Макет калькулятора своими руками
Самодельный калькулятор на ОМЭВМ К1816ВЕ39
Долгое время зрело желание собрать самодельный калькулятор, чтобы и клавиши большие, и индикатор яркий. В продаже с прошлого века такового не наблюдалось, да и что такое «купить»?
Однажды на сайте ZX-PK.RU открылся тред про сборку ЭКВМ на базе микроконтроллера К1816ВЕ39. И Сергей Фролов, владелец сайта-музея Советской цифровой электроники, сообщил, что ранее уже выпускался такой калькулятор, «Элекон МК», как на фото:
Сергей любезно отсканировал руководство по эксплуатации и схему калькулятора, а также считал оригинальные ПЗУ, за что выражаю ему сердечную благодарность. Копия архива размещена тут. Было решено собрать клон Элекона (точнее — инженерный макет), но на более привычной элементной базе, которая просто валялась под руками.
Итак, оригинальная конструкция была собрана на базе КМОП-микросхем серии 561, 571 и 1109, а также на тёплом ламповом индикаторе. У нас же под руками была ТТЛ-логика и светодиодные матрицы с общим «минусом». Проанализировав оригинальную схему и выкинув из неё ненужное (а именно всё, что было связано с выводом на печать, а также многое другое , что было сделано разработчиками «про запас»), получили достаточно простой проект, состоящий всего из восьми микросхем (в оригинале в два раза больше):
Как сказано выше, сокращение функций сократило количество комплектующих. При этом первоначально планировалось использовать родную прошивку, которая должна была разместиться в одной флеш-ПЗУ объёмом 128К (просто их много оставалось со старых материнок), что давало возможность в последующем править прошивку под свои нужды с особой лёгкостью. Количество клавиш также уменьшилось, был удалён и переключатель рода работ. Дешифратор знакоместа занимает один корпус вместо трёх, регистр индикации — один корпус вместо двух, дешифратор устройств ввода/вывода — один корпус с транзисторным инвертором, имеющий нужную логику работы , но иную схемотехнику . Единственно е , что пришлось установить кучку транзисторных ключей, но это дало нам возможность применить различные виды индикаторов, как с общим «минусом» (собранный реал), так и с общим плюсом (достаточно немного перекоммутировать питание транзисторов). Так что всё вроде в железной области оказалось просто.
При сборке было решено разделить конструкцию на две части — индикаторную и вычислитель с клавиатурой, хотя сначала примерялся сделать всё на одной плате:
Не понравились получающиеся размеры и был создан индикаторный блок, содержащий в себе дешифратор знакомест 155ИД3, регистр индикации 1533ИР27 (можно заменить на ИР23) и второй регистр индикации памяти 155ТМ8, а также свора транзисторов . С левой стороны 13-разрядного сборного индикатора расположены четыре светодиода, подключённые к ТМ8, индицирующие использование специальных регистров памяти — первый сверху, четвёртый снизу.
Всё это было в последующем собрано вместе в единую конструкцию:
Основные чипы располагаются с обратной стороны индикатора:
Как плата индикатора, так и плата вычислителя вязал и сь МГТФ, который после первого включения и проверки был пропитан до поверхности платы термопластиком («китайскими соплями»). Это позволяет при необходимости, сняв кусочек пластика, подкорректировать распайку, но в целом конструкция получается достаточно прочная, не позволяющая проводу оторваться от места пайки. Вот тут ещё немного общего вида:
Конструкция заработала сразу же (утрирую конечно, кое-что я укосячил ;), но в целом это правда), потребляемый ток — 200 мА, что суммарно лучше, чем у оригинала (самые тёплые микросхемы — ИД3 и АП6).
Следующей задачей стала адаптация имеющегося софта под используемый индикатор. Дело в том, что в оригинальном ламповом индикаторе сегмент знака числа в крайнем левом разряде не подключен к аналогичным сегментам в остальной части индикатора, а соединён с децимальной точкой. Знак переполнения «Е» также единичен и подключен к сегменту «G» (нижнее подчёркивание). Вот мы и получили при отрицательном 12-разрядном числе в левом разряде «точку» и «подчёркивание» при ошибке вычисления. Нехорошо.
Не буду долго расписывать проведённую неделю в попытках разобраться в дизассемблированном коде, в прокате его в древнем симуляторе AVSIM48 , в практически случайном нахождении нужного куска кода, уяснении великой логики отечественных разработчиков (которые кроме индикации нужных кодов вывели в эту же ячейку и технологическую информацию) и новых попытках уместить свой кусочек в полностью заполненную страницу памяти. Но, раз мы не используем более печатающее устройство, то и часть старого кода оказалось возможным затереть и втиснуть своё. Всё, теперь новичок имеет привычную нам индикацию.
Исправленный код интересующиеся могут скачать тут. Разумеется, весь код не правился и в нём остались рудименты от вывода на печать.
Следующий шаг — наклейки на клавиатуру и изготовление корпуса. Начинаем с последнего. Из пенопласта вырезаем болван, а также нарезаем из толстой фанеры закладные, к которым впоследствии будет крепиться плата.
В закладные вворачиваем/вбиваем небольшие шурупы/гвоздики так, чтобы их шляпки торчали миллиметра на полтора-два. Вставляем их в болван.
Оклеиваем болван тонкой бумагой — газетами, бумажными полотенцами, остатками писчей бумаги, используя клей ПВА. Предварительно можно нарезанную бумагу слегка размочить водой, чтобы удобнее было её выглаживать, убирая воздушные пузыри. Через три слоя бумаги оклеиваем слой бинтом или старой марлей и сутки просушиваем. Далее ещё три слоя и снова сушим. Достаточно наклеить 10-12 слоёв, что даст нам толщину корпуса около 3 мм. По центру, где будет клавиатура, можно особо не клеить.
После просушки всей конструкции, желательно в тёплом месте, вынимаем болван. Кое-где он может приклеиться к бумаге, но это не важно.
Закладные держатся крепко, поскольку при обмазке клеем и бумагой шляпки шурупов и гвоздей хорошо укрепились в «мясе» «композитного» по своей сути материала.
Прорезаем отверстия для клавиатуры и индикатора и примеряем.
Не забываем про пузичко, делаем его из 10-мм фанеры, используя в качестве ножек резиновые крышечки от медицинских пузырьков:
Накладываем первый слой шпатлёвки и ждём высыхания.
После того, как первый слой шпатлёвки (с мраморной крошкой кстати) высохнет, шлифуем его, смотрим косяки, накладываем следующий слой, сушим, шлифуем, ещё подмазываем. После чего окончательно шлифуем, красим, подкрашиваем, находим белую матовую самоклейку, печатаем картинки клавиш, наклеиваем, и получаем вот такого красавца.
Блок питания размещён внутри корпуса потому что так удобнее, не нужно постоянно держать БП в розетке. Вот теперь сборка полностью закончена.
Немного поговорим о замене элементов. Разумеется, что многие из них возможно применить только как функциональный аналог, с коррекцией схемы.
КР1816ВЕ39 — КР1816ВЕ49, КА/КР1835ВЕ39/49, КМ/КР1850ВЕ39/40/49/50, либо зарубежные аналоги 80 39/ 49 , 80С39/49 , 8749 или 8050.
ПЗУ — в конструкции применено флеш-ПЗУ ёмкостью 128К, что было снято с устаревших материнских плат. Возможна установка любых ПЗУ ёмкостью от 4К, но предпочтительнее флеш-типа в связи с простотой процедуры прошивки и очистки. ПЗУ типа РФ2/РФ5 тоже возможно использовать, но файл прошивки бить пополам, да и схему подключения придётся изменять.
555ИР22 — 589ИР12, четыре 155ТМ2 или 555ИР23 / ИР27 (три последние с инвертором в цепи / ALE ).
555ИР27 — 555ИР23 (большее потребление по питанию), четыре 155ТМ2, две 155ТМ8 / ТМ9, 589ИР12 с инвертором в цепи записи (11-я ножка).
155ТМ8 — 155ТМ9, две 155ТМ2.
555АП6 — 555АП4, две 155ЛП8.
155ИД3 — 1533ИД3, две 155ИД4 / ИД7 плюс инвертор.
Любой инвертор может быть выполнен в виде транзисторного ключа, поскольку реальная скорость работы схемы невысока (не более 500 кГц).
Если у нас индикатор с общим «плюсом», то транзисторы 8550 (КТ814) эммитером подключаем к «плюсу» питания, коллекторы — на знакоместа. Транзисторы 945 (КТ315) эммитерами на «массу», коллекторы, через токоограничивающие резисторы, к сегментам.
Именно из-за широких вариаций замены деталей автор не видит смысла проектировать печатную плату.
Обсудить конструкцию можно в следующих форумах:
Источник
Простой калькулятор своими руками.
У этого калькулятора есть один большой + и один большой —
+ то, что можно его сделать сколь угодно разрядным (хоть до 8191+8191 довести(13 разрядов))
— то, что придётся переводить из бинарной системы в десятичную с помощью сторонних аппаратов (таких, как мозг, или windows’ный калькулятор)
Многоразрядный калькулятор основан на простом операторе сложения, основанном на XOR гейте, основанном на AND гейте. Не пугайтесь, много места и времени это не займёт.
1. Сделаем простой оператор сложения.
Сначала делаем то, что под цифрой 0, потом то, что под цифрой 1.
То, что под 1 на 1 куб выше, чем то, что под 0.
Тут нужно всё правильно сделать, иначе потом придётся переделывать весь калькулятор.
Обратите внимание, что под кубом, обозначенным в схеме на уровне 1 есть факел.
2. Проверим простой оператор сложения
После того, как вы сделали простой оператор сложения, нужно убедиться в его исправности. Зажимаем(включаем) рычаг с маленьким проводом(на схеме он ниже), и верхний выход(по схеме) должен гореть. Пробуем с верхним рычагом, должно получиться аналогично. А теперь зажмём оба рычага. должны гореть оба выхода. Нижний выход должен гореть только тогда, когда зажаты оба рычага(и гореть он будет вместе с верхним). Если всё работает исправно, приступаем к этапу 3. Если что-то не так, проверьте, посыпали ли вы редстоуном все нужные кубы, поставили ли вы факелы в нужных местах, и совпадает ли расстояние между кубами у вас с расстоянием на схеме.
3. Строим калькулятор
а) Делаем много простых операторов сложения.
Смотрим схему
Делаем такие-же простые операторы сложения, как и на этапе 1 на расстояниях, как в схеме. Проверяем их как на этапе 2.
б) Проводим редстоун между операторами, как показано на схеме.
Если вы поставили их на большем расстоянии друг от друга, чем в схеме, то следим, чтобы сигнал доходил куда надо(сигнал идёт только 15 кубов от источника, если не доходит, ставим диод(не переключайте диод и проследите, чтобы он вёл сигнал в направлении, нужном вам)).
4. Испытываем калькулятор.
Зададим калькулятору сложить 9 и 11
Снизу вверх переключаем маленькие рычаги так, чтобы получилась последовательность 1001(число 9) а большие так, чтобы получилось 1011(число 11). На выходе мы должны получить 10100(снизу вверх) и это число 20.
1. Перевод из бинарной системы в десятичную и обратно.
Открываем windows’ный калькулятор
Жмём Вид. Жмём Инженерный. Слева сверху у вас будет переключатель между системами.
Dec-Десятичная, Bin-бинарная(двоичная)
Вводим число в десятичной, переключаем в двоичную, видим последовательность 0 и 1, начинающаяся с 1.
2. Увеличения разрядности калькулятора.
Чтобы увеличить калькулятор, нужно приделать снизу ещё 2 простых оператора сложения, на таком же расстоянии друг от друга и от остальных, как и все остальные.
Соединим их так, как и те, а нижний провод проведём, как показано в схеме, то есть снизу, через нижний выход левого нижнего оператора. Потом допишу подробнее и со скринами.
Статья взята из открытого источника. Если вы против размещения статьи, свяжитесь с администратором сайта.
Источник
Калькулятор своими руками
Привет всем любителям самоделок. В данной статье я расскажу, как сделать калькулятор своими руками, в сборке которой поможет кит-набор, ссылка на него будет в конце статьи. Данный кит-набор будет полезен для начинающих радиолюбителей и тех, кто хочет попробовать себя в работе с паяльником, ну и конечно же такой калькулятор можно будет использовать по прямому назначению. Для сборки такого радиоконструктора не понадобится много инструментов, поэтому собрать его сможет каждый.
Перед тем, как прочитать статью, предлагаю посмотреть видеоролик, где подобно показан процесс сборки кит-набора и его проверка на работоспособность.
Для того, чтобы сделать калькулятор своими руками, понадобится:
* Кит-набор
* Паяльник, флюс, припой
* Бокорезы
* Крестовая отвертка
Шаг первый.
В комплекте кит-набора присутствует печатная плата с металлизированными отверстиями, ее качество изготовления на высоком уровне.
Разобравшись с комплектом, переходим к самой сборке.
Шаг второй.
На плату устанавливаем радиодетали. Сначала вставляем резисторы, их в комплекте шесть штук одинакового номинала, так что определять сопротивление каждого не нужно. С обратной стороны платы загинаем выводы, для того, чтобы они не выпали при пайке. После резисторов на плату устанавливаем неполярные керамические конденсаторы, их выводы также загинаем. Далее на плату ставим все 17 кнопок, а затем и семисегментные индикаторы, на них есть специальная метка в виде точке, также как и на плате, далее загибаем их ножки.
На семисегментном индикаторе должны отображать цифры при нажатии на все кнопки. После проверки платы калькулятора можно переходить к сборке его в корпус.
Шаг четвертый.
Для того, чтобы защитить плату и придать калькулятору нужный вид в комплекте имеется несколько частей корпуса из оргстекла. С оргстекянных пластин удаляем защитную пленку и собираем корпусе из них, друг друга скрепляя при помощи винтов и крестовой отвертки.
Источник
