» » Релейно-диодный двоично-семисегментный дешифратор

Релейно-диодный двоично-семисегментный дешифратор



Автор Hackaday под ником Yann Guidon построил на реле и диодах огромный двоично-семисегментный дешифратор, заменяющий... всего одну крошечную микросхему вроде К514ИД1. Только микросхема - это скучно, и чтобы увидеть, как она устроена, нужно её сломать и поместить кристалл под микроскоп. А здесь всё видно, где что находится, какую функцию выполняет, и что изменится, если так или иначе модифицировать схему. А главное - оно загадочно щёлкает при каждом переключении.

Самоделка питается от двуполярного 3,3-вольтового источника питания. По каждому из полюсов она может потреблять до 0,45 ампер, в зависимости от того, какую шестнадцатеричную цифру она показывает. В схему входят: десять реле РЭС-15, один семисегментный накальный индикатор ИВ9, пятьдесят девять германиевых диодов Д9К. Входное сопротивление каждого из входов дешифратора равно сопротивлению обмотки реле. Устройство является открытым аппаратным обеспечением под лицензией Creative Commons BY-SA 4.0. Сборка схемы завершена в августе 2018 года.

Раз схема является релейно-диодной, логично предположить, что вначале двоичный код поступает на релейный двоично-десятичный дешифратор, на выходе которого код становится позиционным, а затем дробная матрица преобразует позиционный код в семисегментный. Это - самый ленивый способ, но не оптимальный: и реле, и диодов потребуется больше. Yann Guidon уменьшил количество и того и другого, использовав в качестве промежточного не позиционный, а более сложный код, не слишком человекочитаемый, но абсолютно понятный диодной матрице.

А поскольку каждый сегмент наскального индикатора можно питать напряжением любой полярности, матрицу эту можно ещё оптимизировать. Посмотрите, как мастер реализовал её выходы на диодах, включённых в разные стороны. Но и это ещё не всё. К средней точке двуполярного источника питания он подключил только общий вывод индикатора. А реле питаются напряжением, взятым между полюсами этого источника, то есть, 7,2В. Для организации входов дешифратора использованы обмотки реле, отвязанные от всей остальной схемы. В общем, глядите:



По выбору способа сборки данной схемы вам предоставляется полный простор. Хотите пойти по проторённой дорожке - возьмите готовые файлы для Eagle: схема и плата. Можно применить и макетную плату.

Сам мастер тоже решил не ограничиваться одним вариантом. В одном из них для ввода двоичного кода он применил кнопки, а для индикации промежуточного, что удобно при отладке - светодиоды:



В другом кнопки оставил, а диоды матрицы заменил на старые светодиоды в металлических корпусах, это могут быть, например, АЛ102:

Релейно-диодный двоично-семисегментный дешифратор


В третьем - сделал плату с вертикальным расположением индикатора и разъёмом для подачи сигналов на входы снаружи:



К ней можно подключить проверочную плату с формирователем двоичного кода галетным переключателем:



А можно набрать из них многоразрядный дисплей со встроенными дешифраторами:



Возможно, читатель удивится, что индикатор иногда показывает не цифры, а буквы. Это нормально. Четырьмя двоичными разрядами можно закодировать шестнадцать комбинаций - от 0 до 15. Числа от 0 до 9 - это цифры, а от 10 до 15 - буквы A, B, C, D, E, F. Поэтому-то шестрадцатеричная система счисления так широко и используется в вычислительной технике - она позволяет использовать все, а не только некоторые из этих сочетаний, как было бы при применении двоичной. Опять оптимизация.

Если вы уже собирали что-нибудь на газоразрядных и люминесцентных индикаторов, накальный удивит вас своей простотой по сравнению с ними. Это просто лампочка накаливания, только многонитевая. Не найдёте такую - возьмите маленькие индикаторные лампочки и расположите их по форме сегментов. Напряжение питания лампочек должно быть вдвое меньше напряжения питания обмоток реле, ток - меньше предельного для диодов. Если он чуть больше, можно взять современные диоды - такие за мальнькие, но на больший ток.

Давайте посмотрим, как Yann Guidon собирает один из вариантов устройства. Начинает он с приобретения индикатора и десяти реле:



Впаивает два устройства ввода на выбор: кнопки и галетный переключатель со встроенным двоичным кодером, а также первые четыре реле, к обмоткам которых и будут подключаться эти устройства ввода:



Устанавливает остальные реле, соединяет их по показанной выше схеме, а выходы дешифратора, генерирующего промежуточный код, нагружает светодиодами для отладки. На этом этапе двуполярный источник не обязателен, поскольку индикатора, общий вывод которого надо соединить со средней точкой источника питания, ещё нет.



Впаивает диодную матрицу и индикатор. Всё работает, но матрица ещё не оптимизирована, диодов в ней больше, чем могло бы быть:



И наконец, оптимизирует её, получая то, что вы уже видели в начале статьи.

Если релейно-диодными вы собираетесь делать в своей конструкции (например, часах) только дешифраторы, а источником двоичных сигналов каждого разряда будут логические микросхемы или микроконтроллер, обмотки реле нужно будет согласовать с ними при помощи транзисторных ключей. Для этого надо взять транзистор структуры P-N-P, эмиттер его подключить к минусу питания источника сигналов, коллектор - к одному из выводов обмотки реле, другой её вывод - к плюсу питания источника сигналов. Обмотку зашунтировать диодом в обратной полярности. Базу транзистора соединить 1-килоомным резистором с выходом микросхемы. На каждый дешифратор потребуется по четыре таких ключа.

И дисплей как в старых фантастических фильмах готов!

Источник
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Логические элементы для зануд

Простая ЭМИ пушка своими руками

5.5
Идея
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
5.5
Описание
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
5.5
Исполнение
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
Итоговая оценка: 5.5 из 10 (голосов: 2 / История оценок)

Добавить комментарий

    • smilesmilesxaxaokdontknowyahoonea
      bossscratchfoolyesyes-yesaggressivesecret
      sorrydancedance2dance3pardonhelpdrinks
      stopfriendsgoodgoodgoodwhistleswoontongue
      smokeclappingcraydeclarederisivedon-t_mentiondownload
      heatirefullaugh1mdameetingmoskingnegative
      not_ipopcornpunishreadscarescaressearch
      tauntthank_youthisto_clueumnikacuteagree
      badbeeeblack_eyeblum3blushboastboredom
      censoredpleasantrysecret2threatenvictoryyusun_bespectacled
      shokrespektlolprevedwelcomekrutoyya_za
      ya_dobryihelperne_huliganne_othodifludbanclose
7 комментариев
  1. Хатуль Мадан
    Для этого надо взять транзистор структуры P-N-P, эмиттер его подключить к минусу питания источника сигналов, коллектор - к одному из выводов обмотки реле, другой её вывод - к плюсу питания источника сигналов.
    Транзистор точно структуры p-n-p? эмиттер точно на минус?
    1. tormozedison Автор
      Да, n-p-n, я ошибся.
  2. Иван_Похмельев
    А реле питаются напряжением, взятым между полюсами этого источника, то есть, 7,2В.
    3,3+3,3=7,2. Поздравляю, новое слово в математике.))
    1. tormozedison Автор
      И калькулятор в моей голове тоже переклинило.
  3. borzov161

    вспомнился фильм "назад в будущее 3"
    Там тоже заменили маленькую микросхему на лампы. smile
    1. Dmitrij
      Да, я сделал из того, что было... Нормально вроде вышло
      "Марти! Думать нужно в четырех измерениях..."
      1. Валерий
        Ещё бы с полведра катионов долить...)))
        Але нови ностра алис!

Добрый день, Гость!


Зарегистрируйтесь

Или войдите на сайт, если уже зарегистрированы...

Войти

Добавьте самоделку

Добавьте тему

Онлайн чат

Опрос
А Вы уже рассказали на сайте о своей самоделке?

Последние комментарии

Все комментарии
Новые самоделки на почту

Введите электронную почту и получайте письма с новыми самоделками. Не более одного письма в день.