O autor do Hackaday, apelidado de Yann Guidon, construiu um enorme decodificador binário de sete segmentos em relés e diodos, substituindo ... apenas um pequeno chip como o K514ID1. Apenas um microcircuito é chato e, para ver como ele funciona, é necessário quebrá-lo e colocar o cristal sob um microscópio. E aqui você pode ver onde tudo está localizado, qual função ele executa e o que mudará se, de uma forma ou de outra, modificar o circuito. E o mais importante - ele clica misteriosamente toda vez que você alterna.
Caseiro alimentado por uma fonte de alimentação bipolar de 3,3 volts. Para cada um dos pólos, ele pode consumir até 0,45 ampere, dependendo do dígito hexadecimal que mostra. O circuito inclui: dez relés RES-15, um indicador de brilho IV9 de sete segmentos e cinquenta e nove diodos de germânio D9K. A resistência de entrada de cada uma das entradas do decodificador é igual à resistência do enrolamento do relé. O dispositivo é um hardware aberto licenciado sob Creative Commons BY-SA 4.0. A montagem do circuito foi concluída em agosto de 2018.
Como o circuito é um circuito de diodo de relé, é lógico supor que o código binário seja enviado primeiro ao decodificador decimal binário, na saída em que o código se torna posicional e, em seguida, a matriz fracionária converte o código posicional em um de sete segmentos. Esta é a maneira mais preguiçosa, mas não ideal: são necessários mais relés e diodos. Yann Guidon reduziu o número de ambos usando código não posicional, mas mais complexo, não muito legível por humanos, mas absolutamente compreensível para a matriz de diodos como um intermediário.
E como cada segmento do indicador de rocha pode ser alimentado com tensão de qualquer polaridade, essa matriz ainda pode ser otimizada. Veja como o mestre realizou suas saídas em diodos conectados em diferentes direções. Mas isso não é tudo. No ponto médio de uma fonte de energia bipolar, ele conectava apenas a saída geral do indicador. E os relés são alimentados pela tensão tomada entre os polos desta fonte, ou seja, 7,2V. Para organizar as entradas do decodificador, foram utilizados enrolamentos de relé, desatados do restante do circuito. Em geral, veja:
Ao escolher o método de montagem desse esquema, você recebe todo o escopo. Se você quiser seguir a trilha batida - pegue os arquivos finalizados para Eagle: e. Você pode usar a tábua de pão.
O próprio mestre também decidiu não se limitar a uma opção. Em um deles, ele usou botões para inserir o código binário e LEDs para indicar o intermediário, o que é conveniente para depuração:
Deixei os botões em outro e substitui os diodos matriciais por LEDs antigos em caixas de metal, por exemplo, AL102:
No terceiro, fiz uma placa com um indicador vertical e um conector para fornecer sinais às entradas do lado de fora:
Você pode conectar a ele uma placa de teste com um código binário anterior usando um comutador de discagem:
E você pode discar deles um display de vários dígitos com decodificadores embutidos:
Talvez o leitor fique surpreso que o indicador às vezes mostre não números, mas letras. Isso é normal. Quatro dígitos binários podem codificar dezesseis combinações - de 0 a 15. Os números de 0 a 9 são números e de 10 a 15 - as letras A, B, C, D, E, F. Portanto, o sistema numérico hexadecimal é tão amplo e usado na tecnologia de computadores - permite que você use tudo, e não apenas algumas dessas combinações, como seria ao usar o binário. Otimização novamente.
Se você já coletou algo sobre indicadores de descarga de gás e luminescentes, o brilho o surpreenderá com sua simplicidade em comparação com eles. É apenas uma lâmpada incandescente, apenas multi-filamentos. Se você não encontrar um, pegue as pequenas luzes indicadoras e organize-as na forma dos segmentos. A tensão de alimentação das lâmpadas deve ser metade da tensão dos enrolamentos do relé, a corrente deve ser menor que o limite para os diodos. Se for um pouco maior, você pode usar diodos modernos - como os pequenos, mas com uma corrente mais alta.
Vamos ver como Yann Guidon coleta uma das opções de dispositivo. Ele começa adquirindo um indicador e dez relés:
Ele solda dois dispositivos de entrada para escolher: botões e um comutador de polegar com um codificador binário interno, bem como os quatro primeiros relés, aos enrolamentos aos quais esses dispositivos de entrada serão conectados:
Instala os relés restantes, os conecta de acordo com o diagrama mostrado acima e emite o decodificador gerando o código intermediário, carrega os LEDs para depuração. Nesse estágio, uma fonte bipolar não é necessária, pois ainda não existe um indicador cuja saída comum precise ser conectada ao ponto médio da fonte de energia.
Matriz e indicador do diodo de solda. Tudo funciona, mas a matriz ainda não está otimizada, há mais diodos nela do que poderia ser:
E, finalmente, otimiza, obtendo o que você já viu no início do artigo.
Se você pretende fabricar decodificadores de relé (por exemplo, relógios) apenas decodificadores, e a fonte dos sinais binários de cada categoria serão circuitos lógicos ou um microcontrolador, os enrolamentos do relé precisarão ser combinados com eles usando chaves de transistor. Para fazer isso, é necessário pegar um transistor da estrutura P-N-P, conectar o emissor ao menos da fonte de alimentação da fonte de sinal, o coletor a um dos terminais do enrolamento do relé e sua outra saída à mais da potência da fonte de sinal. Shunt o enrolamento com um diodo em polaridade reversa. Conecte a base do transistor com um resistor de 1 quilo-ohm à saída do microcircuito. Cada decodificador exigirá quatro dessas chaves.
E a exibição como nos filmes antigos de ficção científica está pronta!