacitor seja usada para fornecer apenas o IC e não o outro estágios externos

Sempre que a rede elétrica de CA falha, o capacitor de 2200 uF constantemente e muito lentamente permite que sua energia armazenada alcance o pino de alimentação do IC, mantendo a “memória viva” do IC e garantindo que a posição fechada seja lembrada pelo IC enquanto a rede não está disponível.

Assim que a rede retorna, o IC executa a ação de travamento original no relé de acordo com a situação acima e, assim, impede que os relés percam o estado anterior durante a ausência da rede.

4) Interruptor de alavanca eletrônico de 220V SPDT com IC 741

Uma chave seletora refere-se a um dispositivo usado para ligar e desligar um circuito elétrico alternadamente, quando necessário.

Normalmente, interruptores mecânicos são usados ​​para essas operações e são amplamente utilizados onde é necessária a comutação elétrica. No entanto, os interruptores mecânicos têm uma grande desvantagem, são propensos ao desgaste e tendem a produzir faíscas e ruído de RF.

Um circuito simples explicado aqui fornece uma alternativa eletrônica para as operações acima. Usando um único amplificador operacional e algumas outras partes passivas baratas, um interruptor eletrônico muito interessante pode ser construído e usado para esse fim.

Circuito de flip-flop IC 741 Embora o circuito também utilize um dispositivo de entrada mecânico, esse comutador mecânico é um pequeno microinterruptor que requer apenas um pulso alternativo para implementar as ações de alternância propostas.

Um microinterruptor é um dispositivo versátil, altamente resistente a tensões mecânicas e, portanto, não afeta a eficiência do circuito.

Como funciona o circuito

A figura mostra um projeto de circuito eletrônico de chave seletora direta, incorporando um opamp 741 como parte principal.

O IC é configurado como um amplificador de alto ganho e, portanto, sua saída tende a disparar facilmente para a lógica 1 ou lógica 0, alternativamente.

Uma pequena porção do potencial de saída é reaplicada à entrada não inversora de opamp

Quando o botão é operado, C1 se conecta à entrada inversora do opamp.

Supondo que a saída estivesse no 0 lógico, o opamp muda imediatamente de estado.

C1 agora começa a carregar através de R1.

No entanto, manter o interruptor pressionado por um longo período de tempo cobrará apenas C1 fracionadamente e somente quando C1 for liberado, ele começará a carregar e continuará carregando até o nível de tensão de alimentação.

Como o comutador está aberto, C1 agora está desconectado e isso ajuda a “reter” as informações de saída.

Agora, se o interruptor for pressionado mais uma vez, a saída alta através do C1 totalmente carregado estará disponível na entrada inversora do amplificador operacional, o amplificador operacional novamente muda de estado e cria um 0 lógico na saída para C1 iniciar descarregar trazendo a posição do circuito para a condição original.

O circuito é restaurado e está pronto para a próxima repetição do ciclo anterior.

A saída é uma configuração padrão do gatilho triac usada para responder às saídas do opamp para as ações de comutação relevantes da carga conectada.

Lista de peças

  • R1, R8 = 1M,
  • R2, R3, R5, R6 = 10K,
  • R4 = 220K,
  • R7 = 1K
  • C1 = 0,1uF,
  • C2, C3 = 474 / 400V,
  • S1 = botão do microinterruptor,
  • IC1 = 741
  • Triac BT136

5) Transistor Bistable do falhanço de aleta

Sob esse quinto e último projeto de flip-flop, mas não menos importante, aprendemos um par de circuitos de flip-flop transistorizados que podem ser usados ​​para ativar / desativar uma carga usando um gatilho de botão único. Estes também são chamados de circuitos de transistores biestáveis.

O termo transistor biestável refere-se a um estado de um circuito em que o circuito trabalha com um gatilho externo para estabilizar (permanentemente) em dois estados: estado ON e estado OFF, daí o nome biestável que significa estável em qualquer um dos estados ON / FORA.

Esta alternância estável de ON / OFF do circuito pode ser feita alternativamente através de um botão mecânico ou de entradas digitais de acionamento de tensão.

Vamos entender os circuitos de transistores biestáveis ​​propostos com a ajuda dos dois exemplos de circuitos a seguir:

Operação em circuito

No primeiro exemplo, podemos ver um circuito simples de transistor de acoplamento cruzado que se assemelha muito a uma configuração de multivibrador monoestável, exceto pela base dos resistores positivos intencionalmente ausentes aqui.

Compreender a operação biestável do transistor é bastante simples.

Assim que a energia é ligada, dependendo do leve desequilíbrio nos valores dos componentes e nas características do transistor, um dos transistores liga-se completamente e o outro desliga-se completamente.

Suponha que consideremos que o transistor do lado direito é acionado primeiro, ele recebe sua polarização pelo LED do lado esquerdo, 1k e pelo capacitor de 22uF.

Uma vez que o transistor do lado direito tenha mudado completamente, o transistor esquerdo será desligado completamente, pois sua base será aterrada agora através do resistor de 10k através do coletor / emissor do transistor direito.

A posição anterior permanecerá sólida e permanente enquanto a energia do circuito for mantida ou até que o interruptor seja pressionado.

Quando o botão de pressão exibido é momentaneamente pressionado, o capacitor esquerdo de 22uF agora não será capaz de mostrar qualquer resposta, pois já está totalmente carregado; no entanto, o 22uF certo no estado descarregado terá a oportunidade de dirigir livremente e fornecer uma polarização mais difícil. para o transistor esquerdo, ele será ativado automaticamente, revertendo a situação a seu favor, onde o transistor do lado direito será forçado a desligar.

A posição anterior permanecerá intacta até que o botão seja pressionado novamente. A alavanca pode ser movida alternadamente da esquerda para a direita do transistor e vice-versa, acionando a chave momentaneamente.

Os LEDs conectados acenderão alternadamente, dependendo de qual transistor acender devido a ações biestáveis.

Diagrama de circuito

1590494580 18 5 circuitos flip flop legais carregamento on off comCircuito biestável biestável com transistor usando um relé

No exemplo acima, aprendemos como um par de transistores pode ser travado nos modos flip-flop pressionando um único botão e usado para alternar os LEDs relevantes e as solicitações necessárias.

Em muitas ocasiões, uma comutação de relé se torna essencial para alterar cargas externas mais pesadas. O mesmo circuito explicado acima pode ser aplicado para ativar um relé ON / OFF com algumas modificações comuns.

Observando a seguinte configuração flip-flop do transistor, vemos que o circuito é basicamente idêntico ao anterior, exceto o LED à direita, que agora é substituído por um relé, e os valores de resistência foram ajustados um pouco para fornecer mais corrente do que você pode necessário para o relé de ativação.
As operações do circuito também são idênticas.

Pressionar o interruptor liga ou desliga o relé, dependendo da condição inicial do circuito.

O relé pode alternativamente ser alternado de um estado LIGADO para um estado DESLIGADO simplesmente pressionando o botão conectado quantas vezes desejar para alterar a carga externa conectada aos contatos do relé de acordo.

Flip-flop Imagem de flip-flop

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FONTE

Nota: Este foi traduzido do Inglês para português (auto)

Pode conter erros de tradução

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Veja na FONTE até ser revisado o post.

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