De gillar inte tråkigt, men vi är alla. av hemlagadgjorde själsfrände, jag kunde inte gå. Se hur ovanligt.
Det antas att logiska element som innehåller inverterare - OCH-INTE, ELLER-INTE och exklusiv ELLER-INTE - inte kan utföras på dioder och motstånd ensam. Men författaren till Hackaday under det väldigt coola smeknamnet Dr. Kackerlacka (föreställ dig en kackerlacka med ett fonendoskop - roligt?) Visade lite trötthet och drog slutsatsen att lysdioden är en slags diod och fotoresistorn är en slags motstånd. Ja, det är fortfarande möjligt!
Först gjorde han en optokopplare från en LED och en fotoresistor och inkluderade sedan den i en sådan krets:
En indikator-LED - en som inte är en del av optokopplaren, men som är synlig för användaren - den är ansluten inte i serie med fotoresistorn utan parallellt med den. När lysdioden för optokopplare lyser blir fotoresistorns motstånd mindre än motståndet hos motståndet genom vilket indikatorlampan drivs. Vad som händer kallas vetenskapligt shunting. Indikatorns LED lyser. Och om du stänger av optokopplarens lysdiod tänds tvärtom indikatorlampan, eftersom shuntingen stannar. Så vi fick en inverter på vissa dioder och motstånd. Det första logiska elementet för uttjänta borrningar
Men optokopplaren var naturligtvis besvärlig. Nu Dr. Kackerlacka kommer att fixa det.
Nu mer kompakt. Endast ljus kommer att tränga in från utsidan. I allmänhet är det inte bara att människor uppfann krympning. Hon kommer att komma till hands!
I stället för en indikator-LED, kan lysdioden för en annan optokopplare anslutas till växelriktarens utgång, det vill säga komplexa kretsar kan bestå av sådana logiska element. Men på vissa inverterare går du inte långt. Insåg detta, lade befälhavaren de vanliga, icke-lysande dioderna och gjorde ett trevligt element NAND:
Om i den här kretsen de vanliga dioderna vänds och det vänstra motståndet utesluts, erhålls ett OR-NOT-element. Nu när själva elementen utvecklas tänker guiden över var de ska appliceras och gör något sådant:
Detta är en RS-trigger. Två OCH-INTE element i den används som inverterare (båda ingångarna är anslutna), de andra två är desamma för sitt avsedda ändamål. Titta på diagrammet:
Dr Kackerlacka kontrollerar henne:
Det fungerar som det passar en RS-trigger.
Efter att ha demonterat flera nattljus, Dr. Kackerlackan fann i var och en av dem en fotoresistor och ett litet bräde med en SMD-LED.Av dessa gjorde han också optokopplare och tänkte sedan: varför för varje logikelement gör en ganska stor tavla om motstånd och vanliga dioder kan placeras mycket kompakt med surroundmontering? Jämför de nya logikelementen med de gamla - skillnaden i dimensioner är betydande!
Resultaten är följande:
Testen är i full gång, och med avsaknad av skrik och stansning av bordet fungerar allt som avsett:
Inte bara triggers utan också multivibratorer bygger på vanliga logiska element. På det "tråkiga" visar det sig också att det är möjligt. Och på icke-SMD-shnyh:
Och på SMD-shnyh:
Jag minns att det fanns en fantastisk film om robotar som multiplicerades genom att demontera olika järnstycken och montera sin egen typ från sina delar. Mycket lik en av dem:
Med hjälp av de elektriska och logiska kretsarna kan du också upprepa guiden-experimentet:
Observera att den första av Dr. Kackerlackan visade inte indikatorlamporna och motståndet för dem.
Sedan tittade befälhavaren på kretsen för AND-NOT-elementet igen och insåg: ett pull-up-motstånd vid utgången är inte nödvändigt, eftersom det är vid ingången till nästa samma element. Naturligtvis, om nästa element är OR-NOT, där det inte finns något pull-up-motstånd bara vid ingången, fungerar ingenting. Men elementen ELLER INTE "Doctor Cockroach" bestämde sig för att inte använda den längre, eftersom en viss spänningsförlust på en logisk nivå uppstår i dem. ELLER-element kan alltid tillverkas av inverterare och NAND-element, som nu är ordnade så här:
Så här fungerar kretsen för multivibratorn och NAND-elementet:
Och befälhavaren bestämde sig: istället för att vinka honom på hela JK-utlösaren?
Och för att göra det mer brutalt och tydligare, Dr. Kackerlacka från logiska grindar, om än med SMD-optiska kopplare, men på stigerör:
Så det fungerar när det klockas med en multivibrator. Kretsen är mycket kritisk för matningsspänningen.
Tja, tvärtom, han gjorde elementet i en icke-SMD-version miniatyr, med hjälp av volumetrisk installation, och gav det en vertikal form att se ut som en transistor:
Genom dess beteende liknar en sådan optokopplare också en transistor, och inte en fält, utan en bipolär. För det styrs av strömmen.
Dessa logiska element fungerar vid låga frekvenser, så det är bekvämt att övervaka deras arbete med hjälp av ett mjukvaruscilloskop på en dator eller smartphone. Dr. Till att börja med försökte Kackerlacka teoretiskt beräkna vågformen vid utgångarna från multivibratorn med en frekvens av 43 Hz och det exakta valet av matningsspänningen:
Riktig signal vid 19,8 Hz:
Han, efter att ha inverterat:
Men vad kommer att hända om frekvensen ökas till 42,2 Hz:
"Dr. Kackerlacka" kom till slutsatsen att de parasitiska kapacitanserna i fotoresistoren snedvrider vågformen.
Befälhavaren experimenterar med lysdioder i storlek 0402. De är så små att någon av dem, jämfört med fotoresistor, är liten:
Och det fungerar:
Men eftersom det logiska elementet inte samlas igen genom volymetrisk redigering ...
Befälhavaren anslöt en annan multivibrator till JK-avtryckaren och beundrar resultatet:
Och nu delar han kretsarna för element INTE, OCH-INTE eller ELLER-INTE, och i den tredje optokopplaren innehåller två lysdioder. Det är emellertid inte klart hur detta stämmer överens med det faktum att han tidigare ville vägra ELLER INTE vägra alls.
Dr. Kackerlackan bestämde sig för att försöka göra en linjär förstärkare på en optokopplare - inte desto mindre, för att vara begränsad till logiska element. Det visade sig exakt förstärkaren - med den, vid samma amplitud på insignalen, är ljudet högre än utan den. Gör aldrig detta - om kretsen har en konstant källa måste signalkällan anslutas inte direkt utan via en kondensator.
Och detta är en mikrokrets, mer exakt, en mikromontering med fyra NAND-element, precis som i vår älskade K155LA3!
Där det finns en analog K155LA3 finns det också en D-trigger - den kräver bara fyra logiska element OCH INTE. Liksom prototypchipet kan en hemmagjord mikroanordning förvandlas till en sådan trigger genom att bara lägga till en tråd.
För att styra avtryckaren byggde befälhavaren en opretentiös men perfekt fungerande fjärrkontroll. Den här gången gick naturligtvis allt igen:
RS-utlösaren kan förenklas kraftigt om du inte gör det från logiska element, men tillämpar principen om ett självlåsande relä som är bekant för varje elektriker.Endast något modifierad, så att du inte kan trycka på båda knapparna på en gång - kortslut strömkällan:
En annan trigger, lite mer komplex, är fri från denna nackdel. I den riktas igen två lysdioder på samma fotoresistor på en gång:
För att utlösaren ska ha en utgång komplicerade Dr. Tarakan kretsen lite mer (där, tvärtom, en LED lyser på två fotoresistorer samtidigt) och lade till en inverterare:
Allt fungerar igen:
För att göra en enda bild med en oreglerad utgångspuls, Dr. Kackerlacka tillhandahåller insignalen OCH direkt till en ingång i elementet, och samma signal till den andra, men passeras genom en kedja med tre inverterare. Detta, i allmänhet, motsvarar en inverterare, bara förseningen är längre:
Tja, långa pulser matas in, korta utmatas. Vad du behöver!
Tja, framför mästaren - en hel räknare av triggers, men han är inte redo ännu:
Jag hoppas att läsaren nu kommer att vara lite mer lojal mot uttråkningar. En av dem visade att inverterande logikelement på samma dioder och motstånd är möjliga om lysdioden anses vara ett ford, och fotoresistorn är ett motstånd. Och han gjorde så många intressanta saker. Och han kommer definitivt att få den här räknaren.
I allmänhet är det bra att vara en borrning!