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

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

Erwähnung finden

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

Erwähnung finden

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):