Tinker-CAD - Experimentier-Schaltungen mit Integrierten Schaltkreisen

Letztmalig dran rumgefummelt: 03.09.19 16:11:53

	Sowohl zur Entwicklung als auch zur Zusammenfassung logischer Schaltungen existieren Werkzeuge, welche den Weg von der Idee bis zur fertigen Schaltung wesentlich verkürzen können. Diese zu finden sowie konsequent einzusetzen gehört zum Grundwissen für die Technische Informatik.
	1. Tinker-CAD - die Basis 2. Grundschaltungen mittels Logik-IC's durch Kanonische Normalformen 3. Einfache Schaltungen mit selbst gefertigten Leiterplatten 4. Ansteuerung komplexer professioneller Elektronik 5. Einsatz und Modifikation professioneller Elektronik 6. Löten mit Drahtverhau 7. SMD-Leiterplatten-Bestückung 8. Verwandte Themen
	Mikrocontroller-Schaltungen Tinker-CAD -  für die Schaltungen mit IC's inhaltlich auf korrektem Stand - evtl. partiell unvollständig ;-) Informatik-Profi-Wissen
	Quellen: Kühn; Handbuch TTL- und CMOS-Schaltkreise Seite 213 ff. Borgmeyer; Grundlagen der Digitaltechnik Seite 90 ff.

1. Tinker-CAD - die Basis

	Controller gibt es einige, aber wenn man sich einmal für den Basistyp entschieden hat, dann bleibt man schon einmal aus Kostengründen dabei. Das liegt schon an der Beschaffung (besser der Bezahlung!) der Software sowie die Technik zur Programmierung der Zielbausteine.

2. Grundschaltungen mittels Logik-IC's durch Kanonische Normalformen

Sind mehrere Ausgänge vorhanden, so funktioniert die Schaltungsentwicklung streng genommen genau so, wie bei einem Eingang. Die Schaltung muss eben nur für jeden Ausgang getrennt entwickelt und auf die gleichen Eingänge gelegt werden. Die Kanonischen Normalformen liefern in jedem Falle eine korrekte Lösung - meist jedoch nicht die kürzest mögliche. Durch geschicktes Zusammenfassen lassen sich evtl. sehr viele Bauelemente der realen Schaltung einsparen. Bei der Zusammenfassung via Karnouht-Tafeln bzw. über McClusky-Systme.

3. Einfache Schaltungen mit selbst gefertigten Leiterplatten

	Einige der Leiterplatten haben wir entwickelt und dann über Fertigungslabore Ätzen lassen. Manche der Projekte sind extrem betagt - entwickelt, gefertigt und bestückt irgendwann um 1988 - so z. B. die Platine für den universellen U882D - der haucht noch "DDR-Atem"

4. Ansteuerung komplexer professioneller Elektronik

	ARDUINO & Co. (Raspberry Pi, Banana-Pi und ESP32) machen hier das Rennen für den Hobby-Elektroniker - aber eben auch für die Schule von morgen. Hiermit wird Industry 4.0 erlernbar. Und wer künftig hier zu Hause ist, ist schon in der Zukunft angekommen, denn damit wird sie gemacht - nur eben dann im großen Maßstab.
	Calliope Sun Founder ARDUINO ESP 32 Raspberry Pi EasyPIC5-Developer CALLLIOPE-Mini Smart Car Kit V 2.0 for ARDUINO ARDUINO Expressiv 32 Raspberry-Pi EasyPIC5-Developer Tool

5. Einsatz und Modifikation professioneller Elektronik

	... hier ist dann Schluss mit lustig, denn hier ist Sicherheit das oberste Gebot und auch die verwendeten Signalzusammenstellungen müssen professionellen Anforderungen genügen, denn die Protokolle wie zum Beispiel CAN-BUS oder I2C-BUS entsprechen den Protokollnormen. Da scheitert dann Bastelelektronik alleine an den Frequenzen auf den BUS-Leitungen.
	... Beispiel Gartenbahn

6. Löten mit Drahtverhau

Das sieht unter Umständen etwas wild aus, hat aber eben den unbestechlichen Charme, dass man experimentieren kann und eine Schaltung am Ende ganz anders aussehen kann, als der Erstentwurf. Außerdem ist das Verfahren unheimlich preiswert.

7. SMD-Leiterplatten-Bestückung

	Das ist nun nicht gerade unser großer Arbeitsbereich, wenngleich die Industrie genau darauf setzt. Hier fehlen uns einfach Mittel sowie auch Möglichkeiten - aber wir haben Möglichkeiten gefunden: wir nutzen hier die Angebote der TU-Chemnitz. Die machen da wirklich ganz feine Controller-Projekte für Schüler in SMD-Technologie.
	Elektronischer Würfel mit Microcontroller

8. Verwandte Themen

	Statt wie in den Anfangszeiten der Elektronik (ca. um die 60er Jahre) palettenweise für jede Anwendung einen eigenen Schaltkreis auf den Markt zu bringen, geht man heute den Weg eher umgekehrt. Ein Baustein genügt, und was dieser machen soll, sagen wir ihm durch Programmierung. Das trifft sowohl auf programmierbare Logik-Arrays, wie auch auf EPROM-Logiken, jedoch besonders auf Mikrocontroller zu.
	Breadboard-Schaltungen Breadboard-Schaltungen Schaltungen mit SoC (System on a Chip-Computer) Schaltungen mit Microcontollern Programmierung von Mikroprozessoren ... wichtige Bauelemente Schaltung eines 1 aus 10-Decoders mit Grundlogik-Bauelementen ... Schaltung eines 1 aus 10-Decoders mit Grundlogik-Bauelementen ... Physical Computing Einchip-Rechner - heute Microcontroller die beliebte alphabetisch sortierte Schnell-Liste Pin-Belegung wichtiger Prozessor-IC's
	... die Standard-Platine sowie wichtige Bausteine von 2019 ... die erweiterte Standard-Platine sowie wichtige Bausteine von 2019 ... die Experimentier-Standard-Platine Download als CorelDraw11.0-Datei ... die Labor-Experimentier--Platine Download als CorelDraw11.0-Datei
	Mikrocontroller logische Arrays EPROM-Logik Installation von Logikschaltungen Praktischer Entwurf von Logikschaltungen PICs PIC5-Schaltungssammlung
	TTL-Liste Projekt Schaltungen mit Integrierten Schaltkreisen Physical Computing ARDUINO-IDE Integrierte Schaltkreise Schaltkreisentwurf Ziehen eines Silizium-Einkristalls nach dem Zonenfloating-Verfahren fotolithografischer Prozess Waferfertigung LC-80 Der LC-80 Simulator Z80 die beliebte alphabetisch sortierte Schnell-Liste

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© Frank Rost am 3. September 2019 um 17.37 Uhr