「クラップオンクラップオフ」スイッチは、ホームオートメーションで使用できる興味深いコンセプトです。拍手音でデバイスのオン/オフを切り替えるスイッチとして機能します。名前は「クラップスイッチ」ですが、クラップ音とほぼ同じ音程の音でONできます。回路の主成分は電気コンデンサーマイクです、サウンドセンサーとして使用されています。コンデンサーマイクは基本的に音響エネルギーを電気エネルギーに変換し、トランジスターを介して555タイマーICをトリガーするために使用されます。また、555 icのトリガーは、Dタイプフリップフロップのクロックパルスとして機能し、LEDをオンにします。これは、次のクロックパルスが次のクラップ/サウンドを意味するまでオンのままになります。つまり、これは最初のクラップでオンになり、2番目のクラップでオフになるクラップスイッチです。回路からD型フリップフロップを外すと、しばらくするとLEDが自動的に消灯し、前回の拍手スイッチの回路で説明した1.1xR1xC1秒になります。理解を深めるために、この回路を調べる前に前の回路を調べることをお勧めします。
動作説明
ここでは、音を感知するために電気コンデンサーマイクを使用し、555タイマーICをトリガーするためにトランジスターを使用し、DタイプフリップフロップをSET&RESETするために555 ICを使用し、ロジックレベル（LEDオンまたはオフ）を記憶するためにDタイプフリップフロップを使用しています次の拍手/音。
コンポーネント
コンデンサーマイク
555タイマーIC
トランジスタBC547
抵抗器（1k、47k、100kオーム）
コンデンサ（10uF）
IC7474より正確にはDM74S74N（Dタイプフリップフロップ）
LEDとバッテリー（5-9v）
回路図と説明
上記の「クラップオンクラップオフ回路図」で接続を確認できます。トランジスタをオンにするのに十分な（0.7v）ベース-エミッタ間電圧がないため、最初はトランジスタはオフ状態です。また、ポイントAは高電位であり、ポイントAは555 ICのトリガーピン2に接続されているため、トリガーピン2も高電位になっています。ご存知のとおり、トリガーPIN2を介して555ICをトリガーするには、PIN2の電圧がVcc / 3未満である必要があります。したがって、この段階では、OUT PIN 3に出力がないということは、Dタイプフリップフロップ（IC 7474）のクロックパルスがないことを意味します。したがって、Dタイプフリップフロップからの応答がないため、LEDはオフになります。
コンデンサーマイクの近くで音を出すと、この音が電気エネルギーに変換され、ベースの電位が上がり、トランジスタがオンになります。トランジスタがオンになるとすぐに、ポイントAの電位が低くなり、トリガーピン2の電圧が低い（Vcc / 3未満）ために555 ICがトリガーされます。したがって、出力PIN3は高くなり、正のクロックになります。 D型フリップフロップにパルスが印加され、フリップフロップが応答してLEDが点灯します。フリップフロップのこのSET状態は、次のクロックパルス（次のクラップ）までそのままになります。 D型フリップフロップの詳細な動作を以下に示します。
ここでは、単安定モードで555タイマーICを使用しています。その出力（555ICのPIN3）は、Dタイプフリップフロップのクロックパルスとして使用されています。したがって、クロックパルスは1.1xR1xC1秒間HIGHになり、その後LOWになります。555タイマー回路を介して555ICの動作をここで学ぶことができます。
D型フリップフロップの動作
ここでは、Positive Edge Triggered Dタイプのフリップフロップを使用しています。つまり、このフリップフロップは、クロックパルスがLOWからHIGHに変化するときにのみ応答します。クロックパルス遷移時（LowからHigh）のINPUTDの状態に応じてOUTPUTQが表示されます。フリップフロップは、次の正のクロックパルス（LowからHigh）まで、このOUTPUT状態Q（HIGHまたはLOWのいずれか）を記憶します。また、クロックパルス遷移時（LOWからHIGH）の入力状態Dに応じたOUPUTQを示します。
Dタイプのフリップフロップは基本的にSRフリップフロップの高度なバージョンです。 SRフリップフロップでは、フリップフロップが予期しない動作をするため、S = 0およびR = 0は禁止されています。この問題は、両方の入力の間にインバーターを追加することによってDタイプのフリップフロップで解決され（図を参照）、2番目の入力は両方のNANDゲートにクロックパルスによって与えられます。両方の入力で同じ論理レベルを回避するためにインバータが導入されているため、「S = 0およびR = 0」状態は発生しません。
Dタイプのフリップフロップは、NANDゲートXおよびYの入力であるNANDゲートAおよびBで出力ロジックレベル「1」を与えるため、クロックパルスがローの間は状態を変更しません。 NANDゲートXおよびYの入力は1であり、出力は変化しません（SRフリップフロップを思い出してください）。結論として、INPUT Dに関係なく、クロックパルスがLOWの間は状態が変化しません。クロックパルスがLOWからHIGHに遷移した場合にのみ変化します。HIGHとLOWの期間中は変化しません。このDフリップフロップの真理値表を推測できます。
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Clk |
D |
Q |
Q ' |
説明 |
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↓»0 |
バツ |
Q |
Q ' |
記憶 は変わらない |
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↑»1 |
0 |
0 |
1 |
Qをリセット»0 |
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↑»1 |
1 |
1 |
0 |
Qを設定»1 |
IC 7474
7474シリーズのICDM74S74Nを使用しています。 IC DM74S74NはデュアルDタイプフリップフロップICで、2つのDタイプフリップフロップがあり、個別に使用することも、マスタースレーブトグルの組み合わせとして使用することもできます。回路にはDタイプのフリップフロップを1つ使用しています。最初のDフリップフロップのピンは左側にあり、2番目のフリップフロップのピンは右側にあります。また、アクティブローピンである両方のDタイプフリップフロップ用のPREピンとCLRピンがあります。これらのピンは、INPUT Dとクロックに関係なく、それぞれDタイプのフリップフロップをSETまたはRESETするために使用されます。両方をVccに接続して、非アクティブにしました。
後はD型フリップフロップとIC DM74S74Nを理解し、我々は簡単に私たちの回路中のD型フリップフロップの使用を理解することができます。最初のクラップで555ICを最初にトリガーしたとき、Q = 1およびQ '= 0になるとLEDが点灯します。そして、次のトリガーまたは次の正のクロックパルス（LOWからHIGH）までオンのままになります。Q 'をINPUTDに接続したので、LEDが点灯しているとき、Q' = 0は2番目のクロックパルスを待機しているので、それをINPUT Dに適用して、Q = 0およびQ '= 1にします。 LEDをオフにします。ここで、Q '= 1は次のクロックパルスが入力DにQ' = 1を適用してLEDをオンにするのを待っているため、このプロセスが続行されます。
この小さなコンデンサーマイクは長距離ではないので、この回路をテストするには大声で拍手する必要があります。または、マイクを軽く叩くことができます（ビデオで行ったように）。
いくつかの重要なポイント
- 回路が最初に機能しない場合は、CLR（IC DM74S74NのPIN1）をグランドに接続してフリップフロップをリセットしてから、回路に示すようにVccに再度接続します。
- リレーを使用してこの回路を変更し、電子デバイス（120 / 220V AC）を制御できます。
- 555タイマーICの制御PIN5は、0.01uFのコンデンサを介してグランドに接続する必要があります。
- LEDの接続には220オームの抵抗を使用する必要があります。