Napravite XOR vrata od tranzistora: 6 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:06

ILI kapije su vrlo korisne, ali imaju jednu čudnu značajku koja može funkcionirati sasvim u redu, ali u određenim aplikacijama može uzrokovati probleme. To je činjenica da ako su oba ulaza jedan, onda je i izlaz jedan. Da imamo aplikaciju u kojoj to ne želimo, možda smo stvarali zbrajalicu, koristili bismo nešto što se zove Exclusive Or Gate, što je skraćeno XOR ili EOR.

Korak 1: Dizajnirajte

Jedan od načina da se postigne ponašanje XOR -a je da se zauzmu redovna vrata ILI, a zatim se pozabavi slučajem gdje su oba ulaza pozitivna. Ako vežemo vrata AND na ulaze, možemo dobiti signal kada se pojavi taj slučaj. Tada možemo uzeti taj signal, invertirati ga, zatim povezati taj i izlaz OR vrata za drugu AND kapiju. Ovo će učiniti da, kad god nije slučaj da su oba ulaza uključena, kapija ILI jednostavno prođe kroz drugu kapiju I, ali kada oba ulaza pređu visoka, prva kapija I će zatvoriti drugu kapiju I i zadržati izlaz je isključen bez obzira na stanje vrata ILI.

Jedno podešavanje koje sam na kraju napravio u posljednjem krugu je prebacivanje kombinacije AND/NOT za NAND vrata, koja su samo obrnuta vrata I. Način na koji to funkcionira bit će vidljiv kasnije.

Hajde sada napisati istu shemu, ali s tranzistorima i otpornicima. Tip tranzistora koji sam koristio je 2N2222 BJT, koji je prilično uobičajen (2N4401 i 2N3904 također rade). Koristio sam 6 tranzistora, 3 otpornika od 20 k ohma, 3 otpornika od 47 k ohma, otpornik od 1 510 ohma, dva tastera i LED diodu. Odabrao sam ove vrijednosti otpornika na temelju izvora napajanja od 5 V i minimalne struje od 0,1 mA ili 0,0001A za 2N2222. ako koristite Ohmov zakon za izračun ispravne otpornosti na tlo za te vrijednosti dobivate 50 000 ohma. 47k ohma je dovoljno blizu za donja vrata NAND, ali zašto niža vrijednost za vrata ILI i prvi ulaz drugog vrata I? Razlog je u tome što se odašiljač tranzistora koji čine kapiju ILI povezuje kroz bazu drugog tranzistora, pa prolazi kroz drugi otpornik, a ne direktno na masu. (Ograničavajući otpornik LED diode je dovoljno niska vrijednost da je u ovom proračunu beznačajan).

Korak 2: Dodavanje tranzistora, dugmadi i LED diode

Korak 3: Dodavanje otpornika

Korak 4: Dodavanje žica

Način na koji napajam moju ploču je spajanje strujnih vodilica na laboratorijsko napajanje postavljeno na maksimalnu struju 5v i 500mA. Ista vrsta ulaza može se postići priključivanjem napajanja na Arduinove 5V i i GND pinove, ali zaista radi 5V napajanje (iako se preporučuje ograničeno struje za smanjenje rizika od eksplozije komponenti).

Korak 5: Testiranje i rješavanje problema

Sad kad je spojen, dopustit ću vam da sami testirate. Ako pritisnete jedno ili drugo dugme, LED dioda bi trebala zasvijetliti. Međutim, ako se oboje pritisne, LED će se ugasiti.

Uobičajeni problemi

1. Ako izgleda da jedan ulaz ne radi kako bi trebao, a slučaj da su oba ulaza i dalje uključena daje nulu, provjerite napon na ulazu vrata I koji dolazi iz ulaza ILI kada se pritisne to dugme. Ako je nizak (<2V), smanjite otpor otpornika koji ide od ILI do vrata I.
2. Ako se vrata još uvijek ponašaju samo kao vrata ILI, što znači da kada su oba ulaza na izlazu uključena, provjerite napon koji ulazi na ulaz vrata I koja dolazi s vrata NAND. Ako je to visoko kad su pritisnuta oba gumba, provjerite rade li vaši tranzistori na vratima AND i provjerite otpor od tamo do tla kada se pritisnu oba gumba. Ako je taj otpor veliki i/ili je napon nizak, zamijenite ta dva tranzistora ili smanjite otpor ulaza na NAND vrata.

Korak 6: Želite više?

Ako vam se svidio ovaj Instructable, pogledajte i moju knjigu na Amazonu pod nazivom "Vodič za početnike u Arduinu." On ide preko osnovnih principa sklopova, kao i preko C ++ koda koji se koristi za programiranje Arduina.