5 Sirkuit Flip Flop Menarik - Muat ON / OFF dengan Push-Button

Lima rangkaian saklar toggle flip flop elektronik sederhana namun efektif dapat dibangun di sekitar IC 4017, IC 4093, dan IC 4013. Kita akan melihat bagaimana hal ini dapat diterapkan untuk mematikan relai secara bergantian ON OFF , yang pada gilirannya akan mengalihkan beban elektronik seperti kipas angin, lampu, atau peralatan serupa dengan menggunakan satu kali penekanan tombol.

Apa itu Sirkuit Flip Flop

Rangkaian relay flip flop bekerja pada a sirkuit bistable konsep di mana ia memiliki dua tahap stabil, ON atau OFF. Ketika digunakan dalam rangkaian aplikasi praktis, ini memungkinkan beban yang terhubung untuk beralih secara bergantian dari status ON ke status OFF dan sebaliknya sebagai respons terhadap pemicu sakelar ON / OFF eksternal.

Dalam contoh berikut, kita akan belajar cara membuat rangkaian relay flip flop berbasis IC 4017 dan 4093 IC. Ini dirancang untuk merespons pemicu alternatif melalui tombol tekan, dan dengan demikian mengoperasikan relai dan beban secara bergantian dari status ON ke status OFF dan sebaliknya.

Dengan menambahkan hanya beberapa komponen pasif lainnya, rangkaian dapat dibuat untuk beralih secara akurat melalui pemicu masukan berikutnya baik secara manual atau elektronik.

Mereka dapat dioperasikan melalui pemicu eksternal baik secara manual atau panggung elektronik.

1) Sirkuit Saklar Flip Flop Elektronik Sederhana Menggunakan IC 4017

Ide pertama berbicara tentang rangkaian sakelar sakelar flip flop elektronik yang berguna yang dibangun di sekitar IC 4017. Jumlah komponen di sini minimum, dan hasil yang diperoleh selalu sesuai dengan standar.

Mengacu pada gambar kita melihat bahwa IC disambungkan ke konfigurasi standarnya, yaitu logika tinggi pada outputnya bergeser dari satu pin ke pin lainnya dalam pengaruh jam yang diterapkan pada pin # 14 .

Toggling alternatif pada input clocknya dikenali sebagai pulsa clock dan diubah menjadi toggling yang diperlukan pada pin outputnya. Seluruh operasi semoga saya mengerti dengan poin-poin berikut:

Daftar Bagian

• R4 = 10K,
• R5 = 100K,
• R6, R7 = 4K7,
• C6, C7 = 10µF / 25V,
• C8 = 1000µF / 25V,
• C10 = 0,1, DISC,
• SEMUA DIODA ADALAH 1N4007,
• IC = 4017,
• T1 = BC 547, T2 = BC 557,
• IC2 = 7812
• TRANSFORMER = 0-12V, 500ma, INPUT SEBAGAI SPESIFIKASI PER AREA.

Bagaimana itu bekerja

Kita tahu bahwa sebagai respons terhadap setiap pulsa logika tinggi pada pin # 14, pin keluaran IC 4017 dialihkan tinggi secara berurutan dari # 3 ke # 11 dengan urutan: 3, 4, 2, 7, 1, 5, 6, 9, 10, dan 11.

Namun, proses ini dapat dihentikan kapan saja dan diulangi hanya dengan menghubungkan salah satu pin di atas ke pin setel ulang # 15.

Misalnya (dalam kasus ini), pin # 4 dari IC dihubungkan ke pin # 15, oleh karena itu, urutan akan dibatasi dan akan memantul kembali ke posisi awal (pin # 3) setiap kali urutan (logika Tinggi) mencapai pin # 4 dan siklus berulang.

Ini berarti bahwa sekarang urutannya beralih dari pin # 3 ke pin # 2 secara bolak-balik yang merupakan tindakan toggling yang khas. Pengoperasian rangkaian sakelar sakelar elektronik ini selanjutnya dapat dipahami sebagai berikut:

Setiap kali pemicu positif diterapkan ke dasar T1, ia melakukan dan menarik pin # 14 dari IC ke ground. Ini membawa IC ke posisi siaga.

Saat pelatuk dilepas, T1 berhenti bekerja, pin # 14 sekarang langsung menerima pulsa positif dari R1. IC mengakui ini sebagai sinyal clock dan dengan cepat mengubah outputnya dari pin awal # 3 ke pin # 2.

Pulsa berikutnya menghasilkan hasil yang sama sehingga sekarang output bergeser dari pin # 2 ke pin # 4, tetapi karena pin # 4 dihubungkan ke reset pin # 15, seperti yang sudah dijelaskan, keadaan memantul kembali ke pin # 3 (titik awal) .

Jadi prosedur ini diulangi setiap kali T1 menerima pemicu baik secara manual atau melalui sirkuit eksternal.

Klip video:

Meningkatkan sirkuit untuk mengontrol lebih dari satu beban

Sekarang mari kita lihat bagaimana konsep IC 4017 di atas dapat ditingkatkan untuk mengoperasikan 10 kemungkinan beban listrik melalui satu tombol tekan.

Ide tersebut diminta oleh Bapak Dheeraj.

Tujuan dan Persyaratan Sirkuit

Saya Dhiraj Pathak dari Assam, India.

Sesuai diagram di bawah ini, operasi berikut harus dilakukan -

• Sakelar AC S1 ketika dinyalakan untuk pertama kalinya, beban AC 1 harus dinyalakan dan tetap dalam kondisi ON sampai S1 dimatikan. Beban AC 2 harus tetap mati selama operasi ini
• Kedua kalinya ketika S1 dinyalakan kembali, Beban AC 2 harus ON dan tetap ON sampai S1 dimatikan. Beban AC 1 harus tetap mati selama operasi ini
• Ketiga kalinya ketika S1 dinyalakan kembali, kedua beban AC harus ON dan tetap ON sampai S1 dimatikan. Keempat kalinya saat S1 DIAKTIFKAN, siklus operasi harus berulang seperti yang disebutkan pada langkah 1, 2 dan 3.

Tujuan saya adalah menggunakan desain ini di ruang tamu tunggal di apartemen sewaan saya. Kamar memiliki kabel tersembunyi dan kipas terletak di tengah atap.

Lampu akan dihubungkan sejajar dengan kipas sebagai lampu tengah untuk ruangan. Tidak ada stopkontak tambahan di tengah atap. Hanya outlet yang tersedia untuk kipas angin.

Saya tidak ingin menjalankan kabel terpisah dari switchboard ke lampu tengah. Oleh karena itu, saya merancang sirkuit logis yang dapat mendeteksi keadaan (On / OFF) sumber daya dan mengalihkan beban yang sesuai.

Untuk menggunakan lampu tengah, saya tidak ingin kipas terus ON sepanjang waktu dan sebaliknya.

Setiap kali rangkaian dinyalakan, status terakhir yang diketahui harus memicu pengoperasian rangkaian selanjutnya.

Desain

Rangkaian sakelar elektronik sederhana yang disesuaikan untuk menjalankan fungsi yang disebutkan di atas ditunjukkan di bawah ini, tanpa MCU. Sakelar jenis tombol tekan bel digunakan untuk menjalankan sakelar berurutan untuk lampu dan kipas yang terhubung.

Desainnya cukup jelas, jika Anda memiliki keraguan tentang deskripsi sirkuit, silakan klarifikasi melalui komentar Anda.

Sakelar Elektronik tanpa Tombol Tekan

Sesuai permintaan dan umpan balik yang diterima dari Tn. Dheeraj, desain di atas dapat dimodifikasi untuk bekerja tanpa tombol tekan .... yaitu, menggunakan sakelar ON / OFF yang ada di sisi input utama untuk menghasilkan urutan toggling yang ditentukan .

Desain yang diperbarui dapat disaksikan pada gambar di bawah ini:

Menarik lainnya ON OFF relay penyihir dengan satu tombol dapat dikonfigurasi menggunakan satu IC 4093. Mari pelajari prosedurnya dengan penjelasan berikut.

2) Sirkuit Flip Flop CMOS Akurat Menggunakan IC 4093

Rincian Pinout IC4093

Daftar Bagian

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

Konsep kedua adalah tentang rangkaian yang agak akurat dapat dibuat menggunakan tiga gerbang IC 4093 . Melihat gambar tersebut kita melihat bahwa input dari N1 dan N2 digabungkan untuk membentuk inverter logika, seperti gerbang NOT.

Artinya, apa saja tingkat logika yang diterapkan pada masukan mereka akan dibalik pada keluarannya. Selain itu, kedua gerbang ini dihubungkan secara seri untuk membentuk a konfigurasi latch dengan bantuan umpan balik melalui R5.

N1 dan N2 akan langsung mengunci saat ia merasakan pemicu positif pada inputnya. Gerbang lain N3 telah diperkenalkan pada dasarnya untuk memutus kait ini secara bergantian setelah setiap pulsa input berikutnya.

Fungsi rangkaian selanjutnya dapat dipahami dengan penjelasan sebagai berikut:

Bagaimana itu bekerja

Saat menerima pulsa pada input pemicu, N1 dengan cepat merespons, outputnya berubah status yang memaksa N2 untuk juga mengubah status.

Hal ini menyebabkan output N2 menjadi tinggi memberikan umpan balik (melalui R5) ke input N1 dan kedua gerbang terkunci pada posisi itu. Pada posisi ini, keluaran N2 terkunci pada logika tinggi, rangkaian kontrol sebelumnya mengaktifkan relai dan beban yang terhubung.

Output tinggi juga perlahan mengisi C4, sehingga sekarang salah satu input gerbang N3 menjadi tinggi. Pada titik ini, input N3 lainnya ditahan pada logika rendah oleh R7.

Sekarang pulsa pada titik pemicu akan membuat input ini juga naik sebentar, memaksa outputnya turun. Ini akan menarik masukan N1 ke ground melalui D4, langsung mematahkan kait.

Ini akan membuat output N2 menjadi rendah, menonaktifkan transistor dan relai. Sirkuit sekarang kembali ke keadaan semula dan siap untuk pemicu masukan berikutnya untuk mengulangi seluruh prosedur.

3) Sirkuit Flip Flop menggunakan IC 4013

Ketersediaan cepat dari banyak IC CMOS saat ini telah membuat perancangan sirkuit yang jauh lebih rumit permainan anak-anak, dan tidak diragukan lagi para penggemar baru menikmati membuat sirkuit dengan IC yang luar biasa ini.

Salah satu perangkat tersebut adalah IC 4013, yang pada dasarnya merupakan IC flip flop tipe-D ganda, dan dapat digunakan secara terpisah untuk mengimplementasikan tindakan yang diusulkan.

Singkatnya, IC membawa dua modul bawaan yang dapat dengan mudah dikonfigurasi sebagai sandal jepit hanya dengan menambahkan beberapa komponen pasif eksternal.

Fungsi Pinout IC 4013

IC dapat dipahami dengan poin-poin berikut.

Setiap modul flip flop terdiri dari pin out berikut:

1. Q dan Qdash = Keluaran pelengkap
2. CLK = Input jam.
3. Data = Pin out yang tidak relevan, harus dihubungkan ke jalur suplai positif atau jalur suplai negatif.
4. SET dan RESET = Pin out komplementer yang digunakan untuk mengatur atau mengatur ulang kondisi keluaran.

Output Q dan Qdash mengganti status logikanya secara bergantian sebagai respons terhadap input set / reset atau clock pin out.

Ketika frekuensi clock diterapkan pada input CLK, output Q dan Qdash berubah status secara bergantian selama clock terus berulang.

Demikian pula status Q dan Qdash dapat diubah dengan menggerakkan set secara manual atau pin reset dengan sumber tegangan positif.

Biasanya set dan pin reset harus dihubungkan ke ground saat tidak digunakan.

Diagram rangkaian berikut menunjukkan pengaturan IC 4013 sederhana yang dapat digunakan sebagai rangkaian flip flop dan diterapkan untuk kebutuhan yang dimaksudkan.

Keduanya dapat digunakan jika diperlukan, namun jika hanya salah satu yang digunakan, pastikan set / reset / data dan pin jam dari bagian lain yang tidak digunakan telah di-ground dengan benar.

Contoh rangkaian aplikasi flip flop dapat dilihat di bawah ini, menggunakan IC 4013 yang dijelaskan di atas

Cadangan dan Memori Kegagalan Sumber Listrik untuk Sirkuit Flip Flp

Jika Anda tertarik untuk menyertakan memori kegagalan listrik dan fasilitas cadangan untuk desain 4013 yang dijelaskan di atas, Anda dapat memutakhirkannya dengan cadangan kapasitor seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut:

Seperti yang dapat dilihat, kapasitor dan jaringan resistor bernilai tinggi ditambahkan dengan terminal suplai IC, dan juga beberapa dioda untuk memastikan bahwa energi yang tersimpan di dalam kapasitor digunakan hanya untuk memasok IC dan bukan ke eksternal lainnya. tahapan.

Setiap kali listrik AC gagal, kapasitor 2200 uF dengan mantap dan sangat lambat memungkinkan energi yang tersimpan mencapai pin suplai IC menjaga 'memori hidup' IC dan untuk memastikan bahwa posisi kait diingat oleh IC saat listrik tidak tersedia .

Segera setelah sumber listrik kembali, IC mengirimkan aksi penguncian asli pada relai sesuai situasi sebelumnya, dan dengan demikian mencegah relai kehilangan status sakelar ON sebelumnya selama tidak ada sumber listrik.

4) Saklar Saklar Elektronik 220V SPDT menggunakan IC 741

Sakelar sakelar mengacu pada perangkat yang digunakan untuk menghidupkan dan mematikan rangkaian listrik secara bergantian kapan pun diperlukan.

Biasanya sakelar mekanis digunakan untuk operasi semacam itu dan digunakan secara ekstensif di mana pun sakelar listrik diperlukan. Namun sakelar mekanis memiliki satu kelemahan besar, mereka rentan terhadap keausan dan memiliki kecenderungan menghasilkan percikan dan kebisingan RF.

Sirkuit sederhana yang dijelaskan di sini memberikan alternatif elektronik untuk operasi di atas. Menggunakan satu di amp dan beberapa bagian pasif murah lainnya, sakelar sakelar elektronik yang sangat menarik dapat dibangun dan digunakan untuk tujuan tersebut.

Meskipun rangkaian juga menggunakan perangkat input mekanis tetapi sakelar mekanis ini adalah sakelar mikro kecil yang hanya membutuhkan dorongan alternatif untuk menerapkan tindakan toggling yang diusulkan.

Sakelar mikro adalah perangkat serbaguna dan sangat tahan terhadap tekanan mekanis dan oleh karena itu tidak mempengaruhi efisiensi rangkaian.

Bagaimana Fungsi Sirkuit

Gambar tersebut menunjukkan desain rangkaian sakelar sakelar elektronik langsung, yang menggabungkan 741 opamp sebagai bagian utama.

IC dikonfigurasi sebagai penguat gain tinggi dan oleh karena itu outputnya memiliki kecenderungan mudah dipicu ke logika 1 atau logika 0, secara bergantian.

Sebagian kecil dari potensi keluaran diterapkan kembali ke masukan non-pembalik dari opamp

Saat tombol tekan dioperasikan, C1 terhubung dengan input pembalik dari opamp.

Dengan asumsi output berada pada logika 0, opamp segera mengubah status.

C1 sekarang mulai mengisi daya melalui R1.

Namun tetap menekan sakelar untuk jangka waktu yang lebih lama hanya akan mengisi C1 sedikit dan hanya ketika dilepaskan C1 mulai mengisi daya dan terus mengisi hingga level tegangan suplai.

Karena sakelar terbuka, sekarang C1 terputus dan ini membantunya untuk 'menyimpan' informasi keluaran.

Sekarang jika sakelar ditekan sekali lagi, output tinggi melintasi C1 yang terisi penuh menjadi tersedia di input pembalik op amp, op amp sekali lagi berubah status dan menciptakan logika 0 pada output sehingga C1 mulai pemakaian membawa posisi rangkaian ke kondisi semula.

Sirkuit dipulihkan dan siap untuk pengulangan berikutnya dari siklus di atas.

Outputnya adalah standar pengaturan pemicu triac digunakan untuk menanggapi output dari opamp untuk tindakan switching yang relevan dari beban yang terhubung.

Daftar Bagian

• R1, R8 = 1M,
• R2, R3, R5, R6 = 10K,
• R4 = 220K,
• R7 = 1K
• C1 = 0.1uF,
• C2, C3 = 474 / 400V,
• S1 = Tombol Tekan sakelar mikro,
• IC1 = 741
• Triac BT136

5) Transistor Bistable Flip Flop

Di bawah desain fliop flop kelima dan terakhir ini, kita mempelajari beberapa rangkaian flip flop transistorized yang dapat digunakan untuk mengaktifkan / menonaktifkan beban melalui pemicu tombol tekan tunggal. Ini juga disebut rangkaian transistor bistable.

Istilah transistor bistable mengacu pada keadaan rangkaian di mana rangkaian bekerja dengan pemicu eksternal untuk membuat dirinya stabil (permanen) di atas dua keadaan: keadaan ON dan OFF, maka nama bistable berarti stabil pada kedua keadaan ON / OFF.

Toggling stabil ON / OFF dari rangkaian secara bergantian ini biasanya dapat dilakukan melalui tombol tekan mekanis atau melalui input pemicu tegangan digital.

Mari kita pahami rangkaian transistor bistable yang diusulkan dengan bantuan dua contoh rangkaian berikut:

Operasi Sirkuit

Pada contoh pertama kita dapat melihat rangkaian transistor gabungan silang sederhana yang terlihat sangat mirip dengan a multivibrator monostabil konfigurasi kecuali basis ke resistor positif yang hilang di sini dengan sengaja.

Memahami fungsi transistor bistable agak mudah.

Segera setelah daya DIAKTIFKAN, tergantung pada sedikit ketidakseimbangan dalam nilai komponen dan karakteristik transistor, salah satu transistor akan AKTIF sepenuhnya dan yang lain untuk MATI sepenuhnya.

Misalkan kita menganggap transistor sisi kanan untuk melakukan pertama, itu akan mendapatkan biasnya melalui LED sisi kiri, 1k dan kapasitor 22uF.

Setelah transistor sisi kanan telah diaktifkan sepenuhnya, transistor kiri akan mati sepenuhnya karena basisnya sekarang akan ditahan ke ground melalui resistor 10k di kolektor / emitor transistor kanan.

Posisi di atas akan dipertahankan kokoh dan permanen selama daya ke sirkuit dipertahankan atau sampai sakelar push-to-ON ditekan.

Ketika tombol tekan yang ditunjukkan ditekan sebentar, kapasitor 22uF kiri sekarang tidak akan dapat menunjukkan respons apa pun karena sudah terisi penuh, namun 22uF kanan dalam keadaan kosong akan mendapat kesempatan untuk bekerja dengan bebas dan memberikan bias yang lebih keras untuk transistor kiri yang akan langsung ON dan mengembalikan keadaan yang menguntungkannya, dimana transistor sebelah kanan akan dipaksa untuk mati.

Posisi di atas akan dipertahankan hingga tombol tekan kembali ditekan. Toggling dapat dibalik secara bergantian dari transistor kiri ke kanan dan sebaliknya dengan mengaktifkan sakelar tekan sebentar.

LED yang terhubung akan menyala bergantian tergantung pada transistor mana yang menjadi aktif karena tindakan bistable.

Diagram Sirkuit

Rangkaian transistor bistable flip-flop menggunakan relay

Dalam contoh di atas kita belajar bagaimana beberapa transistor dapat dibuat untuk mengunci dalam mode bistable dengan menekan satu tombol dan digunakan untuk mengubah LEds relevan dan indikasi yang diperlukan.

Dalam banyak kesempatan, toggling relai menjadi keharusan untuk mengalihkan beban eksternal yang lebih berat. Sirkuit yang sama yang dijelaskan di atas dapat diterapkan untuk mengaktifkan relai ON / OFF dengan beberapa modifikasi biasa.

Melihat konfigurasi transistor bistable berikut kita melihat bahwa rangkaian pada dasarnya identik dengan yang di atas kecuali LED sebelah kanan yang sekarang diganti dengan relai dan nilai resistor telah disesuaikan sedikit untuk memfasilitasi lebih banyak arus yang mungkin diperlukan untuk relai pengaktifan.
Operasi sirkuit juga identik.

Menekan sakelar akan mematikan atau menghidupkan relai tergantung pada kondisi awal rangkaian.

Relai dapat dibalik secara bergantian dari kondisi ON ke kondisi OFF hanya dengan menekan tombol tekan yang terpasang sebanyak yang diinginkan untuk mengalihkan beban eksternal yang terhubung dengan kontak relai yang sesuai.

Gambar Flip Flop Bistable

Apakah Anda ada ide lain yang menyesali proyek flip flop, silakan berbagi dengan kami, kami akan sangat senang mempostingnya di sini untuk Anda dan untuk kesenangan semua pembaca yang berdedikasi.

Sirkuit Flip Flop menggunakan IC 4027

Setelah menyentuh bantalan jari sentuh. Transistor T1 (sejenis pnp) mulai beroperasi. Pulsa yang dihasilkan pada jam input 4027 memiliki tepi yang sangat lamban (karena CI dan C2).

Dengan demikian (dan luar biasa) J -K flip-flop pertama pada 4027 kemudian berfungsi sebagai gerbang kontrol Schmitt yang mengubah pulsa yang sangat lamban pada inputnya (pin 13) menjadi sinyal listrik halus yang dapat ditambahkan ke jam flip-flop berikutnya. masukan (pin 3).

Setelah itu fungsi flip-flop kedua sesuai dengan buku teks, memberikan sinyal switching nyata yang dapat digunakan untuk menghidupkan dan mematikan relai melalui tahap transistor, T2.

Relai bekerja secara bergantian jika Anda mengetuk pelat kontak dengan jari Anda. Konsumsi arus rangkaian saat relai mati kurang dari 1 mA, dan saat relai hidup, hingga 50 mA. Relai apa pun yang lebih terjangkau dapat digunakan selama level tegangan koil 12 V.

Namun gunakan relai dengan kontak dengan nilai yang benar saat mengoperasikan perangkat listrik.