Resistor de base PNP no circuito

[rmlazzari58]

@Mestre88, @Isadora Ferraz e colegas, descobri que venho cometendo um erro grave: tenho trabalhado com a ideia de que a chave que abre e fecha a bateria de 5v atua sobre o positivo dessa bateria. Mas examinando as possibilidades, reparei que essa chave corta mesmo é o negativo. Olha lá...

 

 

Para a carga final (rádio) não faz diferença, mas para o LED que, quando acende, informa que o rádio não vai ligar e talvez para seu esquema usando o 4013, não tenho conhecimento para avaliar muito bem, mas parece que muda alguma coisa. Tô tentando arrumar.

 

 

Primeiro que será que está certo usar o "Darlington" assim? Além disso tô tentando ajeitar o seu esquema para que quando S1 estiver fechada, o acionamento de S2 não acenda o LED. E quando S1 estiver aberta, que acenda. Meu palpite de leigo é o acréscimo daquele diodo. Como só conheço o 1N4001, coloquei ele. Mas como você falou nesse 1N4148, vai ver serve melhor?

 

A ideia inicial foi essa: quando S1 está fechada, acionar S2 não faz o LED acender. Mas quando S1 está aberta, acionar S2 fará o LED acender.

 

 

Agora acrescentei os componentes que fazem parte do 4013...

 

 

Será que funciona assim?

 

 

[Renato.88]

No primeiro circuito dá curto o diodo e nos outros acho que vai dar problema no 4013.

Já que achou legal o 4013 faz assim, ó:

Se o cortar o negativo do 4013 o transistor vai acionar de graça, pois o 4013 perderá sua referência. No controlador fica só o rádio através do transistor Q1 mesmo.

Se o positivo é uma coisa só, então tanto faz se é a entrada ou a saída do controlador.

Também não dá pra ligar o Led direto no botão, pois vai "repicar" o Flip flop quando apertar o botão.

O led vai acender sempre que apertar o botão, até mesmo quando a bateria tiver fraca. Arruma o R5 pra um valor que o Led acenda legal, 1k era o padrão do programa e eu não editei.

[rmlazzari58]

Pois é, @Mestre88, só vi vantagem desse 4013 sobre o 555: "gasta" menos bateria e usa menos componentes na PCB. A única desvantagem é que ele é maior que o 555 e que o 4013 fica com metade desperdiçada. Mas no geral parece que o 4013 é mais adequado.

 

Bom, desse último circuito, não entendi o "controlador", ali. Mas acho que encontrei uma parte da solução:

 

 

Quando S1 está aberta, se você pulsar S2 o relé não fecha. Então o LED acende. Mas se S1 estiver fechada, o toque em S2 faz o relé fechar e mandar um pulso para o pino 3 do 4013, como se S2 estivesse no lugar de antes.

 

Acontece que como agora tem uma ligação direta entre os pontos C e H, o capacitor C1 e o resistor R1 ficaram inutilizados. Esses dois, se não me engano, servem para "amortecer" quando não tem relé entre S2 e eles, será que é isso? E será que dá para colocar C1 e R1 em série entre F e G?

 

Outra coisa: será que não é necessário um capacitor entre E e D? Tanto o transistor entre E e D quanto o diodo entre D e C que tenho visto nos relés aqui talvez não sejam necessários já que o comando ao relé não vem de um circuito e sim de S2. Será que é isso mesmo?

 

Também pensei num capacitor entre D e C mas não acho que esteja fazendo os cálculos certos. Pensei num capacitor que fizesse o toque durar 0,5 segundo. Como a resistência da bobina do relé é de 125ohm,

 

0,5 = 125 x cap

 

o que dá, se não errei nos cálculos, um capacitor gigante, de 4uF

 

Pensei também num outro capacitor para evitar que a piscada do LED ficasse muito curta. Nesse ponto não estou certo de precisar porque, se S1 está aberta, a pessoa pode segurar S2 à vontade que, enquanto segurá-la, o LED fica aceso. De toda forma, entre A e B, usando a mesma fórmula (tempo = resistor x cap), deu

 

0,5 = 56,7 x cap

cap = 8,6uF!

 

Talvez para o LED, se for mesmo necessário, seja um capacitor entre D e B...

 

Pode me ajudar com isso, @Mestre88?

 

[Renato.88]

Mas aí tirou o relé dum lugar e colocou no outro. 

E ainda vai dar curto quando fechar o contato. 

O 4013 é um tanto chato com coisas na entrada dele, o relé lá pode jogar alta tensão e queimar o ci. 

38 minutos atrás, rmlazzari58 disse:

Pois é, @Mestre88

Bom, desse último circuito, não entendi o "controlador", ali.

O controlador é o circuito que você mostrou acima, o que tem o mosfet desligando o negativo. 

Eu não sei se entendi direito, mas queria desenhar sem essas duas baterias que você diz que na verdade é uma só. 

A minha intenção era somente alimentar o 4013 e o led direto da bateria enquanto que o rádio passa pelo transistor TIP122 e o mosfet. 

[rmlazzari58]

Eu separei a bateria em duas, @Mestre88, porque prá mim ficou mais fácil de entender. Mas é assim:

 

Tem uma única bateria. Essa bateria tá ligada a um gerenciador de carregamento (TP4056), que tem nele um mosfet. Esse mosfet desliga a bateria no caso sua tensão fique abaixo de 2,9v. Mas quando a tensão da bateria fica normal, entre 0v (totalmente descarregada e estragada) e 4,2v (full total) nos extremos mas com 3,7v a maior parte do tempo, aquele mosfet leva a tensão da bateria até um regulador de tensão, que eleva a tensão para 5v fixos.

 

A saída desse elevador de tensão, para o circuito, é uma fonte de 5v.

 

Quando o mosfet do TP4056 desliga a bateria, essa fonte fica com 0v. Só que nesse momento a bateria ainda tem tensão (ponto A), geralmente de 2,9v.

 

Olha aí, @Mestre88:

 

 

 

adicionado 5 minutos depois

Agora, sobre o impacto do relé... será que não dá para diminuir através de resistores e capacitores? Quanto ao curto, você tem razão... mas acho que dá para contornar. Vou dar uma refletida...

 

Sobre colocar o relé de volta, rs... Ora, esse é outro relé. O relé que ficava ligado o tempo todo a gente substituiu pelo "Darlington". Esse, de agora, só seria acionado por pouco tempo e só de vez em quando, quando se quiser ligar ou desligar o rádio.

 

De qualquer jeito, obrigado, cara. E vamos ver, aqui...

[Renato.88]

O que eu quero dizer é que não precisa de relé nenhum, apenas o circuito com o transistor que eu fiz lá em cima. 

[rmlazzari58]

4 horas atrás, Mestre88 disse:

O que eu quero dizer é que não precisa de relé nenhum, apenas o circuito com o transistor que eu fiz lá em cima. 

 

É que, pelo que entendi, o LED acende sempre que o botão for apertado, e a ideia é que o LED só acendesse no caso de o botão ser pressionado E não ter força para ligar o rádio. E também não entendi muito bem o esquema das fontes: não é a mesma alimentação que vai alimentar tanto o Darlington (e daí para o rádio) e o 4013? Eu fiquei com a impressão de que o 4013, nesse esquema, está sendo alimentado apenas pela bateria, ser passar nem pelo mosfet do TP4056 nem pelo step-up... Enfim, é como você e a Isadora têm dito o tópico todo: para durar mais a bateria é melhor um transistor que um relé. Só não entedi essas coisas aí, que eu disse.

 

 

 

Bem... ó lá, @Mestre88:

 

 

Primeiro peço desculpas, cara, se ter dividido a bateria em duas fontes causou confusão. Para mim essa divisão foi importante para eu entender o conjunto... "Como fazer algo funcionar se a corrente está interrompida pelo mosfet do TP4056?" E aí a ideia foi separar virtualmente o que está depois do step-up e a bateria em sim.

 

Bom... e aqui está com tudo o que consigo corrigido.

 

 

Quanto ao "tranco" talvez a gente possa colocar um capacitor entre os pontos A e B. Ou um outro componente qualquer... Me lembro que uma vez, desmontando um aparelho, encontrei um disco ou pastilha, como se fosse um daqueles capacitores de cerâmica só que maior e mais bem acabado, entre os dois contatos de uma chave. Perguntei, acho que aqui no "Clube" mesmo, e alguém me disse que era um "eliminador de faíscas".

 

Além disso, que tal uns capacitores "amortecedores" para que o sinal chegue ao pino 3 do 4013 mais suavemente?

[Renato.88]

Sim, o 4013 do meu desenho está direto na bateria. Eu pensei que o step UP era ligado depois da bateria, por isso coloquei que é de 5V. 

Já entendi que é o contrário.. 

11 horas atrás, rmlazzari58 disse:

"Como fazer algo funcionar se a corrente está interrompida pelo mosfet do TP4056?"

E é exatamente por isso, não pode interromper o 4013, por isso ele fica direto. 

A corrente que ele consome é ridícula, nem dá pra medir. Deve ser na casa dos micro amperes. 

 

O transistor está ligado em outro lugar por que o rádio passa pelo step UP e tp4056. 

 

Depois eu mudo o meu desenho para o led acender somente quando a bateria estiver fraca, dá pra fazer com o transistor mesmo. 

[rmlazzari58]

@Mestre88, se puder, por favor espere um pouco. É que estou pensando em usar módulos de gerenciamento de carregamento sem a proteção do mosfet 8205A, e aproveitar a parte de baixo do seu circuito que verifica a bateria.

 

 

Olha os dois módulos, com e sem proteção:

 

 

Tô pensando isso porque tenho pelo menos cinco desses módulos com proteção em que a proteção não funciona. Eu falei disso em algum lugar por aqui: coloquei uma fonte de bancada como fosse a bateria, o multímetro medindo a saída e fui baixando a tensão. Até onde consegui baixar, uns 1,3v, o mosfet continua conduzindo.

 

(Como curiosidade, tenho outros 4 módulos com proteção dos quais 3 desconectam com 2,78v e voltam a conectar com 3,03v e um que desconecta com 2,76v e volta aos 2,98v. Os 5 primeiros foram comprados de uma só vez, de um fornecedor, e os 4 últimos também de uma só vez mas de outro fornecedor.)

 

 

Assim, se você puder esperar um pouquinho acho que tenho uma outra proposta...

[Renato.88]

3 minutos atrás, rmlazzari58 disse:

Assim, se você puder esperar um pouquinho acho que tenho uma outra proposta...

Tá certo, e afinal eu ando meio sem tempo esses dias, nem ia fazer o esquema por agora. 

[rmlazzari58]

@Mestre88, essa parte do seu circuito vai fazer aparecer na saída do darlington, a mesma tensão que houver na bateria? Ou melhor, ou a mesma tensão ou zero volts, caso a bateria tenha menos de 3,11v e só volta a ter tensão na saída quando a tensão na bateria for igual ou maior que 4v?

 

 

Se for, dá prá mudar esses limites, para cortar a tensão se a bateria tiver menos de 2,78v e restabelecer com 3,00v?

adicionado 7 minutos depois

(Não sei se ajuda mas tentando entender opamps como comparador, encontrei aquela fórmula R1/R2 e os resistores, em valores comerciais para 2,78v são 75ohm (ou 75k ou 750k) e 27ohm (e aí, 27k ou 270k). Já para a retomada, acho que não adianta nada porque talvez a retomada se dê através de outros resistores mas, em todo caso... para 3v tem 39ohm/13ohm, 36oh/12ohm ou ainda 33ohm/11ohm.)

 

Grato.

adicionado 9 minutos depois

(Também tenho a impressão de que, se puder, 750k e 270k é melhor do que 75k e 27k porque gastaria menos bateria...)

[Renato.88]

1 hora atrás, rmlazzari58 disse:

Também tenho a impressão de que, se puder, 750k e 270k é melhor do que 75k e 27k porque gastaria menos bateria...)

Tá certo. 

 

Esse circuito trabalha com histerese, então o cálculo pra ele apesar de ser a mesma coisa se torna mais complexo. 

[rmlazzari58]

10 horas atrás, Mestre88 disse:

Tá certo. 

 

Esse circuito trabalha com histerese, então o cálculo pra ele apesar de ser a mesma coisa se torna mais complexo. 

 

Pois é... se fosse fácil, qualquer um fazia, amigo @Mestre88, talvez até eu

[.if]

(via cálculos de histerese ampop)

(o circuito acima parece estar me incomodando...)

Quem é bom pra explicar isso é nosso amigo Moris @MOR. No seu caso há um complicador pois seu o vref não é fixo. Se ele se sentir motivado, quiçá participe com palavras mais personalizadas. E dá um coraçãozinho só pra ele! (kk)

 

 

[rmlazzari58]

55 minutos atrás, Isadora Ferraz disse:

(via cálculos de histerese ampop)

(o circuito acima parece estar me incomodando...)

Quem é bom pra explicar isso é nosso amigo Moris @MOR. No seu caso há um complicador pois seu o vref não é fixo. Se ele se sentir motivado, quiçá participe com palavras mais personalizadas. E dá um coraçãozinho só pra ele! (kk)

 

 

Ops! 'brigado, @Isadora Ferraz. E... onde mesmo é que coloquei a calculadora?

 

Vou tentar, vamos ver se consigo trazer algo para corrigir, porque que ficar pedindo o peixe a turma me manda lá prá quele lugar, né? (Manda eu prá beira do rio aprender a pescar, ué, rs...)

 

Vou fazer o seguinte: prá não encher (mais) o saco geral, vou dar uma rabiscada - sem auto-confiança em demasia, rs... - e trago aqui a história toda. Tem uns outros pontos que também tenho (mais) dúvidas...

 

Vou lá e 'brigadão de novo.

[rmlazzari58]

5 horas atrás, Isadora Ferraz disse:

No seu caso há um complicador pois seu o vref não é fixo. Se ele se sentir motivado, quiçá participe com palavras mais personalizadas. E dá um coraçãozinho só pra ele! (kk)

 

Dou 10 troféus, 10 corações e 10 jóinhas, rs...

 

Mas eis o que estou pensando:

 

 

A história começa no carregador. Pus ele ali só prá gente lembrar de que, quando ele está na tomada, as baterias estão sendo carregadas, tem 5v na saída e... sei lá, vai que dê alguma ideia para alguém. Eu não tenho nenhuma sobre ele.

 

Em seguida tem 4 baterias "18650" de Li-íon ligadas em paralelo e, para cada uma delas, 4 gerenciadores de carregamento "TP4056" sem o mosfet que corta a saída das baterias antes delas se exaurirem. Acho que tudo que a gente puder fazer para economizar as baterias, os circuitos e CIs que usar, está valendo...

 

Também tem um 3914, sua barra de 10 leds e um botão sem trava para acionar e verificar o estado das baterias. Do jeito que está setado, o 1o. led se acende com 2,8v e todos se acendem com 4v. Isso tudo está na parte de trás do aparelho.

 

Depois disso tem um step-up ajustado para que em sua saída sempre tenha 5v. Depois dele e antes da carga - o chamado "rádio" - tem o circuito que a gente está montando, e que fica no painel da frente da geringonça toda.

 

O objetivo desse circuito é, através da chave S1 e tendo o mínimo de 2,78v antes do step-up, ligar ou desligar o rádio usando o flip-flop do 4013. E caso haja menos do que 2,78v antes do step-up, que essa mesma chave acenda um led.

 

Se a gente não puser esse led, quando acionar S1 e não houver mais de 2,78v antes do step-up nada acontece. E aí fica a impressão de que o rádio está morto (e não com a bateria descarregada). Sempre dá para, quando isso acontecer, a gente virar o rádio, apertar o botão do 3914 e verificar as baterias. Mas achei legal por esse led aí. (Na verdade, se der certo esse led será trocado por um bip, um buzzer.)

 

Bem... e é isso. Do jeito que está, eu gostaria de ter os valores para R1, R2, R3, R4 e R5 de forma que o transistor desse circuito desconectasse seu negativo quando a bateria tivesse menos que 2,78v e voltasse a reconectar quando tivesse 3v.

 

Gostaria, também, de encontrar um recurso para que o acionamento do relé não desse um "tranco" no 4013. Coloquei um capacitor ali só para ilustrar. Na verdade não sei se seria mesmo um capacitor ou algum tipo de rede mais complexa, com capacitor e resistor, por exemplo. Tem um diodo junto que também pus mas sem nenhuma convicção, só copiei de uns outros circuitos que tenho visto. Será que é bom tê-lo ali?

 

E aqui algumas ideias:

 

Como a @Isadora Ferraz bem lembrou, o difícil para o circuito comparar é que a alimentação do 358 vem da mesma tensão que será comparada. Aqui vejo duas alternativas:

adicionado 12 minutos depois

1 - Tomar a saída do step-up, sempre 5v, como referência. O problema aqui é que com a geringonça desligada, o step-up continuaria usando a bateria. O uso é mínimo sem carga, mas tem algum, né?

 

2 - Hackear o 3914. Se o 3914 estiver bem ajustado, o pino 1 pode servir de informação sobre a bateria e aí, com alguma adaptação, acionar o TIP120G. Nesse caso o botão para consultar as baterias poderia estar apenas entre os leds e o (+) das baterias, já que o 3914 ficaria ligado o tempo todo. Pergunta: será que o 3914 com os leds apagados gasta muita bateria?

 

E é isso. Confesso que tenho estudado bastante mas também não ter conhecimento nem para os resistores do 358 e nem certeza de que alguma dessas alternativas funcionariam e nem se alguma delas seria adequada para usar menos bateria. O "amortecedor" do relé para o 4013 também não sei fazer. Se alguém puder ajudar, ficarei bem agradecido.

[rmlazzari58]

Bom... aqui descobri umas aulas bem legais sobre amplificadores operacionais, inclusive como comparadores.

 

 

Acho que para assistir como playlist, só no Youtube.

São 47 vídeos. A parte de comparador começa no vídeo 29. Se bem que o 28 é importante para entender os datasheets, e todos são legais... bem, não sei se todo mundo vai achar legal a forma passo-a-passo desse moço explicar, em passos de formiginha... Mas taí. Sobre histerese começa na 44 mas sem as anteriores talvez fique difícil acompanhar.

 

---

 

Quanto à aplicação prática, se puder deixar o 3914 de fora acho que seria melhor. Não sei o que tem dentro desse CI e usar o pino 1 como excitador de um transistor, um mosfet ou um darlington, além do led, talvez dê ruim... Alguém confirma isso?

 

Como os TP4056 com proteção, me parecem muito instáveis, não acho bom usá-lo nessa parte. Mas o ideal seria que o sensor de tensão para cortar das baterias em diante estivesse entre os TP4056 e o step-up, para evitar que o step-up ficasse trabalhando ainda que sem carga.

 

E deixar o step-up de fora significa não ter a referência fixa, de 5v, para comparar com as baterias. Tô achando que dá para usar, em vez de divisor resistivo, diodos zener na entrada da seguinte forma: se a tensão das baterias estiver acima de 2,7v (tensão fixa do zener), a tensão de entrada fica positiva, e aí o 358 excita um transistor que, por sua vez, conecta a bateria ao step-up e daí para a frente. Se bater no 2,69v, o zener para de conduzir e aí... para tudo do transistor para a frente. Vou tentar calcular a histerese para a condução parar abaixo dos 2,7v mas só retomar acima dos 3v ou 3,1v.

 

---

 

Vamos ver... consultei um lojista tradicionalíssimo aqui e ele me disse que tem zener de tudo que é tensão, e de precisão da ordem de centésimos de volts. Amanhã vou dar uma sapiada lá...

 

 

Ainda assim, se alguém tiver uma sugestão para esse comparador "auto-referente" com histerese, se sabe o que é que tem dentro do 3914 ou ainda se puder ajudar com o "amortecedor" para o relé, ficaria bem grato.

[Renato.88]

31 minutos atrás, rmlazzari58 disse:

Não sei o que tem dentro desse CI 

Citação

 

Lá dentro tem 10 comparadores de tensão ligados em cascata. 

[Renato.88]

Sobre o comparador, esquece esse negócio de histerese por enquanto. 

Como vai usar um lm358, é só usar metade dele pra ligar e a outra metade pra desligar. 

O nome disso é comparador de janela, fica mais fácil e preciso já que terá um ajuste independente pra cada coisa. 

Para estabilizar a tensão use dois diodos que nem eu fiz acima, aí a referência fica em 1,3V é mais fácil pra ajustar com potenciômetros. Não tem zener com essa tensão. 

[rmlazzari58]

3 horas atrás, Mestre88 disse:

Lá dentro tem 10 comparadores de tensão ligados em cascata. 

O que me interessa, @Mestre88, é essa fonte de referência de tensão (reference voltage source) para o circuito ficar auto-referente...

 

[Renato.88]

Basicamente é um circuito com diodos e mais um comparador de tensão, o mesmo que eu mencionei acima. 

adicionado 2 minutos depois

Mas se tiver o LM3914 no seu projeto, dá pra usar essa tensão pra fazer referência no lm358 e fazer o comparador de janela que eu também disse acima. 

[rmlazzari58]

1 hora atrás, Mestre88 disse:

Sobre o comparador, esquece esse negócio de histerese por enquanto. 

Como vai usar um lm358, é só usar metade dele pra ligar e a outra metade pra desligar. 

O nome disso é comparador de janela, fica mais fácil e preciso já que terá um ajuste independente pra cada coisa. 

Para estabilizar a tensão use dois diodos que nem eu fiz acima, aí a referência fica em 1,3V é mais fácil pra ajustar com potenciômetros. Não tem zener com essa tensão. 

 

O comparador de janela não serve, é só olhar o gráfico da função de transferência de ambos, janela e histerese. Aos 13:00 min. da lição 39 tem uma explicação só para isso, porque muita gente confunde janela com histerese.

 

 

Agora zener tem sim, custa R$ 1,00 na Rei do Som, para 2,8v/0,5w (1n5224, por exemplo). Mas tem para 2,7v, também. É sempre útil saber, né? E no caso vai ser bem adequado.

adicionado 1 minuto depois

6 minutos atrás, Mestre88 disse:

Basicamente é um circuito com diodos e mais um comparador de tensão, o mesmo que eu mencionei acima. 

adicionado 2 minutos depois

Mas se tiver o LM3914 no seu projeto, dá pra usar essa tensão pra fazer referência no lm358 e fazer o comparador de janela que eu também disse acima. 

 

Ué, se o pino 1 do 3914 suporta não só o transistor mas seu led, maravilha!

 

adicionado 5 minutos depois

Fica faltando só o "amortecedor" do relé, prá não dar tranco no 4013.

 

[Renato.88]

4 minutos atrás, rmlazzari58 disse:

comparador de janela não serve, é só olhar o gráfico da função de transferência de ambos, janela e histerese. Aos 13:00 min. da lição 39 tem uma explicação só para isso, porque muita gente confunde janela com histerese.

Realmente não é a mesma coisa, mas com algumas alterações serve sim. 

[rmlazzari58]

28 minutos atrás, Mestre88 disse:

Realmente não é a mesma coisa, mas com algumas alterações serve sim. 

Mas se como você disse, a gente pode usar o pino 1 do 3914... esse CI, você sabe, já tem uma histerese proporcional ao intervalo entre os comparadores, podemos esquecer zener, 358 e o resto. Ficará ótimo já que dará para interromper a corrente antes do step-up através do TIP120G!

 

E já que o 3915 vai ficar ligado o tempo todo, vou botar um outro botão push-button no painel de trás. Assim, se a saída do 3914 para o transistor está sempre ativa, essa mesma saída, para acender o led, só se o botão estiver pressionado (para os leds terem o positivo). Posso manter aquele resistor de 2k2 e o TIP120G no pino 1 do 3915, @Mestre88?

 

(Epa! Será que quando a pessoa acionar o botão de trás para consultar o estado das baterias e, com isso, ativar os leds, isso não vai interferir no trabalho do TIP120G?! Se não atrapalhar em nada, tudo bem. Mas se atrapalhar, quem sabe a santa gambiarra de deixar esse pino 1 sem led, sem a corrente positiva da barra de leds para sempre...)

 

E por último mas não menos importante. Sei que você não gostou daquele relé, lá. Se você tiver alternativa a ele, beleza. Lembra: ali, quando não tiver corrente disponível na saída do step-up e o botão da frente for pressionado, vai acender o led. E quando houver corrente na saída do step-up, alternará os estados do 4013. E jamais conseguiria imaginar outra coisa que não esse relé para esse trabalho. E se não tiver... "che cosa" faria com que o contato dele, em se fechando, não desse um "tranco" no 4013?  Please?

 

(Um supressor de faíscas? Um capacitor? Um varistor? Um resistor? Um tiristor? Vários desses, "tudo junto numa pessoa só", numa rede? rs...)

 

 

[Renato.88]

3 horas atrás, rmlazzari58 disse:

Posso manter aquele resistor de 2k2 e o TIP120G no pino 1 do 3915, @Mestre88?

O LM3914 trabalha invertido, com o pino 1 em zero acende o led. 

Então ali tem que ter um segundo transistor pra inverter o sinal. 

 

Sobre o relé, eu já disse coloca um transistor no lugar, ou talvez dois. 

É menor, mais barato e consome menos energia, além de não dar repiques no 4013, pois o sinal dele é quadrado.