Nun wird die letzte elektronische Baugruppe aufgebaut; ein 4:16-Bit-Dekoder.
Warum und wozu?
Der Mini-PC hat eine ganze Menge Schaltausgänge aber nicht genug. Deshalb habe ich vier Ausgänge freigehalten und mache mithilfe des Dekoders 16 Ausgänge daraus. Das ist keine Zauberei! Die vier Ausgänge werden in diesem Fall als Binärausgänge betrachtet, die in der Kombination zueinander 16 verschiedene Werte annehmen können. Für alle die mit solchen Binärzahlen noch nicht zu tun hatten hier die logische Tabelle dazu:
PC-Ausgänge Dekoderausgang (Y + Nummer des Ausganges)
A1 A2 A3 A4 auf hight
L L L L Y1
H L L L Y2
L H L L Y3
H H L L Y4
L L H L Y5
H L H L Y6
L H H L Y7
H H H L Y8
L L L H Y9
H L L H Y10
L H L H Y11
H H L H Y12
L L H H Y13
H L H H Y14
L H H H Y15
H H H H Y16
Aus der Tabelle ist eindeutig zu sehen, dass je nach der Kombination der vier PC-Ausgänge genau einer der 16 Dekoder-Ausgänge eingeschaltet wird. Es ist aber auch ein Nachteil zu sehen. Man kann nie zwei oder mehr Dekoder-Ausgänge gleichzeitig Einschalten. Man kann immer nur eine Eingangskombination auswerten und den entsprechenden Ausgang nutzen. Stelle ich eine neue Eingangskombination ein um einen anderen Ausgang zu nutzen, dann wird der vorherige Ausgang wieder gelöscht. Aus diesem Grund nutze ich, mit einer Ausnahme, diese Ausgänge, die unabhängig voneinander funktionieren sollen. An diese Ausgänge werde ich Lichtspots anschließen, von denen immer nur einer ein bestimmtes Detail im Boden anstrahlen soll. Auch die Vorhangsteuerung und die Vitrinen-Hauptbeleuchtung schalte ich darüber. Ein Spot muss nicht leuchten, wenn die Hauptbeleuchtung eingeschaltet ist und auch der Vorhang muss nicht bewegt werden, wenn die Spotlichter leuchten.
Eine Ausnahme ist der Fahrstuhlmotor. Da kann es passieren, dass der Fahrkorb bewegt werden soll, wenn ein bestimmter Spot darauf gerichtet ist. Deswegen habe ich an diesen Ausgang ein sogenanntes d-Flip-Flop geschaltet, der das Signal automatisch hält und beim nächsten Impuls zurück setzt. Dazu weiter unten aber mehr.
Nun geht es erst einmal an den Aufbau des Dekoders. Dazu nutze ich einen Schaltkreis (CD74HCT4515E), der die gewünschte Funktion ausführt. Einfacher geht es nicht.
Das Datenblatt für die Pin-Belegung kann man sich im Internet ziehen. Das würde jetzt hier zu weit führen. Der Schaltkreis hat alles komplett eingebaut. Er benötigt keine Außenbeschaltung. Alles was auf der Leiterplatte zu sehen ist wird benötigt, weil die Ausgangssignale weiter verarbeitet werden müssen.
Die Transistoren in der Reihe oben sind die Treiber für die Leuchtdioden. Die Schaltung ist auf der folgenden Zeichnung zu sehen. Für meine Anwendung reichen 14 Treiber. Die verwendeten Transistoren sind etwas überdimensioniert. Zum einen kommt das der Standfestigkeit zugute aber vor allem verbaut man die Teile, die man liegen hat. Der Treiber ist als Open-Collektor-Ausgang aufgebaut. Solch ein Ausgang ist für weitere Anwendungen am besten geeignet.
Auf der folgenden Abbildung ist Schaltung für das D-Flip-Flop zu sehen. Dabei handelt es sich um eine Schaltung mit zwei festen Ruhezuständen, d.h. die beiden Ausgänge rechts und links sind nie gleich, wenn der eine Spannung führt, ist der andere spannungslos oder umgekehrt. Diese Ruhezustände bleiben unverändert, bis an dem Eingang ein Spannungswechsel von Plus nach Minus erfolgt. Das nennt man eine negative Flanke. Erfolgt solch eine Flanke, dann wechselt die Schaltung in ihre andere Ruheposition, bis wiederum solch eine Flanke auftritt.
Der untere Teil der Schaltung ist eine NOR-Schaltung. Was ist denn das nun wieder? Das ist eine ODER-Schaltung deren Ausgang negiert wird. Das ist immer noch nicht viel klarer. Eine ODER-Schaltung (die beiden Dioden mit den 3 angrenzenden Widerständen) verbindet zwei Eingänge zu einem Ausgang in der Art, dass der Ausgang Spannung führt, wenn mindestens ein Eingang Spannung hat. Das heißt, es ist gleich an welchen der beiden Eingänge E1 oder E2 eine positives Signal angelegt wird, der darauf folgende Transistor wird in jedem Fall geschaltet.
Erhält der Transistor ein positives Signal, dann wird die Verbindung zum D-Flip-Flop gegen Masse gezogen. Es entsteht also aus dem positiven Signal ein negatives Signal. Genau so ein Signal, wie wir es am D-Flip-Flop benötigen.
Wozu dieser Aufwand mit den zwei Eingängen? Auch ganz einfach. Der eine Eingang kommt an den Dekoder. Wenn vom Computer ein Signal kommt, dann schaltet das D-Flip-Flop um und der Fahrstuhlkorb bewegt sich. Am Ende des Fahrweges werde ich einen Schaltkontakt einbauen und dieser wird an E2 angeschlossen und der Fahrkorb bleibt wieder stehen, bis ein neues Signal vom Computer kommt.
Auf dem oberen Bild sehen Sie die eingebaute Schaltung. Auf der unteren Abbildung ist wieder eine Verbindungsplatine zu sehen. Auf diese sind die Ausgänge vom Dekoder geführt und wieder auf kleine Stecker verteilt. Die Platine wird später in die Vitrine eingebaut. Die weißen Relais auf den Abbildungen sind die Schaltelemente für die Vitrinenbeleuchtung und die Motoren.
Die Technik im Inneren ist damit vollendet, nun geht es endlich an den Aufbau des Schwibbogens.
Zum Teil 12, Verdrahtung einer Säule
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