Eles não gostam de chato, mas todos nós somos. Passado caseirofez alma gêmea, eu não poderia ir. Olha que incomum.
Acredita-se que elementos lógicos contendo inversores - AND-NOT, OR-NOT e exclusivo OR-NOT - não possam ser executados apenas em diodos e resistores. Mas o autor de Hackaday sob o apelido muito legal Dr. Barata (imagine uma barata com um estetoscópio - engraçado?) Mostrou um pouco de tédio e concluiu que o LED é uma espécie de diodo e o fotorresistor é uma espécie de resistor. Sim, ainda é possível!
Primeiro, ele fez um acoplador óptico a partir de um LED e um fotorresistor e o incluiu em um circuito assim:
Um LED indicador - um que não faz parte do acoplador óptico, mas é visível para o usuário - não é conectado em série ao fotorresistor, mas em paralelo a ele. Quando o LED do acoplador óptico está aceso, a resistência do fotorresistor se torna menor que a resistência do resistor através da qual o LED indicador é acionado. O que acontece é chamado cientificamente de desvio. O LED indicador se apaga. E se você desligar o LED do acoplador óptico, o LED indicador, ao contrário, acenderá, pois o desvio será interrompido. Então, temos um inversor em alguns diodos e resistores. O primeiro elemento lógico para os furos conquistados!
Mas o acoplador óptico, é claro, era complicado. Agora Dr. Barata vai consertar isso.
Agora mais compacto. Somente a luz penetrará do lado de fora. Em geral, as pessoas não inventaram apenas o encolhimento. Ela será útil!
Em vez de um LED indicador, o LED de outro acoplador óptico pode ser conectado à saída do inversor, ou seja, circuitos complexos podem ser compostos por esses elementos lógicos. Mas em alguns inversores você não irá longe. Percebendo isso, o mestre adicionou os diodos não luminosos usuais e criou um bom elemento NAND:
Se neste circuito os diodos usuais são revertidos e o resistor esquerdo é excluído, um elemento OR-NOT é obtido. Agora que os próprios elementos foram desenvolvidos, o assistente pensa sobre onde aplicá-los e faz uma coisa dessas:
Este é um gatilho RS. Dois elementos AND-NOT nele são usados como inversores (as duas entradas estão conectadas), os outros dois são os mesmos para a finalidade pretendida. Dê uma olhada no diagrama:
Dr. Cockroach verifica-a:
Funciona como convém a um gatilho RS.
Tendo desmontado várias luzes noturnas, o Dr. A barata encontrou em cada um deles um fotorresistor e uma pequena placa com um LED SMD.Ele também criou optoacopladores a partir deles e pensou: por que, para cada elemento lógico, uma placa bastante grande se resistores e diodos comuns podem ser colocados de forma muito compacta usando montagem surround? Compare os novos elementos lógicos com os antigos - a diferença de dimensões é significativa!
As conclusões são as seguintes:
Os testes estão em pleno andamento e, a julgar pela ausência de gritos e socos na mesa, tudo funciona como pretendido:
Não apenas gatilhos, mas também multivibradores são construídos com elementos lógicos comuns. No "chato", verifica-se, também, é possível. E em não-SMD-shnyh:
E no SMD-shnyh:
Lembro-me de que havia um filme fantástico sobre robôs se multiplicando desmontando várias peças de ferro e montando seu próprio tipo de suas peças. Muito parecido com um deles:
Guiado pelos circuitos elétricos e lógicos, você também pode repetir o experimento do assistente:
Observe que no primeiro dia do Dr. Barata não mostrou os LEDs indicadores e resistores para eles.
Então o mestre olhou novamente para o circuito do elemento AND-NOT e percebeu: um resistor de pull-up na saída não é necessário, porque está na entrada do próximo elemento. Obviamente, se o próximo elemento for OR-NOT, onde não há resistor de pull-up apenas na entrada, nada funcionará. Mas os elementos OR-NOT "Doctor Cockroach" decidiram não usá-lo mais, porque alguma perda de tensão de um nível lógico ocorre neles. Os elementos OR sempre podem ser feitos a partir de inversores e elementos NAND, que agora estão organizados da seguinte forma:
É assim que o circuito do multivibrador e o elemento NAND funcionam:
E o mestre decidiu: em vez de acenar para o gatilho JK inteiro?
E para torná-lo mais brutal e claro, Dr. Barata de portas lógicas, embora com acopladores ópticos SMD, mas em risers:
Por isso, funciona quando cronometrado com um multivibrador. O circuito é muito crítico para a tensão de alimentação.
Bem, pelo contrário, ele fez o elemento em uma versão não SMD, usando instalação volumétrica, e deu a ele uma forma vertical para se parecer com um transistor:
Por seu comportamento, esse acoplador óptico também é semelhante a um transistor, e não de campo, mas bipolar. Pois é controlado pela corrente.
Esses elementos lógicos operam em baixas frequências, portanto, é conveniente monitorar seu trabalho usando um osciloscópio de software em um computador ou smartphone. Dr. Para iniciantes, a Cockroach tentou calcular teoricamente a forma de onda nas saídas do multivibrador a uma frequência de 43 Hz e a seleção exata da tensão de alimentação:
Sinal real a 19,8 Hz:
Ele, depois de inverter:
Mas o que acontecerá se a frequência for aumentada para 42,2 Hz:
"Dr. Barata" chegou à conclusão de que as capacitâncias parasitas no fotorresistor distorcem a forma de onda.
O mestre está experimentando LEDs do tamanho 0402. Eles são tão pequenos que qualquer um deles, comparado ao fotorresistor, é minúsculo:
E funciona:
Mas como o elemento lógico não é montado novamente por edição volumétrica ...
O mestre conectou outro multivibrador ao gatilho JK e admira o resultado:
E agora ele compartilha os circuitos dos elementos NOT, AND-NOT e OR-NOT, e no terceiro optocoupler contém dois LEDs. Não está claro, no entanto, como isso é consistente com o fato de que antes ele queria recusar OU NÃO recusar.
Dr. Barata decidiu tentar fazer um amplificador linear em um acoplador óptico - não é o mesmo, para se limitar a elementos lógicos. Acabou exatamente o amplificador - com ele, na mesma amplitude do sinal de entrada, o som é mais alto do que sem ele. Apenas nunca faça isso - se o circuito tiver uma fonte constante, a fonte de sinal deve ser conectada não diretamente, mas através de um capacitor.
E este é um microcircuito, mais precisamente, um micro-conjunto com quatro elementos NAND, assim como no nosso amado K155LA3!
Onde existe um análogo do K155LA3, há também um gatilho D - ele requer apenas quatro elementos lógicos E NÃO. Como o chip protótipo, um micro-conjunto caseiro pode ser transformado em um gatilho adicionando apenas um fio.
Para controlar o gatilho, o mestre construiu um controle remoto despretensioso, mas funcionando perfeitamente. Desta vez, é claro, tudo deu certo novamente:
O gatilho RS pode ser bastante simplificado se você não fizer isso com elementos lógicos, mas aplicar o princípio de um relé de travamento automático, familiar a todos os eletricistas.Apenas ligeiramente modificado, para que você não possa pressionar os dois botões ao mesmo tempo - curto-circuito na fonte de energia:
Outro gatilho, um pouco mais complexo, está livre dessa desvantagem. Nele, novamente dois LEDs são direcionados para o mesmo fotorresistor de uma só vez:
Para que o gatilho tenha uma saída, o Dr. Tarakan complicou um pouco mais o circuito (onde agora, pelo contrário, um LED brilha em dois fotorresistores ao mesmo tempo) e adicionou um inversor:
Tudo funciona novamente:
Para fazer um disparo único com um pulso de saída não regulamentado, o Dr. Barata fornece o sinal de entrada AND diretamente a uma entrada do elemento e o mesmo sinal à outra, mas passa por uma cadeia de três inversores. Que, em geral, é equivalente a um inversor, apenas o atraso é maior:
Bem, pulsos longos são inseridos, outros são emitidos. O que você precisa!
Bem, na frente do mestre - um contador inteiro de gatilhos, mas ele ainda não está pronto:
Espero que agora o leitor seja um pouco mais fiel aos chatos. Uma delas provou que a inversão de elementos lógicos nos mesmos diodos e resistores é possível se o LED for considerado um vau e o fotorresistor for um resistor. E ele fez tantas coisas interessantes. E ele definitivamente receberá este contador.
Em geral, ser chato é ótimo!