Autor Hackaday, nazywany Yann Guidon, zbudował ogromny binarny siedmiosegmentowy dekoder na przekaźnikach i diodach, zastępując ... tylko jeden mały układ, taki jak K514ID1. Tylko mikroukład jest nudny, a aby zobaczyć, jak działa, musisz go rozbić i umieścić kryształ pod mikroskopem. I tutaj możesz zobaczyć, gdzie wszystko się znajduje, jaką funkcję wykonuje i co się zmieni, jeśli obwód zostanie zmodyfikowany w taki czy inny sposób. A co najważniejsze - w tajemniczy sposób klika za każdym razem, gdy się przełączasz.
Domowe zasilany przez dwubiegunowy zasilacz 3,3 V. Dla każdego z biegunów może pobierać do 0,45 ampera, w zależności od wyświetlanej cyfry szesnastkowej. Obwód obejmuje: dziesięć przekaźników RES-15, jeden siedmiosegmentowy wskaźnik świecenia IV9, pięćdziesiąt dziewięć diod germanowych D9K. Rezystancja wejściowa każdego z wejść dekodera jest równa rezystancji uzwojenia przekaźnika. Urządzenie jest otwartym sprzętem na licencji Creative Commons BY-SA 4.0. Montaż obwodu zakończono w sierpniu 2018 r.
Ponieważ obwód jest obwodem przekaźnikowo-diodowym, logiczne jest założenie, że kod binarny jest najpierw wysyłany do binarnego deszyfratora dziesiętnego, na którego wyjściu kod staje się pozycjonujący, a następnie macierz ułamkowa przekształca kod pozycyjny w siedmiosegmentowy. Jest to najbardziej leniwy sposób, ale nie optymalny: potrzeba więcej przekaźników i diod. Yann Guidon zmniejszył ich liczbę, stosując nie pozycyjny, ale bardziej złożony kod, niezbyt czytelny dla człowieka, ale absolutnie zrozumiały dla matrycy diodowej jako półproduktu.
A ponieważ każdy segment wskaźnika rocka może być zasilany napięciem o dowolnej biegunowości, matrycę tę można jeszcze zoptymalizować. Zobacz, jak mistrz zrealizował swoje wyjścia na diodach połączonych w różnych kierunkach. Ale to nie wszystko. Do punktu środkowego dwubiegunowego źródła zasilania podłączył tylko ogólną moc wyjściową wskaźnika. Przekaźniki zasilane są napięciem pobieranym między biegunami tego źródła, czyli 7,2 V. Do uporządkowania wejść dekodera wykorzystano uzwojenia przekaźnika, niezwiązane z resztą obwodu. Ogólnie rzecz biorąc, spójrz:
Wybierając metodę montażu tego schematu, masz pełny zakres. Jeśli chcesz iść na utartą ścieżkę - weź gotowe pliki do gry Eagle: i. Możesz użyć deski do krojenia.
Sam mistrz również postanowił nie ograniczać się do jednej opcji. W jednym z nich użył przycisków do wprowadzenia kodu binarnego, a diod LED do wskazania pośredniego, co jest wygodne do debugowania:
Zostawiłem przyciski w innym i zastąpiłem diody matrycowe starymi diodami LED w metalowych obudowach, na przykład AL102:
W trzecim zrobiłem płytkę z pionowym wskaźnikiem i złączem do dostarczania sygnałów do wejść z zewnątrz:
Możesz podłączyć do niego płytkę testową z kodem binarnym za pomocą przełącznika:
I możesz wybrać z nich wielocyfrowy wyświetlacz z wbudowanymi dekoderami:
Być może czytelnik zdziwi się, że wskaźnik czasami pokazuje nie cyfry, ale litery. To jest normalne Cztery cyfry binarne mogą kodować szesnaście kombinacji - od 0 do 15. Liczby od 0 do 9 to cyfry, a od 10 do 15 - litery A, B, C, D, E, F. Dlatego system liczb szesnastkowych jest tak szeroki i stosowane w technologii komputerowej - pozwala na użycie wszystkiego, a nie tylko niektórych z tych kombinacji, tak jak w przypadku binarnego. Znowu optymalizacja.
Jeśli już zebrałeś coś na wskaźnikach wyładowań gazowych i luminescencyjnych, blask zaskoczy Cię swoją prostotą w porównaniu z nimi. To tylko żarówka, tylko wielowłókienkowa. Jeśli go nie znajdziesz, weź małe lampki kontrolne i ułóż je w kształcie segmentów. Napięcie zasilania żarówek powinno wynosić połowę napięcia uzwojenia przekaźnika, prąd powinien być mniejszy niż limit dla diod. Jeśli jest trochę większy, możesz wziąć nowoczesne diody - takie dla małych, ale o wyższym prądzie.
Zobaczmy, jak Yann Guidon zbiera jedną z opcji urządzenia. Zaczyna od zdobycia wskaźnika i dziesięciu przekaźników:
Przylutowuje dwa urządzenia wejściowe do wyboru: przyciski i przełącznik kciukowy z wbudowanym koderem binarnym, a także pierwsze cztery przekaźniki, do których uzwojeń zostaną podłączone te urządzenia wejściowe:
Instaluje pozostałe przekaźniki, łączy je zgodnie ze schematem pokazanym powyżej i wysyła dekoder generujący kod pośredni, ładuje diody LED do debugowania. Na tym etapie źródło bipolarne nie jest konieczne, ponieważ nie ma jeszcze wskaźnika, którego wspólne wyjście musi być podłączone do środkowego punktu źródła zasilania.
Matryca i wskaźnik diody lutowanej. Wszystko działa, ale matryca nie jest jeszcze zoptymalizowana, jest w niej więcej diod niż może być:
I na koniec optymalizuje to, uzyskując to, co już widziałeś na początku artykułu.
Jeśli zamierzasz zrobić dekodery przekaźnikowe (na przykład zegary) tylko dekodery, a źródłem sygnałów binarnych każdej kategorii będą układy logiczne lub mikrokontroler, uzwojenia przekaźnika będą musiały zostać dopasowane do nich za pomocą przełączników tranzystorowych. Aby to zrobić, musisz wziąć tranzystor o strukturze P-N-P, podłączyć emiter do minusa źródła zasilania źródła sygnału, kolektor do jednego z zacisków uzwojenia przekaźnika, a jego drugie wyjście do plusu źródła zasilania źródła sygnału. Przesunąć uzwojenie za pomocą diody o odwrotnej polaryzacji. Podłącz podstawę tranzystora za pomocą rezystora 1 kilo-omowego do wyjścia mikroukładu. Każdy deszyfrator będzie wymagał czterech takich kluczy.
A pokaz jak w starych filmach science fiction jest gotowy!