Ich brauche eine Schaltung, die nach dem Auslösen eingeschaltet bleibt

Ich studiere Elektrotechnik im ersten Jahr und arbeite derzeit an einem Projekt zum Bau eines elektrischen Roboterautos. Eine der erforderlichen Funktionen des Autos besteht darin, vorne einen Frontsensor hinzuzufügen, der kontinuierlich rückwärts fährt, wenn er eine weiße Wand erkennt. (Mit anderen Worten, es wird sich auch dann weiter rückwärts bewegen, wenn es die Wand nicht mehr erkennen kann.) Aber ich habe Probleme, dies zu implementieren.

Der mitgelieferte Frontsensor ist hoch, wenn er nichts vorne erkennt, und niedrig, wenn er eine weiße Wand erkennt. Ich weiß, dass ich das Signal brauche, um niedrig zu bleiben, nachdem es die Wand erkannt hat. Ich brauche also eine Schaltung, die nach dem Auslösen im neuen Zustand bleibt.

Ich hoffe, ich habe meine Frage klar genug ... danke.

PS Einige der Ideen, die im Unterricht diskutiert wurden, waren D-Flip-Flops, ich bin mir nicht sicher, ob das die Idee ist, die hier eingefügt werden soll.

PS Ich muss erwähnen, dass wir nur ICs wie D-Flip-Flop, JK-Flip-Flop und Zähler verwenden dürfen. Komparatoren, Timer, keine Gatter oder Gatter und Gatter und andere grundlegende Gatter-ICs.

Sie benötigen eine bistabile Schaltung (mit zwei Zuständen). Sie können dies sicherlich mit einem D-Flip-Flop tun, wobei ein Taktsignal auf die fallende Flanke des Sensorausgangssignals getriggert wird.
hmmm... Entschuldigung, ich glaube nicht, dass ich es verstehe. Ich habe viel über D-Flip-Flops recherchiert, aber ich verstehe das Konzept nie ganz. Kann man das deutlicher machen?? Danke.
Wie lange soll es nach dem Auslösen im neuen Zustand bleiben? Für immer? Im Moment hört es sich so an, als würde es beim ersten Aufprall auf eine Wand für immer umkehren.
Das AD-Flip-Flop ändert seinen Ausgangszustand (HIGH/LOW) an der steigenden Flanke des Takts abhängig vom Zustand des D-Eingangs. Wenn der Takt HIGH geht und der D-Eingang HIGH ist, dann geht auch der Q-Ausgang HIGH. Wenn der Takt auf HIGH geht und der D-Eingang auf LOW ist, dann geht der Q-Ausgang auf Low. Der Ausgang behält seinen Zustand zwischen steigenden Taktflanken
@mkeith Das heißt, es sei denn, es gibt einen anderen Sensor auf der anderen Seite, der das Flip-Flop rückwärts auslöst, damit es wieder die Richtung wechselt
@mekeith ja, ich möchte, dass es für immer an bleibt, weil die Anweisung besagt, dass es nur mindestens 30 cm rückwärts gehen muss und die Demonstration endet.
@DerStrom8, aber wie könnte ich den ursprünglichen Ausgang zuerst hoch und dann niedrig machen, wenn er ausgelöst wird. Bedeutet das, dass ich es zuerst manuell zu hoch machen muss und dann D zu niedrig bewegen muss, damit es zu niedrig wird, wenn es die Wand erkennt?
@Cherub Die D-Flops können sowohl ein SET als auch ein RESET enthalten. Stellen Sie in diesem Fall sicher, dass Sie die SET-Leitung mit dem verwenden, was Sie zum Initialisieren des gesamten Systems verwenden. Das wird sicherstellen, dass es so hoch beginnt. Verbinden Sie /Q mit dem D-Eingang. Wenn der erforderliche Takt ankommt (richtig angeordnet), kopiert der D-Flop das /Q (zu dieser Zeit niedrig) auf den neuen Q-Ausgang.
@jonk oh! Ich denke schon. Ich verwende einen hd74ls74ap D-Flip-Flop-IC und habe gerade nachgesehen, dass er damit voreingestellt und klar ist. Danke!
@Cherub Also habe ich ein explizites Diagramm hinzugefügt. Das denken Sie jetzt hoffentlich.
Sie könnten zwei Sensoren haben, die niedrig sind oder in NAND eingegeben werden, um den Ausgang normalerweise niedrig zu halten. Wenn entweder vorne oder hinten eine Wand gesehen wird, wird die Richtung mit einem Toggle umgekehrt und von @jonk angezeigt. Der Sensorkomparator sollte ein Schmitt-Trigger sein. Dann läuft die Demo, bis Sie sie ausschalten oder gegen eine dunkle Wand stößt. Mit einem IR-Emitter kann es auch im Dunkeln vor dunklen Wänden funktionieren.
@TonyStewart.EEsince'75 Ja. Aber da das OP nicht nach dem Sensor gefragt hat, habe ich das nicht hinzugefügt. Aber es steht außer Frage, dass Hysterese nützlich wäre.

Antworten (3)

Okay. Zusammenfassend also:

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Hoffentlich stimmt das mit dem überein, was Sie jetzt denken. Dies setzt voraus, dass das Setzen von CLEAR auf Masse das Löschen des FF vermeidet. Sie müssen die PRESET-Leitung aktivieren, wenn Sie Dinge zurücksetzen und alles neu starten, bevor Sie beginnen.

Es ist wichtig zu beachten, dass die Einfachheit der obigen Schaltung davon abhängt, dass Ihr Sensorsignal sauber ist und sich nicht wiederholt. Der Photon macht einen guten Punkt. Hier ist also ein weiterer Ansatz, der seinen Kommentar abdeckt:

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung

Welche Sie verwenden, hängt davon ab, nehme ich an. Aber angesichts Ihres erklärten Interesses denke ich, dass der Punkt von The Photon wichtiger ist und dass Sie den zweiten Schaltkreis und nicht den ersten verwenden sollten. Nur um auf Nummer sicher zu gehen.

@ThePhoton In der Tat. Aber ich kenne die Sensorsituation nicht. Der Punkt ist es jedoch wert, meiner Antwort hinzugefügt zu werden. Hinzugefügt. Und danke!
Also habe ich es nur auf dem Steckbrett experimentiert und konnte es irgendwie nicht voreinstellen. Ausgang Q ist immer gleich D.
@Cherub Wenn es ein PRESET und ein CLEAR gibt, sollten sie das Gegenteil von Q tun und D ignorieren. Halten Sie die Taktleitung jedoch an VCC oder Masse gebunden. Wenn Sie es schweben lassen, wer weiß? Das könnte Ihr Problem sein, angesichts Ihrer Beobachtung.

Ich sehe Vorschläge mit Logikgattern und Flip-Flops.

Hat jemand einen viel einfacheren und billigeren Ansatz wie die Verwendung eines SCR in Betracht gezogen?

https://en.wikipedia.org/wiki/Silicon_controled_rectifier

Scheint viel einfacher und erfüllt doch die Anforderungen. SCRs haben genau den Zweck, zu leiten, wenn das Gate stimuliert wird, während sie weiter leiten, nachdem der Stimulus unterbrochen wurde.

Das Gate sollte mit dem Sensor verbunden werden, die Anode mit VCC (besser, wenn sie durch einen Strombegrenzungswiderstand geschützt wird) und die Kathode (mit einem Pull-Down-Widerstand) gibt den Logikpegel aus, der der Anforderung entspricht.

Reset-Taste: Zwischen dem VCC und dem Anodenwiderstand kann ein normalerweise geschlossener Momentschalter hinzugefügt werden, der als Reset-Taste dient.

Ein SCR ist heutzutage nicht wirklich billiger als ein Jellybean DFF IC ...
Leider erlaubt uns der Professor nicht, ICs zu verwenden, die nicht zur Verfügung gestellt werden.

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Das sollte funktionieren:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ich brauche eine Schaltung, die nach dem Auslösen eingeschaltet bleibt
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