Reaali Robootika.COM

NXT robotimaailm ja programmeerimine C-keeles

Kahendkoodi ja kümnendloendur

Teema: mida saab teha trigeritega?

Kui eelnevatel tundidel vaatasime lihtsaid RS-trigereid, siis nüüd vaatasime juba valmis mikroskeemi, kus on trigerid sisse ehitatud. Nimelt loogikalülitus 4013-e sees on 2 D-trigerit, mille üks laialt levinud kasutuskoht on kahega jagamine.

Esiteks panime kokku generaatori, selle jaoks kasutame traditsioonilist 555 mikroskeemi. Sinna järele sai tehtud kahe mikroskeemiga 4 D-trigerit ning trigerite väljundid omakorda ühendasime kümnendloenduriga.

Kokku tuli skeem, kus saime jälgida valgusdioodidelt kahendkoodi, ja teistelt valgusdioodidelt põleva LED-i liikumist.

555, D-trigerid 4013 ja kümnendloendur 4028

Ühendasime kõikide oluliste kohtadega ostsilloskoobi ning vaatasime kuidas see signaal arvutiekraanil välja näeb.

ostsilloskoop

Triger on see mis teeb Flip-Flop

Nädala teema: mis asi on triger kus seda vaja läheb.

Küsimuse mõlemad pooled on üsna laiad seletused, kuid alustasime hästi lihtsatest asjadest. Esialgu tegime ainult RS-trigeri ning praktilise poole pealt vaatasime kuidas sellega saab valgusdioode ümber lülitada ning lüliti kontaktide värelemisest tingitud häiresignaali eemaldamist.

Algatuseks panime kokku alljärgneva skeemi ning vaatasime kuidas RS-triger töötab.

image

Siis lisasime skeemile juurde ühe loenduri, mille siseelu me hetkel uurima ei hakanud, lihtsalt tõdesime et see loendab signaali impulsse kümneni.

Esimese variandi tegime viisil, et sisendimpulsid andsime lülitiga, mille tagajärjel oli näha, et mõnikord hüppas valgusdiood üle ühe LED-i ja vahest isegi üle kahe LED-i. See on siis tingitud lüliti mehaanilisest häirest.

Kui me aga ühendaime sinna vahele trigeri, ei tekkinud enam kordagi olukorda, et kogemata tuleb justkui kaks impulssi.

Püüdsime ühe lüliti põhjustatud häireimpulsi ka ostsilloskoobiga kinni ning uurisime seda lähemalt, selgus et selle häiresignaali pikkus oli vaid ~0,2 ms.

image

Ühed ja Nullid ongi loogika

Tunni teema: tutvuda baasloogikalülitustega nagu NOT, OR/NOR, AND/NAND ning praktilise tööna panna kokku generaator.

imageVõttis aega, et aru saada sellest, mis asi on 1 ja 0. Ja ilmselt veelgi kauem läheb aega, et sisuliselt mõista miks on meil vaja loogikalülitust NOT. See ju lihtsalt pöörab ühe nulliks ja vastupidi, mille praktilise jaoks seda ikka vaja läheb. Et näiteks “miks meil on vaja loogikalülitusest tuleks välja miinus – selles pole ju elektrit sees – elekter on ju plussi sees”. No siis tulime tagasi teema juurde, et milles seisneb elektrivool.

Väga hästi aga töötasid lülititega tehtud analoogid loogikalülituste juures, need lihtsustasid tõeväärsustabelist aru saamist.

 imageimage

Mis aga ikkagi nende NAND-ide ja OR-de sees on? Siis oligi aeg lühidalt tagasi põigata eelmiste tundide juurde, et transistorid ja takistid on need millest valdavalt koosneb loogikalülitus.

Aga et midagi tunni lõpuks ka juhtuks, siis panime kokku generaatori ning valgusdioodid vilkuma.

image

Arutasime läbi, et miks selline skeem hakkab üldse genereerima ja vaatasime väljundsignaali ning kondensaatori tühjenemist ja laadumist. Arvutasime välja eeldatava sageduse RC-konstandi abil ning mõõtsime seejärel ostsilloskoobiga – ja ennäe, tuligi enam-vähem sama.

Mõned seigad:

Mina: “miks sul on kahte mikroskeemi vaja selle skeemi kokkupanekuks?” – õpilane: “aga siin on ju kaks loogikalülitust”. Back to the basics ning selgituse peale, et ühe mikroskeemi sisse mahub mitu loogikalülitust tuli selge “ahaa…” efekt.

On loomulik, et asjad ei tööta alati kui kokku panna. Kõige levinumad probleemid: mikroskeem polnud korralikult plaadile surutud, mikroskeem valepidi või oli jalgade loendamine sassi läinud.

Ja veel küsimus “miks mikroskeemil on vaja eraldi toidet?”. Kuid ka palju olulisem küsimus, et kui täis on kondensaator peale ühte RC-konstanti? Vastus on 63%, mis tekitas üllatusi, et nii vähe. Kuid sellest piisab täpselt, et loogika maailmas elemendi sisend oma väärtust muudaks.