Behöver lite hjälp med digitala kretsar

[anto04]

Hej!

Jag har tänkt bygga upp ett signalsystem till min modelljärnväg. Jag har fram tills nu tänkt mig reläer som styrkomponenter i systemet, men då jag fått upp ögonen för digitalteknik så verkar det som en bättre lösning. Alltså att bygga upp signalsystemet av digitala kretar. Grindar heter det väl. Jag är helt nybörjare på detta område, så jag behöver lite hjälp.
Vad finns det för olika grindar?
Vilken spänning/ström ska de ha? Hur kritiskt är detta?
Kan gindar enbart sytra små signaler, eller kan de även driva flera reläer som drar upp till 300mA tillsammans? Eller behövs kopplingar med transistorer då?

Om jag har förstått saken rätt så innebär digitalteknik "höga" och "låga" signaler, eller 1 och 0. Vad innebär detta? 1 = + och 0 = - ??

Och så den avslutande frågan:

Jag ska styra tågsignalerna enligt den vänstra bilden nedan. Går det lika bra att göra som till höger, med en grind?



Plus = Röd signal och minus = Grön signal.

MVH Anton

[Icecap]

Det finns i huvudsak 2 logik-familjer:
1: CMOS (4xxx)
2: TTL (74xx)

TTL är den äldste, den är ganska snabb (långt snabbare än du _måste_ ha), drar en del ström, har relativ dålig störfrihet (till detta) och ska köra på 5V ±5%.

CMOS kan köra på upp till 12V (klarar mer men det är levtidsbegränsande), rikligt snabba till detta, samma funktioner som TTL om vi frånser specialfunktionerna, mer störimmuna än TTL.

Så jag vill föreslå CMOS-logik.

Sen att driva relän: Nix för båda familjer. Det finns drivkretsar (ULN2xxx serien kanske), transistorer osv. till sådant. Om du kombinerar rätt gate med en H-brygga drivkrets kan du styre de tågsignaler du vill utan relän.

'0' är 0V.... upp till en viss maximal spänning som bestäms av logikfamilj och matningsspänning, likaså gäller det för '1' som är matningsspänningen.... ner till en viss gräns. Mellan dessa 2 gränser finns det en störningsmarginal och man ska se till att signalen befinner sig så lite som möjligt i detta område vilket oftast är hur enkelt som helst.

[prototypen]

Japp, ritningen till höger funkar. men styrsignalen (insignalen) ska även kunna driva lysdioderna så ett förslag är att sätta en inverterare till som driver insignalen.

<Om jag har förstått saken rätt så innebär digitalteknik "höga" och "låga" signaler, eller 1 och 0. Vad innebär detta? 1 = + och 0 = - ?? >

Helt rätt. nästan noll volt är också en logisk nolla, lika med + och hög.

<Kan gindar enbart sytra små signaler, eller kan de även driva flera reläer som drar upp till 300mA tillsammans? Eller behövs kopplingar med transistorer då? >

Helt rätt igen.

<Vad finns det för olika grindar? > vanligast är NAND och NOR

NAND med alla ingångar höga så är utgången låg

NOR med alla ingångar låga så är utgången hög

74HCXX är den vanligaste och drivs med 2-6 V
4000 serien är vanlig den också, drivs med 3-15 V

Och sedan ett stort lycka till, det finns hur mycket som helst att koppla med och lära. Jag har sett din tråd om spårblock och där är du inne på rätt spår men någonstans med relädrivningen så blev det något fel, försök att rita om schemat (plus upptill, minus nertill) så kanske någon kan reda ut vad som blev knas.

Prototypen

[prototypen]

Icecap hann för men jag skruvade fast knivarna på gräsklipparen, talade i telefon och anslöt en video under tiden som jag sporadiskt skrev på inlägget.

Men Ismössan, Vad har du emot HCTTL, den drar heller ingen ström (vid dessa farter)

TTL och LSTTL och STTL och HTTL och LTTL och FTTL och ASTTL är ju utdöda familjerr (eller åtminstone döende familjer)

HCTTL och HCTTTL är mycket bra kretsfamiljer.
Jag har inget emot CMOS om du inte hyser agg mot HCTTL.

Prototypen

[Icecap]

HCTTL är i mina ögon det samma som TTL då jag avser 5V logik med det uttryck, till långsamma grejer i detta miljö kan störtålighet vara viktigare och det får man med CMOS, enkom av den högre matningsspänningen.

[BJ]

Om man är nybörjare så kanske Elektronik för alla, del 3 kan vara intressant. Den går nog att låna på biblioteket.

[anto04]

Tack för tipsen och informatioen!

Hur stark är strömmen som går ut och in genom grindarna?

1mA? Valfritt? Vad tål de?

Om det till exempel är en grind med tre ingångar och en utgång. Om det då matas 12V och 5mA till alla ingångarna. Blir det då 12V och 15mA på utgången? (Om det är en AND-grind.) Eller blir det ändå 5m¤, eller blir det nåt annat?

Ska grindarna seriekopplas med motstånd för att begränsa strömmen, eller kan man koppla dem dirakt till en strömkälla, typ 12V?

MVH Anton

[Icecap]

I CMOS-logik går det i praktiken ingen ström på ingången! Utgången kan driva.... hmmm, var det 20mA???

Och man matar inte in 12V 5mA, en ingång tar det den behöver, då förlusterna egentligen bara kommer vid växling av nivå pga. de interna strö-kapacitanser kommer en ingång som styrs med en hög frekvens att behöva drivas ordentligt men är det "statiska" nivåer är drivningens behov extremt lite.

Hur mycket ström man kan belasta utgången med beror på drivsteget, det finns i grova drag obuffrade (UB) och buffrade (B) versioner av gates, de flesta är buffrade.

En gate utför den funktion den är byggt till och drivsteget skickar sedan ut resultatet, alltså är utgångens drivning inte beroende på vilka signaler som kommer in.

Om din strömmatning håller t.ex. 12V på ett hyggligt stabilt sätt gör den just det och du kan alltså mata kretsarna direkt. Brukligt är att ha avkopplingskondensatorer vid kretsarna men det är mest för att fånga de störningar som kretsarna bildar när gates bytar nivå.

[kimmi]

hi,
look at this link lots of good samples
Model Train Circuits

@ EDIT : this one to
Model Railroad & Misc. Electronics

[anto04]

Ok, tack så mycket!

Ja, Elektronik för alla fanns på biblioteket. Ska läsa igenom del tre.

MVH Anton