Bllokimi i Kombinimit dixhital!: 7 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:35

Unë gjithmonë kam pyetur veten se si funksionuan bravat elektronike, kështu që pasi mbarova kursin bazë të elektronikës dixhitale, vendosa të krijoj një vetë. Dhe unë do t'ju ndihmoj të ndërtoni tuajin!

Mund ta lidhni me çdo gjë nga 1v në 400v (ose ndoshta më shumë që varet nga RELAY), DC ose AC, kështu që mund ta përdorni për të kontrolluar një qark tjetër, apo edhe për të elektrizuar një gardh !! (ju lutem mos e provoni, me të vërtetë të rrezikshme)… Unë lidha një mini pemë të krismës me daljen (110v) sepse nuk e kisha hequr dekorimin e ditëve të shenjta nga laboratori im, kështu që ishte aty në kohën kur përfundova projektin.

Këtu janë disa fotografi të Sistemit të përfunduar, dhe një video gjithashtu, kështu që ju mund ta shihni atë duke punuar.

Hapi 1: Si funksionon?

Së pari mendova se çfarë duhej të përpunohej dhe si. Kështu që e vizatova këtë diagram si një hartë për të më udhëhequr ndërsa ndërtoj secilën pjesë të projektit. Këtu është një përmbledhje se si funksionon.

• Së pari ne kemi nevojë për një qark për të deshifruar 10 hyrjet e mundshme (0-9) në 4 daljet e tij BCD (dhjetore të koduara binare), dhe një dalje tjetër që na tregon kur shtypet ndonjë buton.
• Atëherë ne duhet të ndërtojmë qarkun që dy ekranet tanë me 7 segmente të funksionojnë siç duhet, me 4 hyrje për një numër BCD dhe natyrisht 7 dalje për ekranet tona, (kam përdorur IC 74LS47)
• Pastaj një qark për të ruajtur secilin numër të shtypur dhe kaloni midis ekraneve
• Si dhe një memorie të brendshme për fjalëkalimin tonë
• Dhe, vatra e bravës sonë, krahasuesi (8 bitët e saj - sepse ka 4 bit për shifër në ekran, që do të thotë se nëse doni të bëni një kyç me 4 shifra do t'ju duhen dy të lidhura së bashku.) Kjo do të tregojë ne nëse numrat në ekranet janë të njëjtë me fjalëkalimin e ruajtur në kujtimet e brendshme.
• Dhe së fundi një qark për të mbajtur sinjalin HAPUR ose Mbyll për një kohë të pacaktuar, dhe natyrisht një dalje (kjo është gjithçka që dëshironi të kontrolloni me bllokimin tuaj)

Hapi 2: Materialet

Këtu është gjithçka që ju nevojitet. SH NOTNIM: Mora shumicën e materialeve nga një tabelë e vjetër VCR, kështu që ata ishin "falas" duke e bërë këtë projekt vërtet të lirë. Në total kam shpenzuar rreth 13 dlls (shumica e IC kushton 76 cent, përjashtuar për D-ff (rreth 1.15) sepse nuk kisha IC, por ju mund t'i mbani ato për produktet e ardhshme, ato janë një investim i madh. Komponentët:

• Shumë diodë (rreth 20) për të bërë lidhje të njëanshme.
• Një transistor NPN (për të ushqyer spiralen e stafetës me rrymë të mjaftueshme)
• Një stafetë (për të kontrolluar pajisjen e lidhur)
• Një LED i kuq (për të treguar kur sistemi është Bllokuar)
• 14 butona shtypi
• Shumë rezistorë (nuk ka shumë rëndësi rezistenca, është vetëm të vendosni kunjat e IC në 1 ose 0 [+ ose -])
• Dy ekrane me 7 segmente.
• Shumë tela !!

Qarqe të integruara:

• Dy 7432 (OSE GATES) për të ndërtuar DEC në BCD dhe krahasuesin
• Dy 7486 (XOR GATES) shpirti i krahasuesit.
• Dy shofer 7447 Display
• Katër 74175 (4 D-FF) secila është një kujtesë e aftë të mbajë 4 bit.
• Një 7476 (2 JK-FF) për përzgjedhësin e ekranit dhe për të mbajtur sinjalin OPEN CLOSE.
• Një 7404 (NOT GATE) përmbys pulsin e orës për përzgjedhësin e ekranit. (mund të përdorni një transistor NPN të instaluar, sepse keni nevojë për vetëm një portë (ic ka 6).

Mjetet:

• 3 Protoboards (https://en.wikipedia.org/wiki/Breadboard)
• Pincë
• Thikë e saktë
• Furnizimi me energji 5V DC (furnizon qarqet)
• Furnizimi me energji DC 12V (ushqen spiralen e stafetës)
• Furnizimi me energji AC 120V (ushqen pajisjen në dalje)

SH NOTNIM: Kam përdorur rreth 8 ft tela, dhe këshilla për këtë, duke blerë tela të shtrenjtë protoboard, ju mund të blini 3 ft kabllo ethernet, shiritin atë, dhe ju do të keni 8 ose 9 tela, secila me një ngjyrë të ndryshme dhe 3 ft i gjatë. (kjo është pikërisht ajo që unë bëj, pasi tela normale e protoboardit është rreth 10 ft për dollar. Por për një dollar ju mund të arrini 3.3 ft kabllo ethernet, kështu që do të përfundoni me rreth 27-30 ft!

Hapi 3: Dekoroni në BCD

Hapi i parë është ndërtimi i sistemit të hyrjes, kështu që ju mund të komunikoni me bravën tuaj. Unë kam hartuar qarkun e mëposhtëm për të arritur dy qëllime kryesore.

• Kthejeni ndonjë nga 10 numrat nga (0-9) në homologun e tij BCD (binar). (Në fakt, ekziston një IC për këtë qëllim, por nuk ishte në magazinë kur shkova në dyqanin tim elektronik lokal., Kështu që nëse merrni do të kurseni shumë kohë dhe telashe, por mendoj se është më argëtuese në këtë mënyrë)
• Të jesh në gjendje të zbulosh sa herë që shtypet një buton.

Për të zgjidhur problemin e parë, ne duhet të hedhim një vështrim në këtë tabelë të së vërtetës për të ditur se cila dalje (ABCD) do të jetë e lartë (1) kur shtypim çdo buton. DCBA] X 0 0 0 0] 0 0 0 0 1] 1 0 0 1 0] 2 0 0 1 1] 3 0 1 0 0] 4 0 1 0 1] 5 0 1 1 0] 6 0 1 1] 7 1 0 0 0] 8 1 0 0 1] 9 Këtu është ajo ku diçka që më pëlqen në Digital vjen në përdorim … Ka shumë mënyra për të bërë një gjë…. Likeshtë njësoj si matematika, mund të arrini në 3 duke shtuar 1+2, ose duke zbritur 4-1, ose 3^1…. Me fjalë të tjera, ju mund të ndërtoni shumë qarqe të ndryshme për të arritur të njëjtin qëllim, kjo është diçka që e bën më të lehtë detyrën tonë aktuale. Unë e projektova këtë qark sepse mendova se përdorte disa IC, por ju mund të krijoni tuajin! Tani, unë e di se disa mund të kruajnë kokën duke u përpjekur të kuptojnë pse kam përdorur kaq shumë dioda, ja ku është përgjigjja … Diodat funksionojnë si një lidhje e njëanshme, kështu që në një palë të lidhura si në qarkun tim, nëse ka (1) tensioni në "anën pozitive" të tij do të përcjellë rrymë, kështu që do të kemi tension edhe në anën tjetër, por nëse ka një tension negativ, ose inekzistent (0) ai do të sillet si një qark i hapur. Le të kontrollojmë sjelljen e këtyre diodave, duke e quajtur anodën e parë të diodës (+) "E", dhe anodën e dytë të diodës "F" dhe dalja do të jetë katoda e tyre e lidhur "X". EF] X 0 0] 0 0 1] 1 1 0] 1 1 1] 1 Ju mund të shihni që ne kemi të njëjtën sjellje të saktë sesa një OR GATE, dhe pastaj, Pse jo duke përdorur vetëm diodat, në këtë mënyrë ju do të kurseni edhe më shumë të Integruar Qarqet, dhe paratë?… Epo përgjigjja është e thjeshtë, dhe ju duhet ta merrni me të vërtetë në konsideratë, Tensioni i Humbur në ÇDO DIODE. Normalisht është rreth 0.65V. Pse eshte ajo? Për shkak se çdo diodë ka nevojë për të paktën 0.6 V përgjatë anodës dhe katodës së saj për ta bërë lidhjen e saj të afrohet, kështu që mund të fillojë të përçojë. Me fjalë të tjera, për secilën diodë që lidheni dhe punon në të njëjtën kohë, ju do të humbni 0.65 V… nuk do të ishte një problem i madh nëse do të ndeznim dritat, por ne po punojmë me TTL IC, kjo do të thotë se ne kemi nevojë për të paktën më shumë se 2 V. Dhe siç po fillojmë me 5 v.. Kjo do të thotë që lidhja e 5 diodave do të shkaktojë një dështim në qarkun tonë (qarku i integruar nuk do të jetë në gjendje të bëjë dallimin midis 0v dhe më pak se 2v …) Kjo është arsyeja pse unë kurrë nuk kam përdorur më shumë se 2 dioda në secilën hyrje … SHENIM: Ju duhet të lidhni një rezistencë të lidhur me GND në secilën hyrje OR Portë… Për të zgjidhur problemin e dytë unë vetëm shtova një diodë në çdo ABCD, dhe 0, dhe i lidha së bashku, kështu që sa herë që secila prej tyre është 1, do të keni një 1 në "Shtyp" (P). Tani gjithçka që ka mbetur është ta ndërtoni atë në tavolinën tuaj të gatimit, ose nëse doni të kurseni më shumë hapësirë mund të bëni siç bëra unë, dhe të shponi disa vrima në një letër ndërtimi dhe të lidhni diodat dhe butonat atje … Nëse keni nevojë disa informacione më shumë rreth Logic Gates: https://www.allaboutcircuits.com/vol_4/chpt_3/1.html Nëse keni nevojë për më shumë informacion në lidhje me diodat:

Hapi 4: Shfaqet

Ky hap është një nga më të lehtë, ne vetëm duhet të deshifrojmë hyrjet ABCD për të drejtuar ekranin me shtatë segmente … Dhe për fat tashmë ka një qark të integruar që do të na kursejë të gjithë logjikën, kohën dhe hapësirën.

Nëse jeni duke përdorur një ekran të Anodës së Përbashkët atëherë do t'ju duhet një 7447.

Nëse jeni duke përdorur një ekran katod të zakonshëm, atëherë do t'ju duhet një 7448.

Instalimet elektrike janë të njëjta, kështu që në çdo mënyrë mund të përdorni skemën time.

Hyrjet ABCD për secilin IC vijnë nga dalja e secilës memorie (ne do t'i rishikojmë kujtimet në hapin tjetër)

Hapi 5: Kujtesa

Kjo është nëse do të ndryshonim nga logjika kombinuese, në logjikë sekuenciale… Për të krijuar kujtesën 4-bitëshe (ABCD) na duhet vetëm një D-Flip Flop për secilin bit, dhe në 74175 kemi 4 prej tyre. Mos harroni se çdo numër përfaqësohet në ABCD, kështu që secili 74175 mund të ruajë një numër. Për më shumë informacion se si funksionon D-flipflop dhe si ruan informacionin,: https://en.wikipedia.org/wiki/D_flip_flop#D_flip-flop Hyrja e dy kujtimeve të para (Të dhënat "D") vjen nga koduesi DEC në BCD që kemi ndërtuar në hapin e parë. Epo ne kemi informacionin që secili do të mbajë, por, kur do ta ruajnë? Sigurisht, njëri do të ruajë numrin e parë të shtypur dhe tjetri numrin e dytë të shtypur … Pra, si e marrim këtë efekt? Epo me një lloj tjetër FF (flip -flop) JK, kur të dy hyrjet J dhe K janë të larta, do të ndryshojë gjendjen e daljeve në komplementin e tij (mohim), me fjalë të tjera, do të kemi në "Q" 1, pastaj 0 pastaj 1 përsëri, pastaj 0 dhe kështu me radhë. Ky Q dhe Q´ është ora për kujtimet (çfarë do të thotë kur të ruani të dhëna të reja.) Pulsi që do të përcaktojë kur të bëhet ky ndryshim është "P" që është i lartë sa herë që shtypni ndonjë numër, por ruani informacionin në kohë, do të na duhet e kundërta, kështu që ja ku përdorim NOT GATE. Me fjalë të tjera, pasi të shtypim një buton, jk ff do të ndryshojë daljen e tij, do të ndezë kujtesën e parë, në mënyrë që të ruajë të dhënat, pastaj shtyjmë përsëri dhe gjendja e parë e regjistrimit të kujtesës do të jetë e fikur, por kujtesa e dytë do të ruajë të dhënat e reja! Shtova në këtë pikë një buton rivendosjeje që do t'i kthejë të dy kujtimet (ABCD) në 0, dhe do të kthejë zgjedhësin e ekranit (jk ff) në kujtesën e parë. Për më shumë informacion në lidhje me JK FF: https://en.wikipedia.org/wiki/D_flip_flop#JK_flip-flop Tani … pse thashë që na duhen katër 74175? Epo për të ruajtur fjalëkalimin !! Ndërsa është e mundur vetëm të vendosni fjalëkalimin me rezistorë në GND ose Vcc, kjo do ta bëjë fjalëkalimin tuaj statik dhe e pamundur të ndryshohet nëse e bëni bllokimin tuaj në një PCB. Pra, me një kujtesë, ju mund të ruani fjalëkalimin dhe ta ndryshoni sa herë që dëshironi. Hyrjet do të jenë daljet e kujtesës sonë të ekranit, kështu që kur një impuls pozitiv të arrijë në orën e tyre, ju do të përballeni me numrat që janë në ekranet. (të dyja, kujtimet dhe kujtimet e fjalëkalimit do të kenë të njëjtin informacion). Sigurisht, pulsi i "fjalëkalimit të ri" do të jetë i disponueshëm vetëm nëse tashmë keni ndërhyrë në fjalëkalimin e duhur dhe keni hapur bllokimin. Në tërësi do të kemi një kapacitet ruajtës prej 2 Bajt ose 16 bit !!

Hapi 6: Krahasimi

Në këtë pikë ne kemi një sistem që është i aftë të ruajë çdo numër që shtypim në një ekran pastaj tjetrin, dhe ta kopjojmë atë informacion në kujtimet e fjalëkalimit … neve na mungon ende thelbësore, Krahasuesi … një qark që do të krahasojë të dy (ABCD) e kujtimeve të ekranit me dy (ABCD) të kujtimeve të fjalëkalimit.. Përsëri, tashmë ekziston një IC nga familja TTL që bën të gjithë punën e pista, por nuk ishte e disponueshme në dyqanin tim elektronik lokal. Kështu që unë ndërtova timen. Për të kuptuar se si e bëra, ju lejon të shikoni tabelën e së vërtetës XOR A a] X 0 0] 0 0 1] 1 1 0] 1 1 1] 0 Vini re se sa herë që A dhe a kanë të njëjtën vlerë, prodhimi është i ulët (0) Pra, nëse ato janë të ndryshme do të kemi një 1 në dalje. Do të thotë që me një XOR Gate mund të krahasoni 2 bit një nga kujtesa e ekranit dhe tjetra e kujtesës së fjalëkalimit. Bazuar në atë që kam ndërtuar qarkun e mëposhtëm, mos harroni se ju mund ta ndërtoni atë sipas mënyrës tuaj, sepse ka shumë mënyra për të arritur në të njëjtën përgjigje këtu në elektronikën dixhitale. Ky qark merr 8 bitët e kujtimeve të ekranit (një bit për XOR, sepse hyrja tjetër duhet të përdoret me kujtesën e fjalëkalimit) dhe 8 bitët e kujtimeve të fjalëkalimit (është një krahasues 1 Byte). Dhe do të japë vetëm një dalje. nëse dhe vetëm nëse informacioni në të dyja kujtimet e ekranit është i njëjtë me informacionin në kujtimet e fjalëkalimit, do të kemi një dalje (0) të ulët. Me fjalë të tjera, nëse informacioni në të dy grupet e kujtimeve ndryshon, madje edhe në 1 bit, prodhimi do të jetë i lartë (1).

Hapi 7: Hap/Mbyll

Më në fund pjesa e fundit, gati e kemi përfunduar! Së shpejti enogh ju do të jeni në gjendje të bllokoni çdo pajisje, ose të elektrizoni çdo gardh,, (Ju lutem mos!) Tani, ne do të marrim informacionin e fundit dhe do ta ndërpresim atë me një buton, kështu që nëse dikush rastësisht shkruan fjalëkalimin e duhur, kyçi nuk do të hapet. (Unë e quajta këtë buton "enter", vërtet i zgjuar, ah !,) Dhe pas butonit të hyrjes, do të vijë shulja RS, një pajisje që mund të kthejë Q´ në 1 nëse ka një 0 në të Hyrja R, dhe ruajeni atë, dhe Q në 1 nëse ka një 0 në hyrjen S. Për më shumë informacion mbi shulën RS: https://en.wikipedia.org/wiki/D_flip_flop#SR_flip-flops lidha "Q" me një bllokim të kuq që do të thotë led, ose që pajisja e kontrolluar është OFF. Dhe "Q´" në një tranzistor që do t'i sigurojë stafetës rrymë enog për ta kthyer atë, duke ndezur pajisjen e kontrolluar. "Q´" ishte lidhur me një buton shtypi, (që unë e quajta butonin e fjalëkalimit të ri për arsye të mëdha) kështu që kur ta shtypni atë buton do të mbyllni qarkun midis Q´ dhe hyrjes së orës për kujtesën e fjalëkalimit. Nëse Q´ është i ulët (sistemi i kyçur) asgjë nuk do të ndryshojë në kujtesën e fjalëkalimit kur shtypni butonin, por nëse është e lartë (sistemi i hapur) ora do të aktivizohet dhe kujtimet e fjalëkalimit do të kopjojnë informacionin në kujtimet e ekranit. (Ndryshimi i fjalëkalim). Dhe lidhi një rezistencë me GND dhe me një buton shtypi (butoni i kyçjes) dhe nga atje në hyrjen S, kështu që sa herë që ta shtypni, do të kyçni sistemin. Epo, ndërsa mund të kisha blerë një rrokullisje RS vetëm për këtë qëllim, prapë më mbeti një JK ff nga 7476 im. Dhe, për shkak se inputet R dhe S janë asincronë, nuk kemi nevojë të shqetësohemi për orën. Pra, thjesht lidhni gjërat siç tregohet në diagram (siç bëra.) Jini të kujdesshëm kur lidhni stafetën me AC, përdorni mjaft shirit izolues.. Ju nuk doni një qark të shkurtër kur punoni me qindra volt! Pas lidhjes së everithing së bashku … ne më në fund kemi mbaruar !!! Ju lutemi mos ngurroni të komentoni çdo pyetje ose sugjerim, nëse vëreni ndonjë problem ose gabim mos dyshoni në anulimin e tij. Unë jam këtu për të ndihmuar. Bllokim i mirë, dua të them, fat i mirë me atë bllokim.