User manual

6. den / Digitální obvod
Za šestými dvířky naleznete nejdůležitější komponent celého adventního
kalendáře, integrovaný obvod CMOS-IC 4060.
Tento integrovaný obvod má celkem 16 vývodů (pinů). IC 4060 disponuje
14 Flip-Flop obvody a jedním víceúčelovým oscilačním obvodem. Při pohledu na IC a jeho nápis je pin
1 označen malým kolečkem. Jako další jsou číselně označeny piny 8, 9 a nakonec až pin 16.
Při zapojování IC do desky bude nezbytné provést nepatrnou úpravu jednotlivých pinů a velmi opatrně
je ohnout podle potřeby. Samotné vložení IC pak bude znovu vyžadovat přesnost a cit.
Upozornění! Při nesprávném zapojení IC do obvodu (přepólování) dojde k jeho nevratnému zničení!
Pin 8 je určen pro připojení negativního pólu (GND) a pin 16 pro připojení kladného pólu (Vcc).
V případě nesprávného zapojení IC před jeho zničením neochrání ani instalovaná ochranná dioda.
Ochranná dioda slouží pouze jako ochrana zdroje (baterie) před zkratem a zničením.
V prvním experimentu, kde bude použit IC, bude aktivován oscilační obvod na pinech 10 a 11.
Vstup OSC1 bude připojen k GND (negativní pól, logická nula). Na výstupu OSC2 je pak LED
zapojena s rezistorem v sérii. Při správném zapojení se LED rozsvítí. Pro většinu testů prováděných
s IC 4060 musí být použit resetovací vstup (RES) připojený k GND. Červená LED potom slouží jako
indikátor provozního napětí a ochrana zdroje proti přepólování. Při správném zapojení se obě LED
rozsvítí za shodné intenzity světla.
7. den / Open Input
Pod 7. dvířky naleznete rezistor 22 MΩ (22 mega ohmů, barvy proužků: červená, červená, modrá).
Tento rezistor bude použit v několika následujících experimentech v oscilačních obvodech.
Rezistor je připojen na vstup OSC1 pouze jedním vývodem a má tak jeden otevřený vstup „open
input“. Celý obvod pak funguje jako náhodný generátor úrovně 1 nebo 0 po stisku tlačítka, podle
čehož se pak i rozsvěcuje LED. Přitom ani nemusí dojít k přímému dotyku prstu spínače.
Obvod se přepne do jiné úrovně i ve chvíli, kdy se prstem pouze přiblížíte na vzdálenost několik
centimetrů od spínače. Lidské tělo a prst poskytují statický náboj a elektrické pole pak působí změny
v přepínání obvodu.
Stav obvodu se změní dotykem prstu. LED se přitom buď rozsvítí nebo zhasne. Při sepnutí obvodu se
obě LED rozsvítí, při vypnutí pak musí obě LED současně zhasnout. Celý obvod nemá vysoké nároky
na spotřebu energie. Přesto může nastat situace za které zůstane obvod trvale deaktivovaný a IC
přesto spotřebovává nepatrné množství energie. Jedná se o stav, při němž vstupní napětí není přesná
0 a ani provozní napětí. Toto napětí je na hodnotě někde mezi těmito dvěma hodnotami. Po dobu, kdy
je vstup obvodu aktivovaný, je možné upravovat jas LED, přičemž LED budou blikat. Jas je redukován
díky tomu, že lidské tělo pak v jednotlivých krocích odvádí malý střídavý proud běžné elektrické sítě
s frekvencí 50 Hz.