PDF-ФАЙЛ — НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, ЧТОБЫ РАБОТЫ ДЛЯ ПЕЧАТИ НА ОСНОВЕ УПРАЖНЕНИЕ НИЖЕ

Реле представляет собой электромагнитный переключатель. Другими словами, это активируется при подаче на него тока. Обычно реле используется в схема как тип переключателя (как вы увидите ниже). Они разные типы реле и они работают при разных напряжениях. Когда вы строите свой цепи вам нужно учитывать напряжение, которое вызовет его.

Основной частью реле является катушка в центре. А небольшой ток, протекающий через катушку в реле, создает магнитное поле который притягивает один контакт переключателя к другому или от него. положить его просто, когда ток подается на контакты на одной стороне реле, катушка позволяет контактам на другой стороне работать.
Обычно реле используются для включения второй цепи. Первый контур активирует реле, которое затем включает вторую цепь.

ПРИМЕР ЦЕПИ

Эта простая схема активирует реле только тогда, когда LDR темный (закрытый). Это может быть использовано как часть автоматической кормушки для животных. Например, если бы животное кормили ночью, описанная выше схема активировать реле. Второй контур, подключенный к другой стороне реле выпускает еду в блюдо.

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКИХ ПРИМЕРОВ РЕЛЕ

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, ЧТОБЫ УЗНАТЬ СТРАНИЦУ ЭЛЕКТРОНИКИ

Схема схемы реле

Основная цель разработки релейного компьютера — уменьшить количество и стоимость реле. Сделать реле несложно компьютер с более чем 250 реле, но при цене от 1 до 1,50 доллара за каждое, стоимость может быть непомерно для демонстрационной машины.

В релейном компьютере используются обычные 8-контактные DIP-реле DPDT (двухрядный корпус). с контактами 2А и катушками 12В. Они используют то же расстояние между контактами 0,1 дюйма, что и обычные сквозные интегральные схемы. Эти реле были выбраны потому, что они широко доступны, малы и недороги. Бывают однополюсные и четыре варианта полюса, но они либо менее стандартизированы, либо более дороги, поэтому мы избегаем их.

Логические уровни

Существуют (как минимум) две возможные схемы представления бинарной логики с реле. В одной схеме замкнутая цепь указывает одно двоичное значение (возможно, a 1) в то время как разомкнутая цепь указывает на другое значение (двоичный 0):

Эта схема упрощает интерфейс полупроводниковой логики. В частности, недорогие несимметричные (или с открытым коллектором) микросхемы драйверов периферийных устройств, такие как ULN2803A, может использоваться для управления реле:

Другим преимуществом этой несимметричной схемы является широкая логика веера. ворота могут быть легко реализованы, например, ворота «связанное ИЛИ» легко: просто поставить параллельно кучу контактов реле:

Другая схема заключается в том, чтобы цепь всегда была замкнута, но с другим двоичным кодом. значения представлены различными уровнями напряжения: 12 В представляет собой двоичный 1 и 0V представляют двоичный 0.

Эта схема требует использования более дорогих микросхем драйверов «половина Н-моста». (например, L293 или SN754410), которые могут управлять как высокими, так и низкими частотами. «Н-мост» — это тип драйвера с однополярным питанием для двигателей постоянного тока, который может поменяйте полярность питания, подаваемого на клеммы двигателя. Две «половины Драйверы H-bridge могут управлять одним двигателем в любом направлении.

Эта схема позволяет легко реализовать вентили исключающее ИЛИ, поскольку реле подавать питание, если есть разница в напряжении на катушке (но если вы намерены чтобы использовать эту схему, будьте осторожны с использованием поляризованных реле — реле, которые смещены постоянным магнитом, чтобы сделать их более чувствительными):

важны, потому что они позволяют создавать сумматоры с малое количество реле.

Эта схема также полезна для создания триггеров с малым количеством реле (см. раздел).

Обе эти схемы сигнализации используются в этом эстафетном обучающем компьютере. Логическая схема уровня напряжения (с драйверами половинного Н-моста) является по умолчанию, чтобы количество реле было низким (и эта схема используется, когда реле управлять другими реле), но схема холостого хода (при ее меньшей стоимости периферийные драйверы) используется там, где полупроводники не должны управлять реле. вентили с исключающим ИЛИ или триггеры.

Релейные защелки и триггеры

Возможно, самым важным аспектом любого семейства логических систем является конструкция. своих триггеров. Выбор конструкции триггера оказывает большое влияние на сложность всего компьютера. Дизайн ворот по сравнению с более простая задача.

Один из способов сделать защелку — подать питание на реле, чтобы установить ее, и использовать один из собственных нормально разомкнутых контактов реле параллельно катушке Держите реле под напряжением. Чтобы снять защелку, включается другое реле. отключите питание. Это очищающее реле может использоваться многими защелками. реле (возможно, каждым из битов в регистре).

Эта схема установки/сброса может быть превращена в прозрачную защелку с помощью добавление пробоотборного реле. Это приводит к необходимости многофазного тактирования. схема: на первом этапе снимите защелку, затем на втором этапе подключите вход на реле защелки:

Выход прозрачной защелки не может передавать свои входы через любой комбинаторный логический путь (это справедливо для любого семейства логики). Вместо этого нужен триггер master-slave. В одной фазе главная сторона подключен и фиксирует вход. На втором этапе ведущая сторона отключается от входа, а затем подключается к ведомой стороне для передать содержимое от ведущего к ведомому. Ведомая сторона может иметь комбинаторный путь обратно к главной стороне, так как они никогда не связаны вместе одновременно:

Количество реле для этой схемы довольно велико: по два реле на каждую защелка, затем еще два реле для проходных ворот: 6 реле на одно битовый ведущий-ведомый триггер. Кроме того, четыре непересекающихся тактовых сигнала фазы необходимы для его запуска.

Триггер ведущий-ведомый с малым количеством реле

К счастью, триггер можно значительно упростить с помощью уровня напряжения. логическая схема. Во-первых, можно обойтись без реле сброса. Вместо использовать удерживающие резисторы. Триггер сбрасывается в ноль, когда вход сбрасывается до нуля, когда ворота трансмиссии закрыты. Это приводит к тому, что катушка на обесточивание, что размыкает контакты реле, соединяющие холдинг резистор к катушке. Конечно, вход должен быть в состоянии поглотить все ток от удерживающего резистора.

Если значение удерживающего резистора выбрано тщательно, контакты реле можно обойтись без удерживающего резистора. Холдинг резистор должен быть достаточно мал, чтобы обеспечить минимальную величину удержания ток, чтобы удерживать реле под напряжением, но также достаточно большой, чтобы реле самопроизвольно не защелкнется, когда оно обесточено. Побочное преимущество этого всегда подключенного удерживающего резистора заключается в том, что чувствительность реле увеличивается: количество тока, которое должно подаваться вход для включения реле уменьшается, так как удерживающий резистор обеспечение его части.

Отсутствие необходимости в контактах для удержания тока, DPDT реле могут обеспечивать как инвертирующие, так и неинвертирующие выходы (Q и ~Q ниже), аналогичный TTL-триггеру 7474:

Триггер можно упростить еще больше. Вместо использования реле для на главной стороне триггера можно использовать конденсатор. Когда конденсатор подключен к входу, он заряжается или разряжается к входное напряжение. Когда конденсатор переключается на ведомую сторону, его значение сохраняется. энергия включает или выключает ведомую защелку. Конденсатор должен держать его заряд только во время переключения с входа на ведомый, что очень короткий промежуток времени. На самом деле размер конденсатора определяется количество энергии, необходимое для подачи питания или отключения ведомого устройства триггер: спад во время переключения становится незначительным.

Обратите внимание, что необходимость в многофазных часах полностью исключена. Мы в конечном итоге с D-триггером, запускаемым фронтом, который использует только 1,5 реле на бит (второй полюс триггера дискретизации может быть разделен между битами).

Размер конденсатора и размер входного резистора определяют оба необходимый входной ток и скорость переключения. С общим DPDT DIP реле, один триггер, подключенный как счетчик деления на 2 (выход ~Q подключен к входу D) может быть тактирован до 70 Гц с помощью триггера на 33 мкФ. и входной резистор 100 Ом.

Также обратите внимание, что часы (которые могут иметь большое разветвление) все еще могут быть управляется однотактным драйвером.

Инкрементатор реле

Поскольку сделать релейный логический элемент исключающее ИЛИ несложно, он используется в качестве основы. для инкремента (схема, которая добавляет 1 к входу). Инкрементатор за которым следует регистр, состоящий из ранее обсуждавшихся триггеров, может быть используется для реализации счетчика. Счетчик программ для релейного компьютера реализован именно таким образом, за исключением того, что он также имеет мультиплексор, позволяющий его заряжать для прыжков.

В следующей схеме нижнее реле является просто инвертором. Может быть обходятся, если питающий его триггер имеет как инвертирующую, так и неинвертирующие выходы (перенос во второй бит является неинвертирующим выход, а сумма является инвертирующим выходом). Верхнее реле это полусумматор — это и вентиль исключающего ИЛИ, и вентиль И. Выход суммы имеет высокий уровень, если бит переноса и входной бит различны. Выход переноса высоким только в том случае, если и входной бит, и вход переноса имеют высокий уровень.

Дополнительные полусумматоры могут быть соединены каскадом, чтобы получить произвольную ширину. инкремент, одно реле на бит.

Проблема с этой схемой заключается в том, что поскольку катушки реле находятся в несущем цепь, она медленнее, чем могла бы быть. Более быстрая схема возможна, но необходимы реле с большим количеством полюсов (или несколько реле, включенных параллельно). Трюк заключается в использовании реле для управления инвертированными и неинвертированными версиями переноса и никогда не подключайте сигнал переноса к катушке:

Хотя эта схема быстрее, она не используется в релейном компьютере для счетчик программ, поскольку стоимость важнее скорости.

Реле АЛУ

ALU релейного компьютера использует следующую схему для получения сигналов A+B и A&B (объединяет и складывает), за исключением того, что используются два реле DPDT, а не одно реле QPDT, как показано на рисунке.

alexxlab