מתג "Clap On Clap Off" הוא מושג מעניין שיכול לשמש אוטומציה ביתית. זה עובד כמתג שמפעיל ומכבה את המכשירים על ידי השמעת צליל מחיאות כפיים. אמנם שמו הוא "מתג מחיאות כף", אך ניתן להפעיל אותו על ידי כל צליל של בערך אותו גובה צליל מחיאות כפיים. המרכיב העיקרי במעגל הוא המיקרופון הקבל החשמלי, ששימש כחיישן קול. הקבל מיקרופון בעצם ממיר אנרגיית קול לאנרגיה חשמלית, שבתורו משמש להפעלת 555 טיימר IC דרך טרנזיסטור. והפעלת 555 ic עובדת כדופק שעון לכפכף מסוג D והיה נדלק על ה- LED, שיישאר דולק עד שדופק השעון הבא פירושו עד למחיאה / צליל הבא. אז זהו מתג המחיאות אשר יופעל עם מחיאת הכף הראשונה ויכבה עם המחיאה השנייה. אם נסיר את הכפכף מסוג D מהמעגל, ה- LED יכבה באופן אוטומטי לאחר זמן מה והפעם יהיה 1.1xR1xC1 שניות, מה שהסברתי במעגל הקודם של מתג הכפיים. להבנה טובה יותר, אני ממליץ ללמוד את המעגל הקודם לפני ללמוד את זה.
הסבר עבודה
כאן אנו משתמשים במיקרופון הקבל החשמלי לחישת הצליל, טרנזיסטור להפעלת טיימר 555 IC, 555 IC להגדרת & איפוס הכפכף מסוג D וכפכף מסוג D כדי לזכור את רמת ההיגיון (נורית ON או OFF) עד הבא מחיאה / קול.
רכיבים
מיקרופון הקבל
555 טיימר IC
טרנזיסטור BC547
נגדים (1k, 47k, 100k אוהם)
קבל (10uF)
IC7474 ליתר דיוק DM74S74N (כפכף מסוג D)
נורית וסוללה (5-9 וולט)
תרשים מעגל והסבר
אתה יכול לראות את החיבורים שלמעלה " למחוא כף על תרשים המעגל ". בתחילה הטרנזיסטור נמצא במצב OFF מכיוון שאין מספיק מתח פולט בסיס (0.7v) להפעלתו. והנקודה A נמצאת בפוטנציאל גבוה, ונקודה A מחוברת לסיכה 2 של 555 IC, כתוצאה מכך גם סיכה 2 היא בעלת פוטנציאל גבוה. כידוע, כדי להפעיל את 555 IC דרך טריגר PIN 2, המתח של ה- PIN 2 חייב להיות מתחת ל- Vcc / 3. כך שבשלב זה אין פלט ב- OUT PIN 3, פירושו שאין דופק שעון לכפכף מסוג D (IC 7474), ולכן אין תגובה מכפכף מסוג D, ולכן ה- LED כבוי.
כעת כאשר אנו מפיקים צליל ליד מיקרופון מעבה, צליל זה יומר לאנרגיה חשמלית והוא יגביר את הפוטנציאל בבסיס, אשר יפעיל את הטרנזיסטור. ברגע שהטרנזיסטור יופעל, הפוטנציאל בנקודה A יהפוך נמוך והוא יפעיל את 555 IC בגלל המתח הנמוך (מתחת ל- Vcc / 3) בפין ההדק 2. אז פלט ה- PIN3 יהיה גבוה ושעון חיובי דופק יופעל על כפכף מסוג D, מה שגורם לכפכף להגיב ונורית LED תידלק. מצב SET זה של כפכף יישאר כפי שהוא עד לדופק השעון הבא (מחיאת הכף הבאה). עבודה מפורטת של כפכף מסוג D ניתנה להלן.
כאן אנו משתמשים ב- 555 טיימר IC במצב מונוסטבל, שהפלט שלו (PIN 3 מתוך 555 IC) שימש כדופק שעון לכפכף מסוג D. אז דופק השעון יהיה HIGH למשך 1.1xR1xC1 שניות ואז הוא יהפוך ל- LOW. אתה יכול ללמוד 555 פעולות IC באמצעות כמה מעגלי טיימר 555 כאן.
עבודה של כפכף מסוג D
כאן אנו משתמשים בכפכף החיובי המופעל מסוג D, מה שאומר שכפכף זה מגיב רק כאשר דופק השעון יעבור מ- LOW ל- HIGH. OUTPUT Q יוצג בהתאם למצב INPUT D, בזמן מעבר דופק השעון (נמוך לגבוה). הכפכף זוכר את מצב ה- OUTPUT הזה Q (או HIGH או LOW), עד לדופק השעון החיובי הבא (נמוך עד גבוה). ושוב מראה את ה- OUPUT Q, בהתאם למצב הקלט D, בזמן מעבר דופק השעון (LOW to HIGH)
כפכף מסוג D הוא בעצם הגרסה המתקדמת של הכפכף SR. בכפכף SR, ה- S = 0 ו- R = 0 אסורים מכיוון שהוא גורם לכפכף להתנהג באופן בלתי צפוי. בעיה זו נפתרה בכפכף מסוג D, על ידי הוספת מהפך בין שתי הכניסות (ראה תרשים) והכניסה השנייה ניתנת על ידי דופק השעון לשני השערים NAND. מהפך מוצג כדי להימנע מאותן רמות לוגיות בשני הקלטים, כך שמצב "S = 0 ו- R = 0" לעולם לא יתרחש.
כפכף מסוג D אינו משנה את מצבו בזמן שדופק השעון נמוך, משום שהוא נותן את רמת ההיגיון המוצא "1" בשערי NAND A ו- B, המהווה את הכניסה לשערי NAND X ו- Y. וכששניהם התשומות הן 1 לשערי NAND X ו- Y, ואז הפלט לא משתנה (זכור את הכפכף SR). המסקנה היא שהיא לא תשנה את מצבה בזמן שעון השעון נמוך, ללא קשר לכניסה D. הוא ישתנה רק כשיש מעבר בדופק השעון מ נמוך ל- HIGH. זה לא ישתנה בתקופה HIGH ו- LOW. אנו יכולים להסיק את טבלת האמת עבור הכפכף הזה:
|
קלק |
ד |
ש |
ש ' |
תיאור |
|
↓ »0 |
איקס |
ש |
ש ' |
זיכרון ללא שינוי |
|
↑ »1 |
0 |
0 |
1 |
אפס ש '0 |
|
↑ »1 |
1 |
1 |
0 |
הגדר ש '1 |
IC 7474
השתמשנו ב- IC DM74S74N מסדרת 7474. IC DM74S74N הוא ה- Flip-flop IC הכפול מסוג D, בו ישנם שני כפכפים מסוג D, אשר ניתן להשתמש בהם בנפרד או כשילוב של מתג-עבד. אנו משתמשים בכפכף אחד מסוג D במעגל שלנו. סיכות לכפכף הראשון D הן הצד השמאלי ולכפכף השני הן בצד ימין. כמו כן ישנם סיכות PRE ו- CLR לשני הכפכפים מסוג D שהם סיכות פעילות נמוכות. סיכה זו שימשה להגדרה או איפוס של הכפכף מסוג D בהתאמה, ללא קשר לקלט D ולשעון. חיברנו את שניהם ל- Vcc כדי להפוך אותם ללא פעילים.
לאחר הבנת הכפכף מסוג D וה- IC DM74S74N, אנו יכולים להבין בקלות את השימוש בכפכף מסוג D במעגל שלנו. כאשר הפעלנו לראשונה את ה- 555 IC על ידי מחיאת כף ראשונה, נורית הנורה זוהרת כאשר אנו מקבלים Q = 1 ו- Q '= 0. והוא יישאר פועל עד להדק הבא או לדופק השעון החיובי הבא (LOW to HIGH). חיברנו את Q 'ל- INPUT D, כך שכאשר ה- LED זוהר, Q' = 0 ממתין לדופק השעון השני, כך שניתן להחיל אותו על ה- INPUT D והופך את Q = 0 ו- Q '= 1, אשר ב מכבה את כיבוי הנורית. כעת Q '= 1 ממתין לדופק השעון הבא כדי להדליק את ה- LED על ידי החלת Q' = 1 על INPUT D, וכך הלאה תהליך זה ימשיך.
כדי לבדוק את המעגל הזה אתה צריך למחוא כפיים בקול רם שכן למיקרופון הקבל הקטן הזה אין טווח ארוך. או שאתה יכול להכות ישירות על המיקרופון (כמו שעשיתי בסרטון).
כמה נקודות חשובות
- אם המעגל לא עובד בהתחלה, חבר את CLR (PIN1 של IC DM74S74N) לקרקע כדי לאפס את הכפכף ואז התחבר שוב ל- Vcc כפי שמוצג במעגל.
- אנו יכולים לשנות את המעגל הזה באמצעות ממסר כדי לשלוט בהתקנים האלקטרוניים (120 / 220V AC).
- יש לחבר את מספר PIN 5 של 555 טיימר IC לקרקע באמצעות קבלים 0.01uF.
- עלינו להשתמש בנגד 220 אוהם כדי לחבר לד.