Koostame CMOS skeeme

[fre]

Sissejuhatuseks.
Kuna varem teistes teemades tunti huvi CMOS loogika kasutamise, nüansside
ja lisateabe vastu, otsustasin teha nendest eraldi foorumiteema. Siin võiks neid
kogemusi ka vahetada. Jagan ka oma kunagi koostatud skeeme, kuid ei üritagi
meelitada nii vanu lahendusi praegusel moodsal mikrokontrollerite ajastul järgi
tegema tervenisti, aga mõnigi saab veel nüüdki minu skeemidest talle sobivaid
fragmente leida ja kasutada. Mõne mikroskeemi (millega ma olen põhjalikumalt
tegelenud-tutvunud) või skeemiosa kohta võin kõrvalepõikena lisateavet pakkuda.
Eks see lihtloogika baasil ehitamine on tänapäeval selline nostalgia värk osaliselt,
vahel on kena meelde tuletada vanu asju...
Siin teemas ei soovi näha mikrokontrolleriga või muid tarkvaralisi lahendusi
ega ka skeemisimulaatori teema sissetoomist, need palun moderaatoril mujale
tõsta, sest sellised väärivad kindlasti ka uusi ja hoopis eraldi teemasid.
Nüüd aga järgnevad skeeminäited, üritan ikka üks korraga...

Meloodiline uksekell.
Alustuseks natuke nostalgiahõngulist ajalugu. Aasta võis olla 1979 või isegi 1980,
kui olin juba järele teinud ajakirjas "Радио” 1979, №7, lk. 55 ilmunud TTL baasil
tehtud uksekellaks mõeldud skeemi. Artikkel "Мелодичный электронный звонок”,
mille autoriks А. Ралько. Internetis on see skeem ka veel saadaval:
https://www.bestreferat.ru/images/pa...66/7736618.png või

http://radiostorage.net/uploads/Image/schemes/others/melodichnyj-zvonok-na-dvuh-mikroshemah_1.png

Lühiartikkel koos sama skeemiga:

http://radiostorage.net/3052-melodichnyj-zvonok-na-dvuh-mikroskhemah.html

Hoopis hiljem on toda skeemi veel kordamisvääriliseks peetud ja mõningase
täiendusega uuesti avaldatud ajakirjas "Радиолюбитель" 2001 nr. 2, lk. 36,
see internetis http://nauchebe.net/2011/01/melodichnyj-dvernoj-zvonok/
Eks ta üks omapärase isemoodi huvitava heli tekitaja on, vast seepärast.
Kuna tolleks ajaks (1980) oli üht-teist К176 seeriast ka minuni jõudnud,
hakkasin katsetama, kuidas TTL skeeme võiks asendada ökonoomsema
CMOS-iga. Kusagilt oli mulle ette sattunud ka muudetava toonikõrgusega
heligeneraatori skeem, mille aretasin sinna kahe transistoriga skeemilõigu
asemele. Takistite nominaale valides sain oma skeemi täpselt samasugust
heli tekitama, nagu algne skeem tegi.
Kokkuvõttes, selline skeem tuli välja:



Klikk skeemil näitab seda suuremalt ja selgemalt.
Plaadi (mõõt on 85 x 35mm) joonise lisan ka, see
on peegelpildis, ehk "vaade läbi plaadi":



Detailide paigutuse joonis pole nii lihtsa puhul ilmselt vajalik.
Skeemi esiotsa kohta ehk mõne sõna...
Kellanupule vajutades laadub kondensaator C1 ja hakkab nupu vabastamisel
tühjenema, pinge sellelt antakse Schmitti trigeri* CMOS-analoogile kahe
loogikalüliga, DD1.1 ja DD3.1. Tagasiside takisti R3 abil muudab trigeri ühte
ja teise asendisse lülivad sisendpinged omavahel erinevateks ja tekitab järsud
lülitusfrondid trigeri väljundil. Järgneb taktgeneraator, ka klassikalisel skeemil.
Sellise skeemiga saame vaatamata lühiaegsele nupuvajutusele pikema helina.
Toitepinge eraldi lüliti pole vajalik, rahuolukorras voolutarve praktiliselt puudub.

* - Schmitti trigeri kohta annab Google pikemat seletust kui kellelgi seda vaja on.

[Shele]

Vs: Koostame CMOS skeeme

Võin ka jagada kogenusi CMOS kohta. Aastakümnete jooksul on neid asju ikka tehtud, enne, kui mikroprotsessorid ilmusid. Sobivad hästi ühekordsete projektide tegemiseks. Lihtsad ja lollikindlad. Oli lausa õnnistus peale esimest projekti, mis oli TTL-i peal (nõukamaal oli CMOS veel haruldus). See õnnetu TTL projekt (samm-mootori juhtimine) tahtis ilgelt voolu ja käimaajamine oli toites levivate häirete tõttu kohutav üleelamine. PIC-ide tuleku ajal tegelesin juba muude töödega ja sain vanaks. Mul on ka materjale, aga puudub võimalus skaneerida. Ehk saab kelegagi vajasdusel kokku leppida ja koostada mingi baas?

[fre]

Vs: Koostame CMOS skeeme

Tahhomeeter / sagedusmõõtja.
Järgneva minu koostatud skeemi jaoks kulus juba suurem hulk
"kive", sellest keerukamat polegi hiljem vaja olnud kokku panna.
Vajadus tekkis 1997. aastal, kui oli vaja lisaseadet-tahhomeetrit
tööstuslikule seadmele, et jälgida pöörlemiskiirust toodangu
stabiilse kvaliteedi huvides. Sama skeem sobib edukalt ka
sagedusmõõtjana kasutamiseks, kuid CMOS-loogika ei tarvitse
enam hästi töötada sisendsagedustel üle 3MHz.
Kõigepealt optoanduri skeem eraldi (ei ole veel CMOS):


Selle valmistasin eraldi moodulina, skeemi omapäraks on täiesti
isemoodi lahendus "hüstereesi" osas, kus tagasiside toimib R2
kaudu sellesama optopaari valgusdioodile. Iseenesest ju lihtne
võte mul, kuid sellist polnud ma kusagil varem kohanud.
R5 kaitseb optoanduri väljundit selle lühistamise korral.
D1, D2, R3 ja T1 asemel võiks tänapäeval muidugi kasutada
tavalist fototransistoriga optopaari.
Siin siis kogu põhimõtteskeem (klikk pildil teeb selle suuremaks):

Valmistasin ise ketta, millel on 60 ava servas. Iga võlli täispöördega
käib siis optopaari vahelt samuti 60 ava läbi ja andur annab impulsid.
Kui siis, nagu siin, ühe sekundi vältel need üle lugeda, saame sellise
ketta vahendusel tulemuse, mis võrdub pöörete arvuga ühes minutis.
Skeem on koostatud nii, et Iga 1,1 sekundi järel saab uue ja "värske"
mõõtetulemuse. Kõik sagedusmõõtja töös vajalikud teenindusimpulsid
koos nendevaheliste "kaitse"-pausidega käivad läbi just selle 0,1s
jooksul ehk teisisõnu on kogu mõõtetsükkel 1,1 korda mõõteaeg.
Enamik kirjandusest või netist leitavad skeemid nii ei tee, seda
tasub skeemi valides alati vaadata. On variante, kus kogutsükkel
kestab kaks mõõteaega või kui loendusdekaadides puudub ka
vahemälu, kustutatakse lihtsalt loenduse ajaks näit. Saame siis
ikkagi mingid virvendamised või vilkumised korrektse töö asemel...
Skeemil on näidatud vaid kaks loendusdekaadi, tegelikult oli neli.
Näitamata "kümnelised" ja "sajalised" läheks sinna punktiiri asemele,
"üheliste" ja "tuhandeliste" vahele. Plaadi joonisel on nad olemas.
Skeemi töö veidi parema kirjelduse jätaks edaspidiseks, kui on huvi.
Loendusdekaadi vahemälust tegin hiljuti juttu ka teises teemas:
https://www.elfafoorum.eu/threads/82388-Emakell?p=587942&viewfull=1#post587942

Foorumi softis on "kala", jonnib ja arvab et eelnev link ongi sihuke pikem...
Seepärast jätkan uue postitusega.

[Svago]

Vs: Koostame CMOS skeeme

Ma ei laida kumbagi seeriat - ei 155/555 ega ka 176/561 maha – mõlemal on nii plusse kui ka miinused ja on olemas vastavad rakendused. Elus on tulnud mõlemat kasutada, lisaks ka ESL, 100, 500, 137, 138, jne. muid seeriaid. 6 aastat tuli tööstuses hommikust õhtuni neist väga erinevatest „elukatest“ koosnevaid suuri või väga väikeseid plaate käima ajada, kuna keskeri haridusega trabled seda ei suutnud. Samas pidid kõik plaadid 100% käima minema, midagi ei läinud prügikasti või prahikasse müügiks. Lõpuks hakkas isegi meeldima (huviks on olnud ikka rohkem analoogtehnika) ja olen ka ise kasutatud oma väljatöötlustes – näiteks 1990.a. erinevates süütenurga regulaatorites, SAT dekoodrites, radaripüüdjates jne.

Vaatasin oma juppe kapis ja tekkis küsimus, mida teha loogika, LED maatriksitega. Kuldsed 133 jt. seeriate omad leidsid otsa juba tunduvalt varem kuningvees. Nostalgiast tegin siis sagedusmõõtja ja mitu auto tahhomeetrit. Mõni idee on veel, kunagi viin ehk ellu.
Kahjuks osa analooge ei asenda 100% vene kive.

[fre]

Vs: Koostame CMOS skeeme

Siia siis plaadi joonised. Trükirajad on peegelpildis, "vaade läbi plaadi".
Detailide paigutuse joonis on selline "kahvatu", suurendamine abiks...





Põhiplaadi ühes otsas oli 14-otsaline pistik МРН 14-1 (vene tähed!), risti teise
otsa külge jootsin tabloo plaadi (joonis pole säilinud, aga eks sõltub see ka
kasutatavatest numbriindikaatoritest), mille pikkus võrdus põhiplaadi laiusega.
Omavahelise kinnituse tugevdamiseks olid nende vahele joodetud veel kaks
väikest kolmnurkset folgeeritud klaastekstoliidi tükki. Ühendused kahe plaadi
vahel olid loodud juhtmežgutiga, põhiplaadi selles otsas on näha sisselõiget
juhtmete läbiviimiseks.

[Svago]

Vs: Koostame CMOS skeeme

Väga ilus trükkplaat. Kas toiteahelate lahtisidestamise kondekaid ei kasutagi?

[fre]

Vs: Koostame CMOS skeeme

Algselt plaat siiski käsitsi joonistatuna nii täpne ja ilus ei saanud olla,
arvutisse tegin joonise (ilusamaks) alles palju hiljem, detsembris 2015.
Tollest ajast on mul säilinud ka üks "pilt" plaadist, kui oli veel detailideta,
paberile saadud sealses kontoris olnud koopiamasina abil.
Vast ikka oli toitega rööbiti mõni kondensaator ka, aga mitte läbi plaadi
avade, vaid toitesiinide vahele joodetuna. Siinideks olid umbes 3...4mm
laiused plekiribad piki plaati detailide poolel, joodetuna püstiste tihvtide
külge. Selliseid siine oli kolm, paigutuse joonisel näha, dekaadide rivis.

Nostalgiliseks teemaväliseks vahelepõikeks:
Kunagi veel varem, kui ilmusid TTL mikroskeemid, olen välja mõelnud
sagedusmõõtja К133 (peamiselt need) seeria baasil. Teised huvilised
tegid minu koostatud skeemide ja jooniste järgi. Neid peaks veel alles
ka olema, annaks veel kokku koguda ja ehk isegi tervikuks klapitada.
Ma endale valmis ei teinudki seda oma varianti, ju polnud väga vaja.
Aga ikkagi juba siis olid loendusdekaadid vahemäluga, kogutsükkel
samuti 1,1 loenduse aega. Mõõta sai vast umbes kuni 30MHz-ni.

[Svago]

Vs: Koostame CMOS skeeme

133 loogikakivi näide:
https://ru.wikipedia.org/wiki/Транзи...ile:133la3.jpg:

Tollal räägiti, et sõjaväevarianti 133 ilmusid Schottky dioodid juba palju varem ja lülitusaeg oli neil 1,7nS. Markeeringus see ainult ei kajastunud? Tavalistega oli jah max sagedus 30..40MHz. Netis on ka sagedusmõõtja skeeme, kus on 40MHz on tavalise 10nS TTL-ga. Suurema mõõtesageduse saavutamiseks peab kasutama pärast eelvõimendit sagedusjagurit kiirematega.

[ci139]

Vs: Koostame CMOS skeeme

Algselt oli tegu (("mixed" TTL CMOS)) EPROM programmer'i MtX-Kbd dekoodriga -- mida aga kunagi valmis ei ehitanud (kuna lühistasin kogematta testimisel selle toitetrafo )

falstad_circuit_Mtx-DcdR.txt avamiseks paste'i https://www.falstad.com/circuit/circuitjs.html File > Import from Text

[fre]

Vs: Koostame CMOS skeeme

......., et sõjaväevarianti 133 ilmusid Schottky dioodid .....

Ehh, kui oleks osanud nii suurt huvi veel TTL vastu
oodata, oleks võinud ka juba teema pealkirja lisada...

Minu mäletamist mööda 133 ja 155 baas-seeriates Schottky
veel polnud, või kui ehk mitteametlikult salaja olidki (enne
uue seerianumbri kinnitamist näiteks), aga selline jutt võis ka
kuulujutt olla. Küll aga ilmusid nad juba uuemates arendustes,
nagu näiteks 530 ja 531, 533 ja 555, hiljem veel 1530, 1531,
1533 ja muud. Eks "lääne" eeskujul muidugi, ainult sealsed
tähistused ei kõlbanud üle võtta, tuli ikka kirillitsat kasutada.
No ja otsi siis neid analoogide ja vastete tabeleid taga...

Alustasin uue teema TTL jaoks - "Koostame TTL skeeme".
Selguse mõttes jätame siia CMOS-, sinna aga TTL-jutud:

https://www.elfafoorum.eu/threads/82437

[fre]

Vs: Koostame CMOS skeeme

.....
Sama skeem sobib edukalt ka
sagedusmõõtjana kasutamiseks, kuid CMOS-loogika ei tarvitse
enam hästi töötada sisendsagedustel üle 3MHz.
.....
Skeem on koostatud nii, et Iga 1,1 sekundi järel saab uue ja "värske"
mõõtetulemuse. Kõik sagedusmõõtja töös vajalikud teenindusimpulsid
koos nendevaheliste "kaitse"-pausidega käivad läbi just selle 0,1s
jooksul ehk teisisõnu on kogu mõõtetsükkel 1,1 korda mõõteaeg.
Enamik kirjandusest või netist leitavad skeemid nii ei tee, seda
tasub skeemi valides alati vaadata. On variante, kus kogutsükkel
kestab kaks mõõteaega või kui loendusdekaadides puudub ka
vahemälu, kustutatakse lihtsalt loenduse ajaks näit. Saame siis
ikkagi mingid virvendamised või vilkumised korrektse töö asemel...
......

Siinsele skeemile, kui on soov seda sagedusmõõtjana kasutada,
pole lisatud erinevate mõõteaegade ümberlülitit, on ainult üks,
ühe sekundi pikkune. Viimane numbrikoht näitab siis ühelisi hertse.
Sellise mõõtepiirkondade ümberlüliti saab lihtsalt lisada.
Digitaalse sagedusmõõtja üldisema ja pikema tööpõhimõtte
kirjelduse kirjutasin uude teemasse - "Koostame TTL skeeme":

https://www.elfafoorum.eu/forum/tehnikafoorumid/skeemifoorum/84461-

[fre]

Vs: Koostame CMOS skeeme

Üks huvitav "kivi" on 74C926. Sees on tal juba neli loendusdekaadi. Dünaamiline indikatsioon ühise
katoodiga 7-segmendiste LED-numbrite juhtimiseks, mis võimaldas selle teha vaid 18 viiguga.

https://www.jameco.com/Jameco/Products/ProdDS/44599FSC.pdf

https://www.jameco.com/z/74C926-Major-Brands-4-DIGIT-COUNTER-WITH-7-SEGMENT-OUTPUT-DRIVER-DIP-18_44599.html

https://www.njuskalo.hr/image-w920x690/pc-kartice/74c926-slika-5561768.jpg

Paar kasutamise näidet sagedusmõõtjas, kus juhtskeem on ülimalt (minu meelest liialt) lihtsustatud:

http://radiostorage.net/3967-prostoj-samodelnyj-cifrovoj-chastotomer-do-10mhz-cd4060-74c926-74ls28.html

http://www.teknomerkez.net/index.php?git=1006

Kuni 10MHz isegi pakutakse mitteametlikult, pole ju paha CMOS kohta...
See on juba ammune asi, kuid siis polnud ta veel kuigi kättesaadav,
praegu on näiteks Tallinnaski mitmes Oomipoes ja hind on sentides...

[fre]

Vs: Koostame CMOS skeeme

Võin ka jagada kogemusi CMOS kohta. Aastakümnete jooksul on neid asju ikka tehtud, enne, kui mikroprotsessorid ilmusid. Sobivad hästi ühekordsete projektide tegemiseks. Lihtsad ja lollikindlad. Oli lausa õnnistus peale esimest projekti, mis oli TTL-i peal (nõukamaal oli CMOS veel haruldus).
.......

Oleks muidugi tore ka teiste kogemustest lugeda,
huvilisi ikka oleks ja tuleks, varem või ka hiljem.

[Starfish]

Vs: Koostame CMOS skeeme

Oleks muidugi tore ka teiste kogemustest lugeda,

Mul on tehtud sagedusloendur, cmos loendurid/registrid, sagedus/üksik loendamise võimalus (sisendi kaudu või nupust esipaneelil).
1Hz on kella kvartsiga, see veel registriga 0,5 peale jagatud.
Kui skeem saab digitaalse kuju siis võiks pikemalt kirjutada...

[A.R.]

Vs: Koostame CMOS skeeme

Oli tarvis lülitada välja ühisgaraaži tuli umbes 10 minuti pärast.
CMOS loendajakivid olid saadaval.

Võrku läks takisti ja zener 12(?) V, sealt sai pulsid.
Edasi diood ja konde, sealt sai toide. Trafot polnudki vaja !!!!
Edasi loendajad, nii et lõpus oli see 10 min triger.
Ja siis oli suur trans mis korra releed tõmbas ja valgusajastu lõpetas.
Olevat pikalt töötanud, kuskil 10 aasta pärast küsisin, ikka käis.
***
1975. tuli arvuti, EC1010. Vaja püsitoidet =)
Mootor, generaator. Mõõtsime sagedust - midagi 45 Hz kandis.
Nii väiksed täpsemalt ei näita.
Otsisime siis perioodimõõtja. Oligi 45,?? Hz
Võrk ise oli 47 kanti, lõpukohti enam täpselt ei mäleta.

Hiljem:
Inimesed käisid väljamaal, tõid odavaid võrgukelli, need valetasid.
Tuli 32 kHz kvartsi peale ümber ehitada.
***
Ehitasime lisa Elektroonika 60-le.
Vaja on 12 MHz kvartsi. Ei ole kuskilt saada.
Poes oli 8 MHz kvarts. Panime 3. harmoonilisel käima -> 24 MHz.
Triger järgi ja 12 käes.
See vist ei olnud CMOS

Ohh, jahh.