Эта простая схема включает и отключает реле одним нажатием кнопки. Нажав кнопку один раз — реле включиться. Повторное нажатие кнопки отключает реле.
Схема построена на микросхеме 4013 (два независимых D-триггера). В данной схеме используется только один триггер. Следовательно, вы можете построить два независимых тумблера на одной микросхеме. Схема будет работать при любом напряжении от 5 до 15 вольт. Все, что вам нужно сделать, это подобрать реле с рабочим напряжением катушки, подходящим для вашего источника питания.
Как это работает
Как уже было сказано ранее, в этой схеме используется микросхема CMOS 4013, содержащая два независимых D-триггера. Выводы одного триггера расположены по одну сторону микросхемы, а выводы другого по другую сторону. Оба триггера имеют общее питание — контакты 14 и 7. В нашей схеме мы используем только один D-триггер. Второй будет запасным.
В целом CMOS-микросхемы потребляют очень малый ток. Повышенное потребление тока происходит только в процессе изменения состояния триггера.
Выходы неиспользуемого триггера — 12 и 13. Если вы соедините контакты 8, 9, 10 и 11 с землей, то это предотвратит случайное изменение состояния выходных контактов, и соответственно предотвратит лишнее потребление энергии.
Выходы первого триггера — 1 и 2. Оба они помечены буквой Q. Но над одним Q есть черта, а над другим — нет. Это указывает на то, что выходы являются — «комплементарными» (противоположные по состоянию). Другими словами — если на выходе 1 будет высокое состояние, то на выходе 2 будет низкое и наоборот. Для управления реле мы можем использовать любой из этих выводов. Возьмем вывод 1.
Переключение реле происходит от нажатия кнопки. Кнопка в свою очередь подключена к тактовому входу 3. Переключение состояния триггера происходит по восходящему фронту сигнала, т.е. при переходе с низкого к высокому состоянию. В нашей схеме это обеспечивается за счет конденсатора C1 и резистора R1.
Простое изменение состояния на входе 3 D-триггера не приведет к изменению состояния его выхода. Чтобы это произошло, вывод 2 необходимо подключить к входу данных (вывод 5) — через резистор R5.
Резистор R2 гарантирует, что перед нажатием кнопки конденсатор C1 будет всегда разряжен. В момент нажатия на кнопку, предварительно разряженный конденсатор начинает заряжаться, тем самым обеспечив низкий уровень на тактовом входе 3.
По истечении нескольких микросекунд (когда конденсатор C1 зарядиться) на входе 3 снова будет высокий уровень. Таким образом, при каждом нажатии на кнопку происходит изменение состояния сигнала на выходе D-триггера.
Высокое состояние на выходе открывает транзистор VT1 (BC547), который в свою очередь управляет работой реле. Диод VD1 (1N4148) защищает транзистор от ЭДС самоиндукции, возникающей при отключении реле. Светодиод служит индикатором включения реле. Резистор R3 — токоограничивающий резистор для светодиода.
