WAD006 OUTPUT-Modul Teil 1

Wieder einmal heisst es: Hallo, da draußen! Fast 3 Monate sind seit der letzten Folge vergangen. Dies lag hauptsächlich daran, dass wir die ALU (s. Episode WAD005) nochmal ordentlich aufgebaut haben:

Der aktuelle Stand vor dieser Folge: Breadboard oben links: Clock (s. Episoden WAD001 bis WAD003), oben/unten mittig: Register (s. WAD004), Mitte: ALU (WAD005). Drumherum sind zwei kleine Bus-Systeme zur Visualisierung (s. Seite “Selber machen”)

Nachdem Alex den Frust über seine Online-Shopping-Einkäufe überwunden hat, können wir uns endlich einem neuen Modul im Podcast zuwenden: Dem OUTPUT-Modul. Mit der Hilfe von vier 7-Segment-Anzeigen wollen wir eine Anzeige für unseren 8-Bit-Computer bauen um auf die “kleinen LED-Module” (s. Foto) in Zukunft verzichten zu können.

Die Ansteuerung der 7-Segment-Anzeigen hat Ben sehr elegant gelöst, in dem er zwei JK-Flip-Flops mit einem 2-Line to 4-Line Decoder verbunden hat. Die JK-Flip-Flops sind so verschaltet, dass Sie vier unterschiedliche Zustände an den Decoder leiten, welcher diese auf vier Leitungen (für jeweils ein 7-Segment-Display) aufteilt. Hier der angesprochene Screenshot vom Oszilloskop, mehr hört ihr dann in der Folge:

Wie man sehen kann, wird immer nur eine der vier Leitungen bzw. ein 7-Segment-Display aktiv geschaltet.

Für die Daten, welche angezeigt werden sollen, nutzt Ben einen EEPROM, welcher die Zahlen im Register in Muster für die 7-Segment-Anzeigen übersetzt:

File:7-segment.svg
Zur Verdeutlichung wie man ein 7-Segment-Display ansteuern kann (Quelle: Wikipedia)

Damit die Folge aber nicht zu lang wird, heben wir uns diesen Schritt für das nächste Mal auf und haben stattdessen einen Arduino Nano dafür benutzt. Hier findet ihr den den Source Code. Dieser nutzt den Output der JK-Flip-Flops und bei jedem Zustandswechsel schickt er die nächste Ziffer an alle 7-Segment-Anzeigen. Da aber immer nur eine bestromt und sehr schnell gewechselt wird, sieht es für uns so aus, als ob die komplette Zahl, bestehend aus 3 unterschiedlichen Ziffern und einem Vorzeichen, gleichzeitig auf allen Displays zu sehen ist (s. gif).

Timelapse

…gib es dieses mal leider nicht 🙁 Dafür ein hübsches .gif des fertigen Moduls:

Genutzte Komponenten

WAD005 ALU

Hallo, da draußen! Wir melden uns frisch erholt aus den Weihnachtsferien mit neuer Episode und neuem Sendungskonzept. In dieser Episode werden wir die arithmetisch-logische Einheit des SAP-1 bauen. Sie kann zwar vorerst nur zwei 8-Bit Zahlen Addieren und Subtrahieren…aber jeder fängt mal klein an 🙂

Um den Podcast hörbarer zu machen, haben wir uns überlegt, ein neues Konzept zu probieren. Wir bauen bereits vorher das Modul zusammen und holen euch dann erst zum Testen & Verstehen dazu. Keine Sorge: Fehler machen wir natürlich weiterhin genug.

Viel Spaß mit der ersten Episode in 2019 und lasst uns gerne wissen wie Ihr die Folge im Vergleich zu den bisherigen findet.

Komponenten

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Errata

  • Bei 15:00 erwähnen wir, das aus XOR-Gattern jedes beliebige andere Gatter gebaut werden kann. Korrekt ist, dass aus Kompinationen von NOR-Gattern, aber auch NAND-Gattern jedes beliebige Gatter aufgebaut werden kann.

Timelapse

Schaubild der Schaltung

Quelle: YouTube – ALU Design

Status

WAD004 8-Bit-Register

In dieser Monster-Episode (111 Minuten beste Unterhaltung) wagen wir uns an das erste Speicherelement des SAP-1: Wir bauen eines der drei 8-Bit-Register auf und stolpern dabei über so manches “lose Drahtende” bis wir leztenendes erfolgreich sind.

Zu Beginn machen wir einen kleinen Rückblick auf die letzten Episoden und wie wir das CLOCK-Modul aus den vorherigen Episoden abgeschlossen haben.

Komponenten

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Timelapse

Schaubild der Schaltung (Screenshot von YouTube):

Schaltnetz eines Registers

Status

WAD003 CLOCK-Modul Teil 3

In dieser Episode vollenden wir das CLOCK-Modul unseres SAP-1 Computers. Wir konzentrieren uns darauf die beiden Arbeitsmodi des Moduls, den kontinuierlichen Modus aus WAD001 und den Einzelschrittmodus aus WAD002, zusammenzuführen. Hierfür bauen wir ein Schaltnetz aus verschiedenen Logikgattern nach Ben Eaters Vorbild auf.

Zusätzlich bereiten wir das HLT-Signal vor. Hiermit kann ein Programm, das CLOCK-Modul und somit den SAP-1, anhalten.

Komponenten

Screenshots vom Oszilloskop

Ab 40:19:

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Errata

19:58: Vcc steht natürlich immer noch für Voltage at the Common Collector.

Timelapse

 

Schaubild der Schaltung (Screenshot von YouTube):

Schaltnetz des CLOCK-Moduls

 

 

 

 

 

 

 

 

Status

ESD000 Blinkerrelais 6422.3747

Willkommen zur ersten zur ersten Folge unseres neuen Formats: Electrostatic Discharge. Wir nehmen ein (defektes) Blinkerrelais aus Nicos Lada Niva unter die Lupe. Viel Spaß!

Nachtrag

Nach einer ausgedehnten Recherche konnten wir den den russischen IC bzw. das Datenblatt doch noch ausfindig machen. Wie vermutet handelt es sich auch um einen Timer.

Relais und Schaltplan

Timelapse

WAD002 CLOCK-Modul Teil 2

Dank einer sechsstündigen Anreise per Deutschen Bahn ist Nico stark übermüdet; Wir konnten erst um 23:45 Uhr beginnen und mussten daher unsere Pläne für die aktuelle Episode ändern. Deswegen beginnt diese Episode mit einem ca. 30-minütigen Ausflug in die Küche, welcher getrost übersprungen werden darf. Danach benutzen wir ein Potentiometer um den Takt des Rechners im Interval 667 mHz – 500 Hz frei wählen zu können und fügen einen weiteren 555-Timer mit Schalter für manuelles Taktgeben im Einzelschrittmodus hinzu.

Komponenten

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Errata

  • 33:59: Nico spricht von 667 MHz anstatt mHz.

Timelapse

(Leider war der Akku der Kamera auch von Müdigkeit übermannt, daher fehlt ca. die Hälfte der Folge)

Schaubild der Schaltung (Screenshot von Youtube):

Status

In Zukunft werden wir den Fortschritt auch gelegentlich per Fog of War dokumentieren. Zur Zeit ist es noch ein trauriger Anblick 🙂

WAD001 CLOCK-Modul Teil 1

In dieser ersten “richtigen” Episode wagen wir uns langsam in die Welt der elektronischen Bauteile. Wir haben uns bei Alex im schönen Bielefeld getroffen und versuchen uns an dem einfachsten Modul, die Clock. Durch die ganzen Vorbereitungen war es schon recht spät, wir hoffen man merkt uns die Müdigkeit nicht zu stark an 🙂 Wir haben beide keine Podcast-Erfahrung, daher freuen wir uns über jedes Feedback und Verbesserungsvorschläge.

Komponenten

  • 555 Timer (Datenblatt, angesprochene Formeln auf S. 11)
  • Steckplatine, LEDs, Kondensatoren, … und natürlich jede Menge Draht.

Screenshots vom Oszilloskop

  • 49:36 Ladekurve Kondensator und Ausgang vom 555 (noch verrauscht)
  • 60:22 Ladekurve Kondensator und Ausgang vom 555 (reduziertes Rauschen)
  • 61:10 Überschwinger am Ausgang vom 555

Literatur

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Errata

  • 62:40 Alex unterstellt unserem Rechner einen Takt im MHz-Bereich, tatsächlich liegt dieser aber im Hz-Bereich. In der zweiten Folge schauen wir uns das auch einmal näher an.

Timelapse

 

Schaubild der Schaltung (Screenshot von YouTube):

WAD000 Einführung

In der ersten Episode sprechen wir über die Ideen, welche uns für diesen Podcast vorschweben. In den nächsten Monaten werden wir folgende Konstruktion nachbauen

Screenshot von Youtube

Alles weiteren Informationen gibt es im Podcast – viel Spaß!

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Literatur

Intro: “Don’t be a bitch” vom Album “Lesser Than Three” von “Ozzed“.