Clap-On-Clap-Off-Schalter

Ein "Clap On Clap Off" -Schalter ist ein interessantes Konzept, das in der Hausautomation verwendet werden könnte. Es funktioniert als Schalter, der Geräte durch Klatschen ein- und ausschaltet. Sein Name ist zwar "Clap-Schalter", aber es kann durch jeden Sound mit ungefähr der gleichen Tonhöhe des Clap-Sounds eingeschaltet werden. Die Hauptkomponente der Schaltung ist das elektrische Kondensatormikrofon, die als Schallsensor verwendet wurde. Das Kondensatormikrofon wandelt im Wesentlichen Schallenergie über einen Transistor in elektrische Energie um, die wiederum zum Auslösen des 555-Timer-IC verwendet wird. Das Auslösen von 555 ic funktioniert als Taktimpuls für ein Flip-Flop vom Typ D und schaltet die LED ein, die bis zum nächsten Taktimpuls bis zum nächsten Klatschen / Ton eingeschaltet bleibt. Dies ist also der Klatschschalter, der sich beim ersten Klatschen einschaltet und beim zweiten Klatschen ausschaltet. Wenn wir das D-Flip-Flop aus der Schaltung entfernen, wird die LED nach einiger Zeit automatisch ausgeschaltet und diese Zeit beträgt 1,1xR1xC1 Sekunden, was ich in meiner vorherigen Schaltung des Klatschschalters erklärt habe. Zum besseren Verständnis empfehle ich, die vorherige Schaltung zu studieren, bevor Sie diese studieren.

Arbeitserklärung

Hier verwenden wir ein elektrisches Kondensatormikrofon zum Erfassen des Tons, einen Transistor zum Auslösen des 555-Timer-IC, einen 555-IC zum Einstellen und Zurücksetzen des D-Flip-Flops und ein D-Flip-Flop, um den Logikpegel (LED EIN oder AUS) bis zu speichern nächster Clap / Sound.

Komponenten

Kondensatormikrofon

555 Timer IC

Transistor BC547

Widerstände (1k, 47k, 100k Ohm)

Kondensator (10 uF)

IC7474 genauer DM74S74N (D-Flip-Flop)

LED und Batterie (5-9V)

Schaltplan und Erklärung

Sie können die Anschlüsse oben unter " Clap-On-Clap-Off-Schaltplan " sehen. Zu Beginn befindet sich der Transistor im AUS-Zustand, da nicht genügend (0,7 V) Basis-Emitter-Spannung vorhanden ist, um ihn einzuschalten. Der Punkt A liegt auf einem hohen Potential, und Punkt A ist mit dem Trigger-Pin 2 des 555 IC verbunden, wodurch der Trigger-Pin 2 ebenfalls auf einem hohen Potential liegt. Wie wir wissen, muss die Spannung der PIN 2 unter Vcc / 3 liegen, um den 555 IC über Trigger PIN 2 auszulösen. In diesem Stadium bedeutet also kein Ausgang an OUT PIN 3 keinen Takt für das Flipflop vom Typ D (IC 7474), wodurch keine Antwort vom Flipflop vom Typ D erfolgt, und daher ist die LED AUS.

Wenn wir nun einen Ton in der Nähe des Kondensatormikrofons erzeugen, wird dieser Ton in elektrische Energie umgewandelt und das Potential an der Basis erhöht, wodurch der Transistor eingeschaltet wird. Sobald der Transistor eingeschaltet wird, wird das Potential an Punkt A niedrig und der 555 IC wird aufgrund der niedrigen Spannung (unter Vcc / 3) an Trigger Pin 2 ausgelöst. Der Ausgang PIN3 ist also hoch und ein positiver Takt Der Impuls wird an das D-Flip-Flop angelegt, wodurch das Flip-Flop reagiert und die LED aufleuchtet. Dieser SET-Zustand des Flip-Flops bleibt bis zum nächsten Takt (nächster Clap) unverändert. Die detaillierte Arbeitsweise des D-Typ-Flip-Flops ist unten angegeben.

Hier verwenden wir den 555-Timer-IC im monostabilen Modus, dessen Ausgang (PIN 3 des 555-IC) als Takt für das D-Flip-Flop verwendet wurde. Der Takt ist also für 1.1xR1xC1 Sekunden HIGH und wird dann LOW. Sie können 555 IC-Operationen über einige 555 Timer-Schaltungen HIER lernen.

Arbeiten mit D-Typ Flip-Flop

Hier verwenden wir ein positiv flankengetriggertes D-Flip-Flop, was bedeutet, dass dieses Flip-Flop nur reagiert, wenn der Takt von LOW nach HIGH wechselt. OUTPUT Q wird gemäß dem Status von INPUT D zum Zeitpunkt des Taktimpulsübergangs (Low to High) angezeigt. Das Flip-Flop merkt sich diesen OUTPUT-Zustand Q (entweder HIGH oder LOW) bis zum nächsten positiven Takt (Low to High). Und wieder zeigt der OUPUT Q gemäß dem Eingangszustand D zum Zeitpunkt des Taktimpulsübergangs (LOW to HIGH)

D-Typ Flip-Flop ist im Grunde die erweiterte Version des SR-Flipflops. Im SR-Flipflop ist S = 0 und R = 0 verboten, da sich das Flipflop dadurch unerwartet verhält. Dieses Problem wird im D-Flip-Flop gelöst, indem ein Wechselrichter zwischen beiden Eingängen (siehe Abbildung) hinzugefügt wird und der zweite Eingang durch den Taktimpuls an beide NAND-Gatter gegeben wird. Der Wechselrichter wird eingeführt, um an beiden Eingängen die gleichen Logikpegel zu vermeiden, so dass niemals die Bedingung „S = 0 und R = 0“ auftritt.

Das D-Flip-Flop ändert seinen Zustand nicht, während der Takt niedrig ist, da es den Ausgangslogikpegel "1" an den NAND-Gattern A und B gibt, der der Eingang für die NAND-Gatter X und Y ist Die Eingänge sind 1 für die NAND-Gatter X und Y, dann ändert sich der Ausgang nicht (denken Sie an das SR-Flip-Flop). Die Schlussfolgerung ist, dass es seinen Zustand nicht ändert, während der Taktimpuls LOW ist, unabhängig von EINGANG D. Er ändert sich nur, wenn der Taktimpuls von NIEDRIG nach HOCH übergeht. Es wird sich während der HIGH- und LOW-Periode nicht ändern. Wir können die Wahrheitstabelle für diesen D-Flip-Flop ableiten:

Clk	D.	Q.	Q '	Beschreibung
↓ »0	X.	Q.	Q '	Speicher keine Änderung
↑ »1	0	0	1	Q »0 zurücksetzen
↑ »1	1	1	0	Stellen Sie Q »1 ein

IC 7474

Wir haben IC DM74S74N der 7474-Serie verwendet. IC DM74S74N ist der Dual-D-Flip-Flop-IC, bei dem es zwei D-Flip-Flops gibt, die entweder einzeln oder als Master-Slave-Umschaltkombination verwendet werden können. Wir verwenden ein D-Flip-Flop in unserer Schaltung. Die Pins für das erste D-Flipflop befinden sich auf der linken Seite und für das zweite Flipflop auf der rechten Seite. Es gibt auch PRE- und CLR-Pins für beide D-Flip-Flops, die Active-Low-Pins sind. Diese Pins dienen zum SET bzw. RESET des D-Flip-Flops, unabhängig von INPUT D und Clock. Wir haben beide mit Vcc verbunden, um sie inaktiv zu machen.

Nachdem wir das Flipflop vom Typ D und den IC DM74S74N verstanden haben, können wir die Verwendung des Flipflops vom Typ D in unserer Schaltung leicht verstehen. Als wir den 555 IC zum ersten Mal durch erstes Klatschen ausgelöst haben, leuchtet die LED, wenn wir Q = 1 und Q '= 0 erhalten. Und es bleibt bis zum nächsten Trigger oder nächsten positiven Takt (LOW to HIGH) eingeschaltet. Wir haben Q 'mit INPUT D verbunden. Wenn also die LED leuchtet, wartet Q' = 0 auf den zweiten Taktimpuls, so dass er an den INPUT D angelegt werden kann und Q = 0 und Q '= 1 ergibt schaltet die LED aus. Jetzt wartet Q '= 1 auf den nächsten Takt, um die LED durch Anwenden von Q' = 1 auf EINGANG D einzuschalten, und so weiter wird dieser Vorgang fortgesetzt.

Um diese Schaltung zu testen, müssen Sie laut klatschen, da dieses kleine Kondensatormikrofon keine große Reichweite hat. Oder Sie können direkt leicht auf das Mikrofon schlagen (wie ich es im Video getan habe).

Einige wichtige Punkte

• Wenn die Schaltung zuerst nicht funktioniert, verbinden Sie die CLR (PIN1 des IC DM74S74N) mit Masse, um das Flip-Flop zurückzusetzen, und verbinden Sie sie dann erneut mit Vcc, wie in der Schaltung gezeigt.
• Wir können diese Schaltung mit Relais modifizieren, um die elektronischen Geräte (120 / 220V AC) zu steuern.
• Die Steuer-PIN 5 des 555-Timer-IC sollte über einen 0,01-uF-Kondensator mit Masse verbunden sein.
• Wir sollten einen 220 Ohm Widerstand verwenden, um die LED anzuschließen.