Clap on clap off switch

Uma chave "Clap On Clap Off" é um conceito interessante que pode ser usado em automação residencial. Funciona como um interruptor que liga e desliga os dispositivos ao fazer um som de palmas. Embora seu nome seja “Clap switch”, ele pode ser ativado por qualquer som com aproximadamente o mesmo tom de Clap. O principal componente do circuito é o Microfone Condensador Elétrico, que tem sido usado como um sensor de som. O Microfone Condensador basicamente converte a energia do som em energia elétrica, que por sua vez é usada para acionar o CI do temporizador 555, por meio de um Transistor. E o acionamento de 555 ic funciona como um pulso de clock para flip-flop tipo D e ligaria o LED, que permanecerá aceso até o próximo pulso de clock significa até o próximo aplauso / som. Portanto, este é o Clap Switch que liga com a primeira clap e desliga com a segunda clap. Se removermos o flip-flop tipo D do circuito, o LED será desligado automaticamente após algum tempo e este tempo será de 1,1xR1xC1 segundos, o que eu expliquei no meu circuito anterior de botão de palmas. Para melhor compreensão, recomendo estudar o circuito anterior antes de estudar este.

Explicação de trabalho

Aqui estamos usando o microfone de condensador elétrico para detectar o som, o transistor para acionar o IC do temporizador 555, o IC 555 para AJUSTAR e RESET o flip-flop tipo D e o flip-flop tipo D para lembrar o nível lógico (LED LIGADO ou DESLIGADO) até próximo aplauso / som.

Componentes

Microfone Condensador

555 Timer IC

Transistor BC547

Resistores (1k, 47k, 100k ohm)

Capacitor (10uF)

IC7474 mais precisamente DM74S74N (flip-flop tipo D)

LED e bateria (5-9v)

Diagrama de Circuito e Explicação

Você pode ver as conexões acima no " diagrama do circuito clap on clap off ". Inicialmente, o transistor está no estado OFF porque não há tensão de base-emissor suficiente (0,7 V) para ligá-lo. E o ponto A está em alto potencial e o ponto A está conectado ao pino 2 do acionador de 555 IC, como resultado o pino 2 do acionador também está em alto potencial. Como sabemos que, para acionar o IC 555 através do Trigger PIN 2, a tensão do PIN 2 deve estar abaixo de Vcc / 3. Portanto, neste estágio, nenhuma saída em OUT PIN 3, significa nenhum pulso de clock para flip-flop tipo D (IC 7474), portanto, nenhuma resposta do flip-flop tipo D, e assim o LED está desligado.

Agora, quando produzirmos algum som próximo ao microfone condensador, esse som será convertido em energia elétrica e aumentará o potencial na Base, que ligará o Transistor. Assim que o transistor se tornar LIGADO, o potencial no Ponto A ficará baixo e ele irá disparar o IC 555 por causa da baixa tensão (abaixo de Vcc / 3) no Pino de Gatilho 2. Portanto, a saída PIN3 será alta e um relógio positivo o pulso será aplicado ao flip-flop tipo D, o que faz o flip-flop responder e o LED acenderá. Este estado SET do flip-flop permanecerá como está até o próximo pulso de clock (próximo Clap). O funcionamento detalhado do flip-flop tipo D é fornecido abaixo.

Aqui estamos usando 555 timer IC em modo monoestável, cuja saída (PIN 3 de 555 IC) foi usada como pulso de clock para flip-flop tipo D. Portanto, o pulso do clock será ALTO por 1,1xR1xC1 segundos e depois ficará BAIXO. Você pode aprender 555 operações IC por meio de alguns 555 circuitos de temporizador AQUI.

Trabalho de flip-flop tipo D

Aqui, estamos usando flip-flop tipo D acionado por borda positiva, o que significa que este flip-flop só responde quando o pulso do clock vai de LOW para HIGH. OUTPUT Q será mostrado de acordo com o estado de INPUT D, no momento da transição do pulso de Clock (Low to High). O flip-flop se lembra deste estado de OUTPUT Q (HIGH ou LOW), até o próximo pulso de clock positivo (Low to High). E novamente mostra o OUPUT Q, de acordo com o estado de entrada D, no momento da transição do pulso de clock (LOW para HIGH)

Flip-flop tipo D é basicamente a versão avançada do flip-flop SR. No flip-flop SR, o S = 0 e R = 0 é proibido, pois está fazendo o flip-flop se comportar de forma inesperada. Este problema é resolvido no flip-flop tipo D, adicionando um inversor entre ambas as entradas (veja o diagrama) e a segunda entrada é dada pelo pulso de clock para ambas as portas NAND. O inversor é introduzido para evitar os mesmos níveis lógicos em ambas as entradas, de forma que a condição “S = 0 e R = 0” nunca ocorra.

O flip-flop tipo D não muda seu estado enquanto o pulso de clock está baixo, porque ele dá o nível lógico de saída "1" nas portas NAND A e B, que é a entrada para as portas NAND X e Y. E quando ambos os as entradas são 1 para as portas NAND X e Y, então a saída não muda (lembre-se do flip-flop SR). A conclusão é que ele não mudará seu estado enquanto clockpulse estiver LOW, independente de INPUT D. Ele só muda quando há transição no pulso de clock de LOW para HIGH. Não vai mudar durante o período HIGH e LOW. Podemos deduzir a tabela verdade para este D-flip-flop:

Clk	D	Q	Q '	Descrição
↓ »0	X	Q	Q '	Memória sem mudança
↑ »1	0	0	1	Reiniciar Q »0
↑ »1	1	1	0	Definir Q »1

IC 7474

Usamos IC DM74S74N da série 7474. IC DM74S74N é o CI duplo flip-flop tipo D, no qual há dois flip-flops tipo D, que podem ser usados individualmente ou como uma combinação de alternância mestre-escravo. Estamos usando um flip-flop tipo D em nosso circuito. Os pinos do primeiro flip-flop D estão do lado esquerdo e do segundo flip-flop estão do lado direito. Também existem pinos PRE e CLR para ambos os flip-flops do tipo D que são pinos baixos ativos. Esses pinos são usados para AJUSTE ou REINICIALIZE o flip-flop tipo D respectivamente, independentemente de INPUT D e Clock. Conectamos ambos ao Vcc para torná-los inativos.

Depois de entender o flip-flop tipo D e o IC DM74S74N, podemos entender facilmente o uso do flip-flop tipo D em nosso circuito. Quando acionamos o 555 IC pela primeira vez, o LED brilha quando obtemos Q = 1 e Q '= 0. E permanecerá LIGADO até o próximo disparo ou próximo pulso de clock positivo (LOW a HIGH). Conectamos Q 'à ENTRADA D, então quando o LED está brilhando, Q' = 0 está esperando pelo pulso do Segundo Relógio, de modo que pode ser aplicado à ENTRADA D e torna Q = 0 e Q '= 1, que em DESLIGA o LED. Agora Q '= 1 está esperando pelo próximo pulso de clock para fazer o LED LIGAR aplicando Q' = 1 à INPUT D, e assim por diante, este processo continuará.

Para testar este circuito, você precisa bater palmas alto, pois este pequeno microfone condensador não tem longo alcance. Ou você pode bater levemente no microfone diretamente (como fiz no vídeo).

Alguns pontos importantes

Se o circuito não funcionar a princípio, conecte o CLR (PIN1 do IC DM74S74N) ao terra para REINICIAR o flip-flop e, em seguida, conecte novamente ao Vcc como mostrado no circuito.
Podemos modificar este circuito usando Relé para controlar os dispositivos eletrônicos (120 / 220V AC).
O PIN de controle 5 do IC do temporizador 555 deve ser conectado ao aterramento por meio de um capacitor de 0,01uF.
Devemos usar um resistor de 220 ohms para conectar o LED.