Clap on clap off switch

Un interruptor "Clap On Clap Off" és un concepte interessant que es podria utilitzar en domòtica. Funciona com un commutador que fa que els dispositius s’encenguin i s’apaguin fent sonar un toc. Tot i que el seu nom és "Clap switch", però es pot activar mitjançant qualsevol so d'aproximadament el mateix to de so Clap. El component principal del circuit és el micròfon de condensador elèctric, que s’ha utilitzat com a sensor de so. El micròfon de condensador converteix bàsicament l’energia sonora en energia elèctrica, que per torns s’utilitza per activar 555 temporitzadors IC, a través d’un transistor. I l’activació de 555 ic funciona com a pols de rellotge per al xanclet de tipus D i engegaria el LED, que romandrà encesa fins que el següent pols de rellotge significa fins al següent clap / so. Així doncs, es tracta del commutador Clap que s’encendrà amb el primer Clap i s’apagarà amb el segon Clap. Si traiem el Flip flop tipus D del circuit, el LED s’apagarà automàticament al cap d’un temps i aquest temps serà d’1,1xR1xC1 segons, cosa que he explicat en el meu circuit anterior d’interruptor clap. Per a una millor comprensió, recomano estudiar el circuit anterior abans d’estudiar-lo.

Explicació de treball

Aquí estem fent servir el micròfon de condensador elèctric per detectar el so, el transistor per activar el temporitzador 555 IC, el 555 IC per SET & RESET el xanclet tipus D i el xanclet tipus D per recordar el nivell lògic (LED ON o OFF) fins següent Clap / so.

Components

Mic de condensador

555 Temporitzador IC

Transistor BC547

Resistències (1k, 47k, 100k ohm)

Condensador (10uF)

IC7474 amb més precisió DM74S74N (xancletes tipus D)

LED i bateria (5-9v)

Diagrama del circuit i explicació

Podeu veure les connexions que apareixen a la part superior " esquema del circuit clap on clap off ". Inicialment, el transistor està en estat OFF perquè no hi ha prou voltatge de l’emissor base (0,7 v) per engegar-lo. I el punt A té un potencial elevat i el punt A està connectat al gat 2 del 555 IC, de manera que el pin 2 que té el gat també té un potencial elevat. Com sabem, per activar l'IC 555 mitjançant el gatet PIN 2, la tensió del PIN 2 ha de ser inferior a Vcc / 3. Així doncs, en aquesta etapa no hi ha sortida al PIN PIN OUT 3, cosa que significa que no hi ha pols de rellotge per al xanclet de tipus D (IC 7474), de manera que no hi ha resposta del xanclet de tipus D, de manera que el LED està apagat.

Ara, quan produïm un so a prop del micròfon de condensador, aquest so es convertirà en energia elèctrica i augmentarà el potencial a la base, que engegarà el transistor. Tan bon punt el transistor s’encengui, el potencial del punt A es reduirà i activarà el 555 IC a causa de la baixa tensió (per sota de Vcc / 3) al gat 2. El PIN3 de sortida serà elevat i el rellotge serà positiu. el pols s'aplicarà al flip-flop tipus D, cosa que fa que el flip-flop respongui i el LED s'encengui. Aquest estat SET de xanclet es mantindrà fins al següent impuls del rellotge (el següent Clap). A continuació es dóna un treball detallat del xanclet de tipus D.

Aquí estem fent servir un temporitzador 555 IC en mode monoestable, la sortida del qual (PIN 3 de 555 IC) s’ha utilitzat com a pols de rellotge per al xanclet de tipus D. Per tant, el pols del rellotge serà ALT durant 1.1xR1xC1 segons i després es convertiria en BAIX. Podeu aprendre 555 operacions IC a través d’uns 555 circuits de temporitzador AQUÍ.

Funcionament de xancletes de tipus D.

Aquí estem fent servir xancletes tipus D de Positive Edge Triggered, el que significa que aquest xanclet només respon quan el pols del rellotge passaria de BAIX a ALT. OUTPUT Q es mostrarà segons l’estat d’ENTRADA D, en el moment de la transició del pols del rellotge (de baix a alt). El xanclet recorda aquest estat de SORTIDA Q (ja sigui ALTA o BAIXA), fins al següent pols de rellotge positiu (Baixa a Alta). I torna a mostrar l'OUPUT Q, segons l'estat d'entrada D, en el moment de la transició del pols del rellotge (BAIX a ALT)

El xanclet tipus D és bàsicament la versió avançada del xanclet SR. A flipflop SR, el S = 0 i R = 0 estan prohibits, perquè fa que el flip-flop es comporti de manera inesperada. Aquest problema es resol amb el flip-flop tipus D, afegint un inversor entre les dues entrades (vegeu el diagrama) i la segona entrada ve donada pel pols de rellotge a les dues portes NAND. El convertidor s’introdueix per evitar els mateixos nivells lògics a les dues entrades, de manera que mai es produeix la condició “S = 0 i R = 0”.

El xanclet de tipus D no canvia el seu estat mentre el pols del rellotge és baix, perquè dóna el nivell lògic de sortida “1” a les portes NAND A i B, que és l’entrada de les portes X i Y de NAND. les entrades són 1 per a les portes NAND X i Y, llavors la sortida no canvia (recordeu el xanclet SR). La conclusió és que no canviarà el seu estat mentre clockpulse sigui BAIX, independentment de l’entrada D. Només canviarà quan hi hagi una transició en el pols del rellotge de BAIX a ALT. No canviarà durant el període ALTA i BAIXA. Podem deduir la taula de veritat d’aquest D-Flip-flop:

Clk	D	Q	Q '	Descripció
↓ »0	X	Q	Q '	Memòria sense canvis
↑ »1	0	0	1	Restableix Q »0
↑ »1	1	1	0	Conjunt Q »1

IC 7474

Hem utilitzat l' IC DM74S74N de la sèrie 7474. IC DM74S74N és el doble xip-flop IC de tipus D, en el qual hi ha dos xancletes de tipus D, que es poden utilitzar individualment o com a combinació de palanca mestre-esclau. Estem fent servir un xanclet de tipus D al nostre circuit. Els passadors per al primer xanclet D són el costat esquerre i per al segon xanclet es troben al costat dret. També hi ha pins PRE i CLR per a les xancletes de tipus D que són pins actius baixos. Aquests passadors s’utilitzen per SET o RESET el xanclet de tipus D respectivament, independentment d’INPUT D i Clock. Hem connectat tots dos a Vcc per fer-los inactius.

Després d’ entendre el Flip-flop de tipus D i l’IC DM74S74N, podem entendre fàcilment l’ús del Flip-flop de tipus D al nostre circuit. Quan vam activar el CI 555 per primera vegada per primer cop, el LED brilla a mesura que obtenim Q = 1 i Q '= 0. I continuarà actiu fins al següent activador o al següent impuls de rellotge positiu (BAIX a ALT). Hem connectat Q 'a INPUT D, de manera que quan el LED està brillant, Q' = 0 espera el pols del segon rellotge, de manera que es pot aplicar a la INPUT D i fa Q = 0 i Q '= 1, que en apaga APAGA el LED. Ara Q '= 1 està esperant el següent pols de rellotge perquè el LED s'encengui aplicant Q' = 1 a INPUT D, i així continuarà aquest procés.

Per provar aquest circuit, heu de picar fort, ja que aquest petit micròfon de condensador no té un abast llarg. O podeu tocar directament el micròfon lleugerament (com he fet al vídeo).

Alguns punts importants

• Si el circuit no funciona al principi, connecteu el CLR (PIN1 de l'IC DM74S74N) a terra per RESET el xanclet, i torneu a connectar-lo a Vcc tal com es mostra al circuit.
• Podem modificar aquest circuit mitjançant Relay per controlar els dispositius electrònics (120 / 220V CA).
• El PIN de control 5 de l'IC del temporitzador 555 s'hauria de connectar a terra mitjançant un condensador de 0,01 uF.
• Hauríem d’utilitzar una resistència de 220 ohm per connectar el LED.