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Technik

Logik und Automatisierung

Signale, Logikgatter, Speicher, Sensoren und Funk: So lässt du deine Lichter, Türen und Maschinen von allein reagieren.

Kurz gesagt

  • Ein Signal reicht von 0 bis 255 und gilt ab 128 als an. Jedes Logikteil fügt einen Takt von 50 ms hinzu.
  • Logikteile: Verzögerung, Gatter (UND, ODER, NICHT), Operationsverstärker, Speicher und Optokoppler. Ein Signalkabel versorgt sie, ein Stromkabel ist nicht nötig.
  • Sensoren (Anwesenheit, Füllstand, Chunk) und Messgeräte legen einen Messwert auf ein Signalkabel; Relais, Dimmer und Türen gehorchen ihm.
  • Funk hat 256 Kanäle; Richtantennen reichen bis zum Mond, gehen aber nie durch den Boden.
  • Kein Code zu schreiben: Alles besteht aus Teilen und Kabeln und läuft weiter, wenn du weg bist.
Auf dieser Seite
  1. Wie funktionieren Signale?
  2. Was macht jedes Logikteil?
  3. Wie lasse ich eine Maschine auf die Welt reagieren?
  4. Wie baue ich eine Uhr oder einen Zähler?
  5. Wie funktioniert Funk?
  6. Fragen

Wie funktionieren Signale?

Ein Signal ist eine Zahl von 0 bis 255, getragen von einem dünnen Signalkabel, einem Glasfaserkabel oder per Funk. Es gilt ab 128 als an. Logikteile antworten 255 oder 0, und jedes Teil fügt einen Takt von 50 ms hinzu (Kabel, Verteiler und Repeater fügen keinen hinzu), du kannst also zusehen, wie ein Signal durch einen Bau läuft. Signale und Strom sind zwei verschiedene Dinge: Das Signalkabel trägt nur Information, während Lampen und Motoren ein Stromkabel brauchen (Strom). Logikteile brauchen kein Stromkabel: Das Signalkabel, das sie versorgt, genügt. Ein nicht angeschlossener Eingang liest 0.

Was macht jedes Logikteil?

TeilWas es tut
VerzögerungGibt zurück, was es vor N Takten erhalten hat: 0,05 s bis 30 s (standardmäßig 0,5 s).
LogikgatterUND, ODER oder NICHT, Bit für Bit auf den 8 Bits. NICHT ergibt 255 minus A.
OperationsverstärkerA + B (auf 255 begrenzt), A - B (Untergrenze 0), A x B / C (C nicht angeschlossen = 255, eine Prozentangabe), A > B, A = B.
SpeicherBei der steigenden Flanke seines Eingangs Schreiben kopiert er seinen Eingang Wert und behält ihn (startet bei 0).
Optokoppler8 Steuerkanäle auf der einen Seite, eine Faser auf der anderen. Als Laser sendet er, als Fotozelle liest er. 5 W an einem kleinen Stromkabel.
AnzeigetafelEine Wandtafel mit 4 Eingängen; {1} bis {4} in ihrem Text zeigen die Livewerte. 1 W an einem kleinen Stromkabel.
Lichtschalter, TasterDer Schalter sendet einen Wert, den du wählst (0 bis 255, standardmäßig 255); der Taster bleibt 1 Sekunde gedrückt.

Der Modus jedes Teils (Gattertyp, Verzögerung, Operation des Operationsverstärkers) wird in seinem Datenblatt eingestellt und in sein Modell graviert, sodass du eine Schaltung lesen kannst, indem du sie ansiehst. Jedes Teil wird hergestellt: Der Koppler will eine Linse, das Gatter Silizium und Goldkontakte.

Wie lasse ich eine Maschine auf die Welt reagieren?

  • Anwesenheitssensor: legt 255 auf sein Signalkabel, solange ein Spieler oder eine Kreatur vor ihm steht, im Abstand von 1 bis 8 m (standardmäßig 4), und hält es standardmäßig 3 s, nachdem der Letzte gegangen ist. 3 W an einem kleinen Stromkabel.
  • Füllstandssensor: an einen Tank gesetzt, gibt er den Füllstand des Tanks von 0 bis 255 aus. 3 W.
  • Chunk-Sensor: 255, solange das Land um ihn herum geladen und ruhig ist. 5 W.
  • Relais und Dimmer: Ein Elektrisches Relais schließt seine Stromleitung, wenn der Befehl 128 oder mehr beträgt (2 W). Ein Transistor lässt Signal / 255 des Stroms durch, also leuchten Lampen in Vierteln. Türen und Falltüren öffnen sich bei 128 und fallen darunter zu.
  • Messgeräte: Drehzahlmesser (Wellendrehzahl), Voltmeter, Amperemeter und Drehmomentmesser machen aus einem Messwert ein Signal von 0 bis 255, skaliert durch einen Bereich, den du im Datenblatt einstellst.
  • Signalschreiber: ein Linienschreiber. 15 W und Papier nötig; er zeichnet das Signal (8 farbige Stifte aus einer Oktofaser), 128 Punkte pro Blatt, und behält bis zu 16 fertige Blätter.

Wie baue ich eine Uhr oder einen Zähler?

  1. 1

    Eine Uhr

    Führe eine Verzögerung in ein NICHT-Gatter und von dort zurück in die Verzögerung: Der Ausgang kippt nach jeder Verzögerungszeit.

  2. 2

    Ein Impuls

    Ein Taster am Eingang Schreiben eines Speichers speichert beim Klick einen Wert.

  3. 3

    Ein Zähler

    Taster an Schreiben, Speicher an den Operationsverstärker (A + 1) und zurück an Wert. Jeder Klick zählt eins dazu.

  4. 4

    Eine Schwelle

    Ein auf einen Wert gestellter Schalter und ein Operationsverstärker im Modus A > B: an, wenn der Messwert sie überschreitet.

  5. 5

    Eine Batterieanzeige

    Das Ladesignal der Batterie mal 100, geteilt durch 255 (Operationsverstärker A x B / C), auf einer Anzeigetafel.

Wie funktioniert Funk?

  • 256 Kanäle, eine Amplitude von einem Byte. Ein Sender sendet den Wert seines Signalkabels; ein Empfänger legt die Amplitude, die er hört, auf sein Signalkabel. Der stärkste Sender auf einem Kanal ist der, den ein Empfänger hört.
  • Rundstrahlantenne (ein Mast) oder Richtantenne (ein Kegel von 2 Grad, von Hand ausgerichtet oder der Erde oder dem Mond folgend). Funk geht nie durch den Boden: Eine Richtantenne unter dem Horizont des Körpers, dem sie folgt, bleibt stumm.
  • Wähle ein Ziel im Datenblatt: In der Nähe (100 m), Dorf (1 km), Region (10 km), Weit (100 km), der Mond oder die Erde. Es sagt dir in großen Buchstaben, was es verbrauchen wird. Ein Rundstrahlsender nimmt bis zu 2 kW, eine Richtantenne bis zu 100 kW.
  • Fasern tragen Signale bis 10 km: Mono (1 Byte) oder Okto (8 Kanäle, je eine Farbe). Ein Signalkabel reicht 256 m; setze einen Repeater, um weiter zu kommen.

Fragen

Warum kommt mein Signal zu spät?

Jedes Logikteil fügt einen Takt von 50 ms hinzu. Eine Kette aus zehn Teilen verzögert das Signal um eine halbe Sekunde; Kabel und Verteiler fügen nichts hinzu.

Brauchen Logikteile Strom?

Nein. Das Signalkabel, das sie verbindet, versorgt sie. Nur der Optokoppler (5 W) und die Anzeigetafel (1 W) wollen ein kleines Stromkabel.

Wie lasse ich eine Lampe angehen, wenn ich näher komme?

Setze einen Anwesenheitssensor an ein kleines Stromkabel, führe seinen Steuerausgang zu einem Elektrischen Relais in der Stromleitung der Lampe, und die Lampe leuchtet, solange du vor ihm stehst.

Kann ich einen Computer bauen?

Die Teile reichen für Register, Zähler und ein Rechenwerk; Spieler bauen aus Freude an der Kunst Prozessoren.

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