De auteur van Hackaday, bijgenaamd Yann Guidon, bouwde een enorme binaire decoder met zeven segmenten op relais en diodes, ter vervanging van ... slechts één kleine chip zoals K514ID1. Alleen een microcircuit is saai en om te zien hoe het werkt, moet je het breken en het kristal onder een microscoop plaatsen. En hier kunt u zien waar alles zich bevindt, welke functie het uitvoert en wat er zal veranderen als het circuit op de een of andere manier wordt gewijzigd. En het allerbelangrijkste: het klikt op mysterieuze wijze telkens wanneer u overschakelt.
Zelfgemaakt gevoed door een bipolaire 3,3 volt voeding. Voor elk van de polen kan het maximaal 0,45 ampère verbruiken, afhankelijk van het hexadecimale cijfer dat wordt weergegeven. Het circuit bestaat uit: tien RES-15-relais, één zeven-segment IV9-gloedindicator, negenenvijftig D9K-germaniumdiodes. De ingangsweerstand van elk van de ingangen van de decoder is gelijk aan de weerstand van de relaiswikkeling. Het apparaat is open hardware met een licentie onder Creative Commons BY-SA 4.0. De montage van het circuit is in augustus 2018 afgerond.
Omdat het circuit een relais-diodeschakeling is, is het logisch om aan te nemen dat de binaire code eerst naar de binaire decimale decryptor wordt gestuurd, aan de uitgang waarvan de code positioneel wordt, en vervolgens de fractionele matrix de positionele code omzet in een zeven-segmenten één. Dit is de meest luie manier, maar niet optimaal: er zijn meer relais en diodes nodig. Yann Guidon verminderde het aantal van beiden door niet positionele, maar complexere code te gebruiken, niet te voor mensen leesbaar, maar absoluut begrijpelijk voor de diodematrix als tussenproduct.
En aangezien elk segment van de rotsindicator kan worden gevoed met spanning van elke polariteit, kan deze matrix nog steeds worden geoptimaliseerd. Kijk hoe de meester zijn uitgangen realiseerde op diodes die in verschillende richtingen waren aangesloten. Maar dat is nog niet alles. Op het middelpunt van een bipolaire stroombron heeft hij alleen de algemene uitgang van de indicator aangesloten. En de relais worden gevoed door de spanning tussen de polen van deze bron, dat wil zeggen 7,2 V. Om de ingangen van de decoder te organiseren, werden relaiswikkelingen gebruikt, losgekoppeld van de rest van het circuit. Kijk in het algemeen:
Door de montagemethode van dit schema te kiezen, krijgt u alle ruimte. Als je op de gebaande paden wilt gaan, neem dan de voltooide bestanden voor Eagle: en. Je kunt de breadboard gebruiken.
De meester besloot zelf ook niet tot één optie te beperken. In een van hen gebruikte hij knoppen om de binaire code in te voeren en LED's om de tussenliggende code aan te geven, wat handig is voor foutopsporing:
Ik heb de knoppen in een andere gelaten en de matrixdiodes vervangen door oude LED's in metalen behuizingen, bijvoorbeeld AL102:
In de derde heb ik een bord gemaakt met een verticale indicator en een connector voor het leveren van signalen naar ingangen van buitenaf:
U kunt er een testbord op aansluiten met een binaire code-exterieur met behulp van een draaischakelaar:
En u kunt van hen een meercijferig display met ingebouwde decoders kiezen:
Misschien zal het de lezer verbazen dat de indicator soms geen cijfers maar letters weergeeft. Dit is normaal. Vier binaire cijfers kunnen zestien combinaties coderen - van 0 tot 15. Getallen van 0 tot 9 zijn cijfers en van 10 tot 15 - de letters A, B, C, D, E, F. Het hexadecimale getallensysteem is daarom zo breed en gebruikt in computertechnologie - hiermee kunt u alles gebruiken, en niet slechts enkele van deze combinaties, zoals bij binair gebruik. Optimalisatie opnieuw.
Als je al iets hebt verzameld over gasontlading en lichtgevende indicatoren, zal de gloed je verrassen met zijn eenvoud in vergelijking met hen. Het is gewoon een gloeilamp, alleen multi-filament. Als u er geen vindt, neem dan de kleine indicatielampjes en rangschik ze in de vorm van de segmenten. De voedingsspanning van de lampen moet de helft zijn van de spanning van de relaiswikkelingen, de stroom moet lager zijn dan de limiet voor diodes. Als het een beetje groter is, kun je moderne diodes nemen - zoals voor kleine, maar met een hogere stroom.
Laten we eens kijken hoe Yann Guidon een van de apparaatopties verzamelt. Hij begint met het verkrijgen van een indicator en tien relais:
Het verkocht twee invoerapparaten om uit te kiezen: knoppen en een duimschakelaar met een ingebouwde binaire encoder, evenals de eerste vier relais, op de wikkelingen waarvan deze invoerapparaten zullen worden aangesloten:
Installeert de resterende relais, verbindt ze volgens het bovenstaande diagram en voert de decoder uit die de tussencode genereert, laadt de LED's voor foutopsporing. In dit stadium is een bipolaire bron niet nodig, omdat er nog geen indicator is waarvan de gemeenschappelijke uitgang moet worden aangesloten op het middelpunt van de stroombron.
Soldeerdiodematrix en indicator. Alles werkt, maar de matrix is nog niet geoptimaliseerd, er zitten meer diodes in dan het zou kunnen zijn:
En tot slot, het optimaliseert het en krijgt wat je al aan het begin van het artikel zag.
Als u relaisdecoders (bijvoorbeeld klokken) alleen decoders gaat maken, en de bron van de binaire signalen van elke categorie logische circuits of een microcontroller zal zijn, moeten de relaiswikkelingen ermee worden aangepast met behulp van transistorschakelaars. Om dit te doen, moet je een transistor van de P-N-P-structuur nemen, de emitter aansluiten op de min van de voeding van de signaalbron, de collector op een van de terminals van de relaiswikkeling en de andere output op de plus van de signaalbron. Shunt de wikkeling met een diode met omgekeerde polariteit. Verbind de transistorbasis met een weerstand van 1 kilo-ohm met de uitgang van de microschakeling. Elke decryptor heeft vier van dergelijke sleutels nodig.
En de vertoning zoals in oude sciencefictionfilms is klaar!