Sie mögen es nicht langweilig, aber wir alle sind es. Vergangenheit hausgemachtSeelenverwandter gemacht, ich konnte nicht gehen. Schau wie ungewöhnlich.
Es wird angenommen, dass Logikelemente, die Wechselrichter enthalten - UND-NICHT, ODER-NICHT und exklusives ODER-NICHT - nicht allein an Dioden und Widerständen ausgeführt werden können. Aber der Autor von Hackaday unter dem sehr coolen Spitznamen Dr. Kakerlake (stellen Sie sich eine Kakerlake mit einem Phonendoskop vor - lustig?) Zeigte ein wenig Langeweile und kam zu dem Schluss, dass die LED eine Art Diode und der Fotowiderstand eine Art Widerstand ist. Ja, das ist immer noch möglich!
Zuerst stellte er einen Optokoppler aus einer LED und einem Fotowiderstand her und schloss ihn dann in eine solche Schaltung ein:
Die Anzeige-LED - eine, die nicht Teil des Optokopplers ist, aber für den Benutzer sichtbar ist - ist nicht in Reihe mit dem Fotowiderstand, sondern parallel dazu geschaltet. Wenn die Optokoppler-LED leuchtet, wird der Widerstand des Fotowiderstands geringer als der Widerstand des Widerstands, über den die Anzeige-LED mit Strom versorgt wird. Was passiert, wenn dies geschieht, wird wissenschaftlich als Rangieren bezeichnet. Die Anzeige-LED erlischt. Und wenn Sie die LED des Optokopplers ausschalten, leuchtet im Gegensatz dazu die Anzeige-LED auf, da der Rangiervorgang stoppt. Also haben wir einen Wechselrichter für einige Dioden und Widerstände. Das erste logische Element für Bohrungen verdient!
Aber der Optokoppler war natürlich umständlich. Jetzt Dr. Kakerlake wird es reparieren.
Jetzt kompakter. Von außen dringt nur Licht ein. Im Allgemeinen haben die Menschen nicht nur das Schrumpfen erfunden. Sie wird nützlich sein!
Anstelle einer Anzeige-LED kann die LED eines anderen Optokopplers an den Wechselrichterausgang angeschlossen werden, dh komplexe Schaltungen können aus solchen Logikelementen bestehen. Bei einigen Wechselrichtern werden Sie jedoch nicht weit kommen. Als der Master dies erkannte, fügte er die üblichen, nicht leuchtenden Dioden hinzu und machte ein schönes Element NAND:
Wenn in dieser Schaltung die üblichen Dioden vertauscht werden und der linke Widerstand ausgeschlossen ist, wird ein ODER-NICHT-Element erhalten. Nachdem die Elemente selbst entwickelt wurden, überlegt sich der Assistent, wo sie angewendet werden sollen, und führt folgende Aktionen aus:
Dies ist ein RS-Trigger. Zwei AND-NOT-Elemente werden als Wechselrichter verwendet (beide Eingänge sind verbunden), die anderen beiden sind für den beabsichtigten Zweck gleich. Schauen Sie sich das Diagramm an:
Dr. Cockroach überprüft sie:
Es funktioniert wie es sich für einen RS-Trigger gehört.
Nachdem Dr. mehrere Nachtlichter zerlegt hatte, Kakerlake fand in jedem von ihnen einen Fotowiderstand und eine kleine Tafel mit einer SMD-LED.Er stellte auch Optokoppler daraus her und dachte dann: Warum für jedes Logikelement eine ziemlich große Platine, wenn Widerstände und gewöhnliche Dioden mit Surround-Montage sehr kompakt platziert werden können? Vergleichen Sie die neuen Logikelemente mit den alten - der Unterschied in den Abmessungen ist erheblich!
Die Ergebnisse sind wie folgt:
Die Tests sind in vollem Gange und gemessen an der Abwesenheit von Schreien und dem Schlagen des Tisches funktioniert alles wie beabsichtigt:
Nicht nur Trigger, sondern auch Multivibratoren basieren auf gewöhnlichen logischen Elementen. An der "Langeweile" stellt sich heraus, dass auch dies möglich ist. Und auf Nicht-SMD-shnyh:
Und auf SMD-shnyh:
Ich erinnere mich, dass es einen fantastischen Film über Roboter gab, die sich vermehrten, indem sie verschiedene Eisenstücke zerlegten und ihre eigene Art aus ihren Teilen zusammensetzten. Sehr ähnlich zu einem von ihnen:
Anhand der elektrischen und logischen Schaltkreise können Sie auch das Assistentenexperiment wiederholen:
Bitte beachten Sie, dass am ersten der Dr. Kakerlake zeigte nicht die Anzeige-LEDs und den Widerstand für sie.
Dann schaute der Master erneut auf die Schaltung des AND-NOT-Elements und stellte fest: Ein Pull-up-Widerstand am Ausgang ist nicht erforderlich, da er sich am Eingang des nächst gleichen Elements befindet. Wenn das nächste Element OR-NOT ist und kein Pull-up-Widerstand direkt am Eingang vorhanden ist, funktioniert natürlich nichts. Aber die Elemente OR-NOT "Doctor Cockroach" entschieden sich, es nicht mehr zu verwenden, da in ihnen ein gewisser Spannungsverlust eines logischen Niveaus auftritt. ODER-Elemente können immer aus Wechselrichtern und NAND-Elementen bestehen, die jetzt wie folgt angeordnet sind:
So funktioniert die Schaltung des Multivibrators und des NAND-Elements:
Und der Meister entschied: anstatt ihm den ganzen JK-Abzug zu winken?
Und um es brutaler und klarer zu machen, Dr. Kakerlake von Logikgattern, wenn auch mit SMD-optischen Kopplern, aber auf Steigleitungen:
So funktioniert es, wenn es mit einem Multivibrator getaktet wird. Die Schaltung ist sehr kritisch für die Versorgungsspannung.
Im Gegenteil, er hat das Element in einer Miniatur ohne SMD-Version unter Verwendung einer volumetrischen Installation hergestellt und ihm eine vertikale Form gegeben, die wie ein Transistor aussieht:
Ein solcher Optokoppler ähnelt aufgrund seines Verhaltens auch einem Transistor und nicht einem Feldtransistor, sondern einem bipolaren. Denn es wird durch Strom gesteuert.
Diese Logikelemente arbeiten mit niedrigen Frequenzen, so dass es bequem ist, ihre Arbeit mit einem Software-Oszilloskop auf einem Computer oder Smartphone zu überwachen. Dr. Für den Anfang versuchte Cockroach, die Wellenform an den Ausgängen des Multivibrators bei einer Frequenz von 43 Hz und die genaue Auswahl der Versorgungsspannung theoretisch zu berechnen:
Reales Signal bei 19,8 Hz:
Er nach dem Umkehren:
Aber was passiert, wenn die Frequenz auf 42,2 Hz erhöht wird:
"Dr. Cockroach" kam zu dem Schluss, dass die parasitären Kapazitäten im Fotowiderstand die Wellenform verzerren.
Der Master experimentiert mit LEDs der Größe 0402. Sie sind so klein, dass jede von ihnen im Vergleich zum Fotowiderstand winzig ist:
Und es funktioniert:
Da aber das logische Element durch volumetrische Bearbeitung nicht wieder zusammengesetzt wird ...
Der Master hat einen weiteren Multivibrator an den JK-Trigger angeschlossen und bewundert das Ergebnis:
Und jetzt teilt er die Schaltkreise der Elemente NOT, AND-NOT und OR-NOT und enthält im dritten Optokoppler zwei LEDs. Es ist jedoch nicht klar, wie dies mit der Tatsache übereinstimmt, dass er früher ablehnen wollte oder überhaupt nicht ablehnen wollte.
Dr. Kakerlake beschloss, einen linearen Verstärker auf einem Optokoppler herzustellen - nicht alle gleich, um sich auf logische Elemente zu beschränken. Es stellte sich genau der Verstärker heraus - mit ihm ist bei gleicher Amplitude des Eingangssignals der Klang lauter als ohne. Tun Sie dies einfach niemals - wenn die Schaltung eine konstante Quelle hat, muss die Signalquelle nicht direkt, sondern über einen Kondensator angeschlossen werden.
Und dies ist eine Mikroschaltung, genauer gesagt eine Mikrobaugruppe mit vier NAND-Elementen, genau wie bei unserem geliebten K155LA3!
Wo es ein Analogon von K155LA3 gibt, gibt es auch einen D-Trigger - es werden nur vier logische Elemente benötigt UND NICHT. Wie der Prototyp-Chip kann eine hausgemachte Mikrobaugruppe durch Hinzufügen nur eines Drahtes in einen solchen Auslöser verwandelt werden.
Um den Auslöser zu steuern, baute der Master eine unprätentiöse, aber perfekt funktionierende Fernbedienung. Diesmal hat natürlich alles wieder geklappt:
Der RS-Trigger kann stark vereinfacht werden, wenn Sie ihn nicht aus logischen Elementen herstellen, sondern das Prinzip eines selbstsperrenden Relais anwenden, das jedem Elektriker vertraut ist.Nur geringfügig geändert, sodass Sie nicht beide Tasten gleichzeitig drücken können - schließen Sie die Stromquelle kurz:
Ein anderer, etwas komplexerer Auslöser ist frei von diesem Nachteil. Darin sind wiederum zwei LEDs gleichzeitig auf denselben Fotowiderstand gerichtet:
Damit der Trigger einen Ausgang hat, hat Dr. Tarakan die Schaltung etwas komplizierter gemacht (wo jetzt im Gegenteil eine LED auf zwei Fotowiderstände gleichzeitig leuchtet) und einen Wechselrichter hinzugefügt:
Alles funktioniert wieder:
Um einen Einzelschuss mit einem ungeregelten Ausgangsimpuls zu machen, hat Dr. Kakerlake liefert das Eingangssignal UND direkt an einen Eingang des Elements und das gleiche Signal an den anderen, wird jedoch durch eine Kette von drei Wechselrichtern geleitet. Das entspricht im Allgemeinen einem Wechselrichter, nur die Verzögerung ist länger:
Nun, lange Impulse werden eingegeben, kurze werden ausgegeben. Was du brauchst!
Nun, vor dem Meister - eine ganze Reihe von Auslösern, aber er ist noch nicht bereit:
Ich hoffe, dass der Leser jetzt etwas langweiliger ist. Eines davon hat bewiesen, dass invertierende Logikelemente auf denselben Dioden und Widerständen möglich sind, wenn die LED als Furt betrachtet wird und der Fotowiderstand ein Widerstand ist. Und er hat so viele interessante Dinge getan. Und er wird definitiv diesen Zähler bekommen.
Im Allgemeinen ist es großartig, langweilig zu sein!