Миниатюрный функциональный аналог декатрона для реплики Harwell Dekatron Computer и не только

Автор оригинала: David Anders
  • Перевод
  • Tutorial

Разрабатывая этот функциональный аналог декатрона, автор преследовал две цели: поучаствовать всё в том же конкурсе конструкций на платах площадью в один квадратный дюйм, а также применить множество таких модулей в проекте WITCH-E по воссозданию Harwell Dekatron Computer, также известного как WITCH (Wolverhampton Instrument for Teaching Computing from Harwell) на современных компонентах. Но можно собирать на таких «декатронах» и более простые схемы.

Применённая в устройстве микросхема 74HC4017, как и следует из её названия, по назначению аналогична 4017B (К561ИЕ8), но отличается от неё повышенным быстродействием и более узким диапазоном напряжений питания (2 — 6 В). Помимо неё, необходимы 10 светодиодов типоразмера 0805, 2 резистора на 470 Ом типоразмера 0603 и два конденсатора на 100 нФ того же типоразмера. С внешними цепями модуль взаимодействует при помощи двух групп из пяти контактных площадок в каждой, четыре линии на которых — VCC, ENABLE, RESET и GND — продублированы. На оставшуюся площадку одной группы выведена линия CLK-OUT, другой — CLK-IN. Таким образом, получить многоразрядный десятичный счётчик можно, состыковав несколько модулей и подав импульсы на расположенный справа. Питание и общий провод можно подключить с любой стороны. К контактным площадкам можно припаять выводы для установки в макетку (breadboard), как на КДПВ, или разъёмы для сборки многоразрядных счётчиков без пайки. Сама схема такая же, как во многих других функциональных аналогах декатрона:



Файлы (под CC-BY-NC 4.0): схема в PDF, архив с проектом в EAGLE, архив с «герберами».

Вначале автор хотел применить в проекте WITCH-E довольно громоздкие модули, состоящие из счётчика 74HC160, дешифратора 74HC4511, восьми резисторов и семисегменого индикатора.



Но они оказались неудобными и совсем не похожими на декатроны, которые, как известно, выглядят так (а вот что за прибор там показан):


Поэтому автор спроектировал три варианта плат на 74HC4017 с расположенными по кругу светодиодами. У первого светодиоды и микросхема расположены на разных сторонах платы:



Вот трёхразрядный счётчик на таких модулях считает импульсы, поступающие с генератора:


Переворачивать платы при их сборке в больших количествах оказалось неудобно, поэтому во втором варианте микросхема и светодиоды расположены на одной и той же стороне.



Так выглядит фрагмент будущего компьютера WITCH-E на платах второго варианта вместе с платами выбора строк и столбцов:



И наконец, автор объединил контактные площадки для внешних цепей в две группы вместо четырёх, одновременно уменьшив общее количество площадок. Так получился третий вариант платы:



Он-то и оказался достаточно компактным, чтобы вписаться в требования «квадратно-дюймового» конкурса. А припаивая тонкие проводники непосредственно к выводам микросхемы, можно уменьшать коэффициент пересчёта, не меняя топологию платы, что необходимо при применении таких модулей в часах.
AdBlock похитил этот баннер, но баннеры не зубы — отрастут

Подробнее
Реклама

Комментарии 4

    +1
    Dave, по его словам, был полон энтузиазма когда начинал этот проект и хотел сделать реплику WITCH-E целиком, одна документация чего стоит, но вскоре понял, что крайне тяжело несколько лет подряд заниматься одним проектом, имея основную Full-time работу.
    Я столкнулся с той же проблемой с релейным компьютером — и одним и тем же надоедает заниматься, и за другие проекты не берешься… В итоге одно не двигается, а другое — копится :)


    А если по существу — то 4017 умеет считать только в одну сторону, и это кардинально отличает ее от настоящего декатрона, который умеет делать счет в обе стороны — а это крайне важно когда декатрон у нас коммутаторный — т.е. у него выведены все 10 катодов. И мы можем как загрузить в него какое-то число (зажеть определенный катор, а не только нулевой), так и прочитать это число оттуда — по падению напряжения на заженном катоде.
    ну и сделать инкремент/декремент загруженного в декатрон значения.
      +1
      А вот Коковин, как я понял, свой довольно масштабный «Понимат» доделал, и всё красиво и аккуратно, только чуть портят вид эти круглые кнопки вырвиглазные, как на автоматах с иллюзией возможности выталкивания приза.
        +1
        Ну компьютер свой я тоже доделал в принципе :) Мелочовка и полировка осталась.
        Но это очень тяжело. Не столько физически, сколько морально.

        Когда я начну работать над декатронным компьютером, то благоразумно разобью его на отдельные блоки, каждый из которых потребует максимум 2-3 месяца работы.
        Сделал функционально-завершенный блок — с чистой совестью занялся чем-то другим.
      +1
      Одно дело — импульсный БП сделать в замен кенотронов:), но когда уже основные элементы не пойми из чего, то уже размывается совсем и так можно и на программной симуляции остановиться…

      Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

      Самое читаемое