User manual

Az új LED-nek fontos szerepe van a következő kísérletben. Védődiódaként szolgál, és megakadályozza az elem helytelen polaritású

bekötését. A holnap beépítendő alkatrész ugyanis nagyon érzékenyen reagál a helytelen polaritásra, és a lehetséges hibánk ellen véd.

Ugyanakkor a LED egy egyszerű áramjelző is, amelyről felismerhető a kapcsolás helyes működése.

Digitális kapcsolás

Nyissa ki a 6. ajtócskát. Mögötte ennek a naptárnak a legfontosabb alkatrészét találja, a 4060-as CMOS-IC-t. Ez a 16 csatlakozólábú IC

összesen 14 osztó multivibrátort és egy sokoldalú oszcillátorkapcsolást tartalmaz. Az 1. és a 16. csatlakozóláb baloldalon van, és egy

bemarás jelöli. További tájékoztatást ad az alsó sor (1. - 8. láb) felől olvasható felirat. Az IC első beültetése előtt a csatlakozásokat

pontosan párhuzamosan kell beigazítani, mert a gyártást követően kifelé, egy kissé távol állnak egymástól. Az oldalak lábait a kellő

kiigazítás érdekében nyomja össze egy kemény asztallapon. Majd rakja fel az IC-t megfelelően a dugaszkártyára. Vigyázat, ha helytelenül,

fordítva rakja be, felcserélődik a 8-as csatlakozópont (GND, mínusz) a 16-ossal (VCC, pozitívz), úgyhogy a tápfeszültség helytelen

polaritással lesz csatlakoztatva, és az IC tönkremegy. Ebben az esetben a védődióda sem segít, mert az csak az elem fordított

csatlakoztatása ellen véd.

Az első kísérlet az oszcillátorkapcsolás egy részét használja a 10. és 11. lábakon. Az OSC1 bemenet a GND pontra (negatív pólus, logikai

nulla) van téve. Az OSC2 kimeneten van a LED az előtét-ellenállásával. Ha mindent helyesen épített be, a LED világítani fog. Az IC tehát

bekapcsolta a kimeneten a feszültséget (logikai egy), és ezáltal invertálta a bemenet állapotát. A 4060-nal végzett legtöbb kísérletnél még a

reset-bemenetet (RES) is a GND pontra kell tenni. A VCC-csatlakozáson

lévő piros LED jelzi, hogy folyik az üzemi áram, és védi az IC-t. Ha minden helyes, a két LED egyforma fényerővel fog világítani .

Egy nyitott bemenet

Nyissa ki a hetedik ajtócskát, és vegyen ki egy ellenállást. Az értéke 22 MΩ (22 meg(a)ohm, piros, piros, kék), és a következő

kísérletekben újra és újra szükség lesz rá az oszcillátor-kapcsolásban. Az ellenállásnak csak az egyik végét kötjük be az OSC1 bemenetre.

Így egy »nyitott bemenet« jött létre. Nem határozható meg, hogy Egy vagy Nulla állapotú, a LED vagy világít, vagy nem. Az eredmény

esetleges, és az ujjunk közelítésével befolyásolhatjuk. Már pár cm távolságból változtatható a kapu állapota. Ezért a sztatikus töltések és

az ezzel kapcsolatos elektromos terek a felelősek.

A bemenetnek az ujjunk általi rövid megérintésével a kimenet bekapcsolható, vagy kikapcsolható. Ha be van kapcsolva, mindkét LED világít,

ha ki van kapcsolva, lehet, hogy egyik sem világít. Az IC-nek magának gyakorlatilag már nincs szüksége áramra. Adódhat azonban olyan

állapot is, amikor bár a kimenet még ki van kapcsolva, az IC mégis igényel valamelyes áramot. Ez az az eset, amikor a bemeneti feszültség

éppen se nem nulla, se nem egyenlő az üzemi feszültséggel, hanem valahol a kettő között van. Ameddig megérintjük a bemenetet, beállhat a

LED félfényességre, amikor is tulajdonképpen nagyon gyorsan villog a LED. Ennek az oka a hálózat 50 Hz-es váltóáramú tere, amitől a

testünk is vezet egy kis váltófeszültséget.

Visszacsatolás

Egy 10 kΩ-os ellenállást (barna, fekete, narancs) találunk a 8. ajtócska mögött. Ezúttal védőellenállásul szolgál az IC bemenetén. A 22

MΩ-os ellenállás összeköti a második kimenetet az oszcillátorkapcsolás bemenetével. A LED vagy világít, vagy nem, nem lehet előre

megjósolni az állapotát. A meglévő állapot tetszőleges ideig fennmarad. Az állapot azonban megváltoztatható, ha a bemeneten lévő

szabad csatlakozást hol a pozitív, hol a negatív ponthoz tartjuk hozzá. Ezenkívül némi szerencsével bekapcsolhatjuk vagy kikapcsolhatjuk

a LED-et, ha az ellenállást csupán megérintjük az ujjunkkal vagy a kezünkben tartott huzaldarabbal.

Ebben a kapcsolásban két inverter van elhelyezve egymás mögött. A Nulla (0) bemeneti állapotot az első inverter Egy (1) állapotba fordítja

át, míg a második inverter visszafordítja a Nulla-állapotba. A visszacsatolás révén a nulla-állapot fennmarad a bemeneten. És megfordítva,

az Egy-állapot a kimeneten ismét Egy marad. Ha azonban a bemenetet akár csak nagyon rövid időre is a másik állapotra hozzuk, átbillen a

kapcsolás. Ehhez gyakran elegendő egy véletlen impulzus is, amely az érintéskor keletkezik, mivel elektromosan fel vagyunk töltve. Az

ilyen kapcsolásokat billenőkörnek vagy flip-flop-nak is hívjuk. Ez a kapcsolás ezáltal egyidejűleg 1 bit tárolási kapacitású memória is. Ha az

OSC3 kimeneten lévő jobboldali LED-et kivesszük a kapcsolásból, a kapcsolás az Egy-állapotban is gyakorlatilag árammentes. A baloldali

LED ekkor szintén tartósan kikapcsolt állapotban van. Csak az átkapcsolás pillanatában folyik áram. Ha megérintjük a bemenetet,

világíthat a baloldali LED.

Egy LED-villogó

A kilencedik ajtócska mögött egy 100 nF-os kerámia tárcsakondenzátor van. A felirata 104, amely 100.000 pF-ot (pikofarad), azaz 100 nF-

ot (nanofarad) jelent. Ezzel a kondenzátorral egy oszcillátor építhető meg, azaz egy olyan kapcsolás, amely magától állandóan váltogatja

az állapotát. Ebben az esetben egy lassú villogófény jön létre. A 22 MΩ-os nagyértékű ellenállás ezúttal az OSC1 és az OSC2 közé van