Elektronikai szakportal- minden ami elektronikai. programok, elektronikai programok, elektronikai segedprogramok, elektronikus programok, hangfalak, hangfaltervezes, hangfaltervezo, hangfaltervek, kapcsolasok, kapcsolasok, kapcsolas, elektronikai kapcsolas, kapcsolas, kapcsolasi rajzok, kapcsolasi rajzok, bekotesek, kapcsolasi rajz gyujtemeny, bekotesi rajzok, forum, elektronikai forum, elektronikai szakforum, szakforum, cikkek, elektronikai cikkek, elektronikus cikkek, elektronikai leirasok, hirek, elektonikai hirek, hirek az elektronika vilagabol, elektronikai hirek
TETSZŐLEGES SZÁMÚ KÓDZÁR
Olvasóink értékelése: / 1931
ElégtelenKitűnő 
Írta: Horváth Zoltán   
2014. március 13. csütörtök, 00:00

Először egy kis elmélet a 4013-as integrált áramkörről. Flip-flopnak (bistabil multivibrátor) nevezik azokat az elektronikai elemeket, amelyek egyidejűleg tudják fogadni a következő bemenetet, valamint szolgáltatni az aktuális kimenetet, így egyszerű memóriaelemként is használhatóak. Vezérelhetőek több órajellel, egy órajel felfutó és lefutó élével. Gyakran a kimeneteik negáltját is szolgáltatják.

A flip-flop-oknak több fajtája létezik, így beszélhetünk:

  • SR (Set-Reset) flip-flop
  • D (Data) flip-flop
  • DG (Data-Gate) flip-flop
  • T (toggle) flip-flop
  • JK flip-flop

A 4013-as IC egy D flip-flop IC. Ez a legegyszerűbb, egy 1 bites memóriaelemnek tekinthető. Alapvetően két DG tárolóból áll, amelyek master-slave elrendezésűek, tehát az első által fogadott jelet a második – vezérléstől függően – a következő fázisban másolja a kimenetre.


Igazságtáblázata:

CLOCK (órajel) Data ReSet Set Q1 (kimenet) Q2 (negált kimenet)
1 (van jel) 0 (nincs jel) 0 (nincs jel) 0 (nincs jel) 0 (nincs jel) 1 (van jel)
1 (van jel) 1 (van jel) 0 (nincs jel) 0 (nincs jel) 1 (van jel) 0 (nincs jel)
0 (nincs jel) x (nem használt) 0 (nincs jel) 0 (nincs jel) Q Q negált
x (nem használt) x (nem használt) 1 (van jel) 0 (nincs jel) 0 (nincs jel) 1 (van jel)
x (nem használt) x (nem használt) 0 (nincs jel) 1 (van jel) 1 (van jel) 0 (nincs jel)
x (nem használt) x (nem használt) 1 (van jel) 1 (van jel) 1 (van jel) 1 (van jel)

 

 

 

 

 

 

 

Most pedig vegyük szemügyre magát az IC-t, a lábkiosztását, hogy mi micsoda, ami nekünk most kelleni fog.

 

Első ránézésre láthatjuk, hogy az IC-n belül 2 darab flip-flop áramkör található, ami egymástól teljesen független. A 14-es lábra kell kapcsolni a pozitív tápfeszültséget, a 7-es lábra pedig a negatívot. Az 1-es lábon a kimenet található, a 2-es lábon pedig a negált kimenet. Negált kimeneten az 1-es lábon lévő jelszint inverzét értjük, tulajdonképpen tagadás. Tehát ha 1-esen van feszültség, akkor a 2-esen nincs. A 3-as láb a Clock láb, itt tudjuk vezérelni a flip-flop-ot egy órajellel. Az órajel egy tetszőleges frekvenciájú négyszögjel lehet, tehát egy impulzus sorozat. A mi esetünkben ez az egyszeri, magas szintű jelbevitel egy nyomógombbal fog történni. A 4-es láb a Reset, a 6-os a Set, ezek beíró kimenetek, az 5-ös pedig a Data láb. Ugyan ezek megtalálhatóak a 8-tól 13-ig számozott kivezetéseken is. Hogy mi történik minek a függvényében, azt a fentebb megtalálható igazságtáblázat alapján ki lehet következtetni, példának okáért, hogyha a Data-Set-ReSet 0 logikai szinten van, akkor a Clock lábra kapcsolt logikai 1 szintre a Q1 kimeneten nem lesz jel, a Q2 kimeneten pedig igen, mert ugye ez a Q1-es kimenet negáltja. Ha a Clock lábra juttatott logikai 1 szintű jel megszűnik, azaz 0 lesz, akkor a Q1-en lesz jel, a Q2-őn pedig nem.

 

 

 

 

Most pedig nézzük az ezzel az IC-vel felépített legegyszerűbb, 1 kódos kódzárat. Gyorsan megemlítem, hogy a most következő elvi rajzokban szám szerint pontosan jelölve vannak a bekapcsoláshoz szükséges nyomógombok, de amiket nem használunk helyes kódként, azokat egy nyomógombnak vettem, értelem szerűen ezzel a nyomógombbal kell párhuzamosan kötni az összes többit is, amit nem használunk. Nos, akkor vessünk egy pillantást a kapcsolásra!

Első ránézésre nem túl bonyolult, igaz? Vegyük sorra akkor a működését! A pirossal és feketével vastagított vonalak jól jelzik azokat az áramutakat, ahol a nyers feszültség halad. A C1 és C2 a tápfeszültséget stabilizálja és zavarmentesíti, megfelelő táplálás esetében ez elhagyható. A cikk elején található igazságtáblázat alapján a 4-es és 5-ös láb a földre van kötve. Mivel ebben az esetben csak 1 kód bevitelét várjuk, így elegendő csak egy flip-flop áramkör használata, ezért nincs használva az IC másik oldala. Tárgyaltuk picivel feljebb a CLOCK láb működési elvét, itt a gyakorlatban láthatjuk: a KÓD nyomógomb segítségével egy logikai 1 (magas) szintű jelet adunk az IC 3-as lábára, amitől a flip-flop Q /továbbiakban Q1/ kimenetén a logikai 1 (magas) szint átvált logikai 0-ra, valamint ezzel párhuzamosan a Q negált /továbbiakban Q2/ kimenet logikai 0 szintje átvált logikai 1-re. Az eredeti állapot visszanyeréséhez egy logikai 1 szintű jelet kell juttatni az IC 6-os lábára, amit a ROSSZ KÓDOK nyomógombbal tehetünk meg. A kapcsolás tetején narancssárga szaggatott vonallal be van kötve 2 LED. Az egyik a Q kimenetre van kötve, a másik a Q negáltra. Alapesetben Q1-en van feszültség, ekkor a piros LED világít. Ha KÓD benyomásra kerül, akkor Q2-en lesz feszültség, ekkor a sárga LED világít. Ez amolyan visszajelzés a folyamatról, hogy éppen van-e kód beütve és ha igen, több nyomógombos változat esetében ugyan ezen bekötési mintával szemrevételezhető, hogy a kódok beírása éppen melyik fázisban van. Nyilván egy ilyen kódzáras kapcsolásnál butaság lenne egy ilyen visszajelző funkció beépítése, hisz ekkor gyerekjáték lenne a kód megfejtése, ez csupán érdekesség. Visszatérve, ha beütjük ezt az egy kódot, Q2-őn megjelenő feszültség eljut a T1 tranzisztor bázisáig, azt átbillenti és emitter-kollektor között elkezd vezetni. Ezt követően a relé tekercsére feszültség kerül, ami mágneses mezőt indukál a tekercs körül, ez behúzza az érintkezőjét, amelynek egyik vége egy tetszőleges tápfeszültségre van kötve /bekötése/ (persze ügyelni kell arra, hogy nagyobb feszültséget nyilván nagyobb teljesítményű mágneskapcsolóval használjunk), a másik vége a földre. Ha eleve nagyobb relével szeretnénk ezt megoldani, a kívánt feszültségre kell méreteznünk a T1 tranzisztort, az R9 előtét ellenállást és a D1 diódát /bekötése/. Hogyha a relé tekercse ezt behúzza, akkor zár az áramkör, a fogyasztóhoz eljut a feszültség. Ajánlott a relével az áram irányával ellentétesen bekötni egy diódát, mivel a tekercs kikapcsolásakor, tulajdonságaiból eredően nagy feszültség indukálódik és hogy megvédjük az elektronikát, így védekezünk. A relé behúzásával párhuzamosan az R4, LED1 tagokra is kerül feszültség, ekkor világít a LED, jelezve, hogy az összes kód beütésre került, a tekercs behúzott és a fogyasztó meg van táplálva tápforrással. Ha viszont az R3 lábát Q1-re kötjük, úgy ebben az esetben a relé addig marad behúzva, amíg be nem ütjük a kódot.


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ez a kapcsolás már 2 kóddal működik. Nézzük meg, hogy mi változott: 12 és 13 az IC második flip flopjának a kimenetei. A beíró kivezetést (8) összekötjük az adat (6) lábbal. Zavarmentesítés érdekében a ReSet lábat (10) itt is a földre kötjük. A két különálló flip flop, hogy egymás után kapcsoljanak, ahhoz az első flip flop kimenetét a második flip flop adat lábára kötjük. Így érjük el azt, hogy hiába nyomkodjuk KÓD2-t, a relé nem fog behúzni. Bár vannak olyan esetek, hogy mégis bebillen az áramkör, ugyanis ez a két kódos változat még nem függ teljes egészében az őt megelőző flip flop állapotától. A teljes függőség minimum 3 KÓD esetében fog fennállni. Mikor megnyomjuk KÓD1-et, akkor Q-n 0 lesz, ami megjelenik az összekötésből adódóan Data lábon. A fenti igazságtáblázatban van egy ilyen sor: Data:0, ReSet:0, Set:0. Jelenleg ez így igaz a flip flop állapotára. Órajel felfutó élének hatására, tehát KÓD2 benyomására a Q2-n logikai 1 szint lesz, ami már a fentebb lévő kapcsolás példájára működteti a tranzisztoros áramkört.


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 kódos esetben a második flip flop Q kimenetét az előző kapcsoláshoz hasonlóan az őt követő flip flop Data lábára kell kötni. Ennél a 3 kódos változatnál lép életbe az, hogy amíg az 1- és 2 kódos felépítésnél az 5-ös láb mindig a földre volt kötve, úgy 3-4-5... kód esetében az 5-ös lábat már nem kell a földre tenni, tehát ez csak addig van a földön, amíg erre a lábra az előző IC-ből kimenet nincs kapcsolva. Itt jegyezném meg gyorsan, hogyha az IC-k használt flip flopjainak a CLOCK lábát (3 és 11) egy fém lapra, vagy legalábbis elektromos vezetőfelületre kötjük, emellé a kis fémfelület mellé kis távolságra elhelyezve még egy fémlapot, melyre a pozitív tápfeszültséget kötjük és ezt a kettőt kézzel megérintjük, tulajdonképpen az emberi test vezetőképességét kihasználva az érintőfelületek egyesével történő érintésével is ugyan úgy be tudjuk húzatni a relét, mint a nyomógombos kivitel esetében. Innentől már egészen jól látható a működési séma, a használt flop flopok Set lábait (6,8) mindig össze kell kötni az összes IC Set lábaival. A tranzisztoros egység pedig mindig a Q2 kimenetre csatlakozik. Mellékelek még egy pár kapcsolást, hogy szemügyrevételezhessétek a kapcsolásokat. Én személy szerint 6 KÓDosra bővítettem a kapcsolásom.

 

 

 

 

 

 

 

Mellékelek mindegyik változatról 1-1 próbanyákos képet is, hogy lássátok, valóban működik a dolog. Nekem kéznél csak 3 nyomógombom volt, de a fentebb említett érintős módszerrel ugyanúgy be tudtam üzemelni a kapcsolást, csupán csak az ellenállások IC-hez közelebbi lábát kellett megérintenem.

Az utolsó képen azt láthatjátok, hogy egy egyébként 4 nyomógombos kódzárat 2 nyomógombbal használok vagy 1-1 érintőfelülettel. Hogy ennek mi értelme? Tegyük fel, hogy egy számot kétszer szeretnék használni. Pl.: A kód: 1919. Megnyomom az A gombot, majd a B-t, ismét az A-t és végül a B-t, ezt követően a relé behúz. Ugyanez a sorrend az érintőfelületek esetében is. FONTOS!!: egymást követő nyomógombok nem csoportosíthatóak, mert azt egy kódnak fogja venni. Csak minden második nyomógombot lehet közösíteni ill. olyan kombinációkat is ki lehet hozni, mint pl.: 191819, hogyha 6 nyomógombos változatot építünk, a kombinációk száma végtelen. Mellékelek erről a kapcsolásról is egy vázlatot, amely szemlélteti a bekötést.

 

4 kódos változathoz alkatrészlista
2db IC 4013
5db NO nyomógomb
5db 4,7MΩ
1db 1kΩ
1db 18kΩ
1db BC182
2db 100ηF
1db 220μF
1db LED
1db DC 12V relé

 

Letöltési link
http://indabox.hu/QiN065

 

 

 

Sikeres utánépítést kívánok!

 

Rólunk. | .Impresszum. | .Használati feltételek. | .Kapcsolat. | .Támogatónk a SzerverPlex.hu