Projekt: Nixie Uhr, Das Zähl- und Stellwerk
Was ist unter den Begriffen Zählwerk und Stellwerk zu verstehen ? Das Zählwerk ist der Schaltungsteil der aus den 4017 ICs besteht und die logische Uhrenzählweise durchführt. Das Stellwerk ist der Schaltungsteil, der in das Zählwerk unter bestimmten Bedingungen eingreift um dieses zu beinflussen. Um die Funktionsweise zu verstehen habe ich darüber eine Abhandlung verfasst die hier zu lesen ist. Wir wollen ja verstehen was wir bauen.
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Das Zählwerk ist ja nun beschrieben und wer es gelesen hat sollte zumindest dessen Arbeitsweise verinnerlicht haben. Widmen wir uns nun dem Stellwerk. Die Schnittstelle zum Stellen der Uhr bilden die beiden cMos ICs 4011. Diese enthalten je vier NAND Gates und werden unbedingt zum Entprellen der Taster und Schalter benutzt. Auf die Frage, warum Entprellen, möchte ich nicht näher eingehen, weil das unter diesen Schlagworten im Internet reichhaltig zu finden ist. Z.B. hier
Hier mit den Schaltern und Tastern. Ein Schalter zum Stoppen der Uhr und der Freigabe zum Stellen und die anderen Taster für die Reset- und Stellfunktionen.
Nun sind noch zwei ICs dazugekommen. Ein cMos 4073 welche drei AND Gates enthalten. Sind die Bedingungen des Enable und Taktsignales erfüllt bedarf es nur noch der Tastereingabe die den dritten Teil erfüllt und das AND Gate durchschalten lässt. Dieses Ausgangssignal läuft in ein EXOR, cMos IC 4070 in welches auch das Carry Out Signal läuft. Egal in welchem logischen Zustand gerade das Carry Out steht kann ich nun die Uhr stellen weil die Clock Eingänge nur die Pegelflanke von Low auf High zählen. Damit ist auch erklärt, warum die Uhr sich nicht stellen ließ wenn der Carry Out auf High stand. Man kann ohne erhöhten Aufwand keine Low-High Flanke erzeugen.
Selbstverständlich kann man mit Widerständen und einem Transistor das C/O auf Masse tasten und damit diese Flanken erzeugen, wenn aber der C/O aus den cMos 4017 auf Low steht muss man wiederum ein positives Signal erzeugen. Wie auch immer sich das auf solchen Wegen realisieren ließe, die Lösung mit dem EXOR schien mir am geringsten aufwändig.
Hier ist die schematische Darstellung der Stellwerklogik. Das Bild anklicken für volle Auflösung.
Hier ist das Pinout. So sind die ICs mit ihren Pins in die Schaltung eingebunden. Das Bild anklicken für volle Auflösung.
Im Prinzip ist nun die Uhrenlogik fertig.
