AllGah! Víc logických funkcí na dvou vstupech než si myslíte

AllGah! Víc logických funkcí na dvou vstupech než si myslíte
Čeněk Svoboda Pridal  Čeněk Svoboda
  683 zobrazení
10
 3
Zaujímavé zapojenia

Zdravím, a přiznávám se, že jsem "čerstvé maso" a před třemi měsíci jsem neuměl spájet ani dva dráty. (učili mě teorii). Tak jsem se naštval a šel jsem trošku do sebe. Nevěděl jsem co bastlit, tak jsem se rozhodl pro relativně jednoduchou věcičku: OrAndUtan. OrAndUtan je přepínatelná logická gejta (gate, hradlo/brána) AND / NAND / OR / NOR / XOR / XNOR.

Chci věřit, že víte, že AND má pravdivý výstup pouze tehdy, jsou-li oba vstupy pravdivé. OR má pravdivý výstup, je-li alespoň jeden vstup pravdivý. A XOR má pravdivý výstup, je-li právě jeden vstup pravdivý. Negace NAND, NOR a XNOR mají výstup negovaný. Chvíli to bolelo, byl jsem dost neúspěšný, ale když jsem udělal cvičný blikač (multivibrátor), nabyl jsem dojmu, že to jde a do problému takto přepínatelné gejty jsem se pustil. Ze začátku jsem volil čistě THT technologii (through hole – dírami), pájel jsem čínským perem za stovku a odvařil jsem dva hroty. Používal jsem multimetr u kterého si člověk stihne skočit na kafe, než se zobrazí měřená veličina. Na desku jsem svoje schéma dostal pomocí EasyEDA online systému (nic se neinstaluje). Nedám dopustit na autorouter EasyEDA (automatické hledání cest na desce dle schématu. Leptal jsem jednostranné desky doma. Nakonec se povedlo!

OrAndUtan

Deska s plošnými spoji

Poháněn kolosálním úspěchem (jé vono to bliká!), hlouběji jsem se nad branami se dvěma vstupy zamyslel a potvrdil jsem si v literatuře, že VŠECH možných zapojení dvouvstupového jedno výstupového binárního systému není 6, ale 16! Jde o to, že může být zapojen jen jeden vstup, nebo můžou být dokonce oba vstupy zcela ignorovány a existují také implikace, tedy nesymetrické logické funkce. Nebudu sem kopírovat wikipedii, takže se prosím na chvíli zastavte a pouvažujte, zda je logika jen o AND a OR... Jakmile jsem to zjistil, okamžitě mě napadlo, že tohle mi nikde na žádné škole neřekli a že to tak do budoucnosti nemůžu nechat. Udělal jsem si takový jednoduchý pocitový průzkum mezi mými technicky fungujícími přáteli a první, kdo řekl číslo 16 byl až tak zhruba osmý. Nepočítal jsem své přátele, ale většina prostě nevěděla, že je těch možností tolik. AND, OR jsou velmi slavné, méně slavný je XOR, ještě méně slavné jsou negace a kompletní magie je v podstatě neznámá. Jelikož jsem šílený, utkal jsem ve své mysli ďábelský plán: Dostat to do škol ve formě stavebnice a dostat to na mikročip. Šestnáct různých zapojení (konfigurací) systému dostat do stavebnice není nic až tak těžko představitelného. Z desky vyvedete 8 (nebo čtyři, podle pokročilosti konstrukce) konfiguračních vstupů, vyvedete dva vstupy, jeden výstup a napájení a zem. Uděláte krabičky, do krabiček dáte napájení, uděláte krabičky na tlačítka, krabičku s diodou a pak to přes banánky pospojujete a jenom točíte konfiguračním rotačním enkodérem nebo prostě 4bitovým rotačním přepínačem a deska mění funkci. Na mikročip to dostat také není nic složitého (pro někoho, kdo běžně navrhuje mikročipy). Výsledný čip by měl mít 2 vstupy, 1 výstup, 4 konfigurační vstupy, chipEnable a napájení a zem = 10 pinů.

Začal jsem tedy pln optimismu vyrábět. Udělal jsem první verzi. První verze měla jenom přes DIP switche (ty červené posuvné spínače) přepínat větve obvodu.

AllGah!

Deska s plošnými spoji

Tato verze byla půvabná v tom, že měla jen zapínat a vypínat „větve“. Okamžitě jsem se při testování ztratil v tom, který DIP switch je který a celkově jsem asi něco zapojil blbě v „pravé“ části schématu. To že to ve free trialu Multisimu (existuje takový velký software Multisim, k němuž autoři poskytují verzi na omezenou dobu zdarma) fungovalo opravdu nic neznamená, jsem zjistil. Nějak to blikalo, ale do poslouchání to mělo velmi daleko. Kvůli SMD součástkám jsem koupil horkovzdušnou „smd hotair rework station“ kombinovanou s normální páječkou, analog, jsem s tím moc spokojený.

No nic, jinak verze 3

Na této verzi (3) bylo pěkné jak jsem to všechno narval na jednu malinkatou destičku (to už využívám služeb plosnaky.cz) a tak jsem to hezky napájel a jakmile jsem to dodělal, ozval se někdo (už nevím odkud přesně), že mám rozpojený spodní spoj schématu. Hurá, 10 hodin práce může jít (opět) do kopru.

Schema zapojení

Deska s plošnými spoji

Situace začíná být vážná a já velmi naštvaný, verze 4

Nově zkouším metodu rozlité mědi a schéma testuji ve Falstadu (skvělá věc). Schéma ve falstadu zcela fungovalo, až na jeden maličký detail… MOSFET tranzistory (metal–oxide–semiconductor field-effect transistor, tuhle věc nejsem ochotný překládat do češtiny) musejí mít zapnutou simulaci diody. Takže jsem to vyrobil a začal testovat a někdo mi o té diodě řekl. Zapl jsem tedy diody a samozřejmě to fungovat přestalo! To už pomalu propadám do temnot a radím se s ďáblem co dál.

Schema zapojení

Deska s plošnými spoji

Vítězoslavná VERZE 5!

Verze 5 využívá služeb integrovaných obvodů, konkrétněji čtveřic základních gejt. Na obrázku je vidět která je která. Zpočátku ignoruji, že je potřeba volné gejty napojit na logickou jedničku a že je potřeba na napájení čtveřic gejt dát 100nF kondenzátor. Tak jsem to objednal a asi za 3 hodiny jsem měl jinou verzi, tentokrát „tu správnou“ s kondenzátory a propojenými vstupy nevyužitých gejt.

Já se prostě divím, že mě to ještě baví, dneska jsem poslední verzi osadil a dioda mi svítí a nechce bez ohledu na cokoliv zhasnout. Chyba pájení? Nemožnost kombinovat HC a HCT gejty? Jedno z toho, nebo obojí.

Schema zapojení

Deska s plošnými spoji

No nic, v životě jsou prý jistotou jen smrt a daně, takže než se k této jistotě doberu, snad budu mít verzi, která s jistotou funguje. Vlastně by mi nevadilo, kdyby mi do toho někdo pořádně kecal (mám střední stavební průmyslovku a posledních 20 let programuji webové systémy). Jednu malou jistotu můžu ale přidat, a to je zatím závěrečná simulace ve falstadu (nejedná se o desku, ale o zapojení logických bran, ze kterých je možné AllGah! složit). Má 2 vstupy a 1 výstup a 8 konfiguračních vstupů, které se na případném mikročipu dají přes hromadu hradel zkoncentrovat na celkem 4. Takže tady je odkaz - klikni

No a co na závěr? Přikládám fotky těch "blyštivých nefunkčních předmětíků", které budou mít velmi čestné místo v mém druhém šuplíku odspod.

Stránky autora projektu Čeněk Svoboda: ceneksvoboda.eu

Máte aj vy zaujímavú konštrukciu, alebo článok?

Máte aj vy zaujímavú konštrukciu, alebo článok a chceli by ste sa o to podeliť s viac ako 250.000 čitateľmi? Tak neváhajte a dajte nám vedieť, radi ju uverejníme a to vrátane obrazových a video príloh. Rovnako uvítame aj autorov teoretických článkov, či autorov zaujímavých videí z oblasti elektroniky / elektrotechniky.

Kontaktujte nás!


Páčil sa Vám článok? Pridajte k nemu hodnotenie, alebo podporte jeho autora.
 

     

Komentáre k článku

Nikita Lieselotte Bretschneider pred 3 mesiacmi

Sorry, ale 1000 znaků, to je snad Twitter (nesnáším, rozvedené to bude u mě na blogu). Použité řešení je hloupé, systém se dvěma dvoustavovými vstupy a jedním výstupem a možností plnit libovolnou naprogramovanou úlohu není nic jiného než čtyřbitová ROM, no a protože do čtyřech bitů se vejde právě šestnáct různých čísel (2⁴), takže možných úloh bude též 16. Implementace je veskrze jednoduchá: https://drive.google.com/file/d/1B5P-dvpVLAe33coZ_g3TS8Jd5Mq4_RNg/view?usp=sharing Říkejte mi Satane…

Čeněk Svoboda pred 3 mesiacmi

Umíte to Satane bez jumperů, s vývody na logické vstupy?

Elektrolab pred 3 mesiacmi

Nikita Lieselotte Bretschneider "Sorry, ale 1000 znaků, to je snad Twitter", myslím si, že na otázku, alebo odpoveď je počet znakov viac než dostatočný nakoľko 1 000 znakov je 140 až 250 slov s medzerami. Ďakujem

Pre komentovanie sa musíte prihlásiť.

Vyhľadajte niečo na našom blogu

PCBWay Promo

JLCPCB Promo
PCBWay Promo

JLCPCB Promo
PCBWay Promo

JLCPCB Promo
Webwiki Button