Logic

besser gesagt Umsetzung herkömmlicher elektrischer Schaltungen in mikroelektronische Schaltkreise.
Die Grundfunktionen AND und OR werden uns in Zukunft weiter begleiten genauso wie bisher Schließer und Öffner. Wie wir im vorherigem Beitrag sehen konnten besteht zwischen beiden ein direkter Zusammenhang. Der wesentliche Unterschied besteht nun darin das mehrere Grundelemente (Schließer/Öffner) in logische Grundschaltungen (AND/OR und anderen) zusammengefasst sind. Im Beitrag "Funktion" haben wir den Sinn und die Wahrheitstabellen der UND- und ODER-Funktionen schon ein wenig kennengelernt. Deshalb nun die Schaltplandarstellungen.



Im oberen Teil der Zeichnung ist nun die UND- und darunter die ODER-Verknüpfung dargestellt. Die beiden linken, oben und unten, Schaltbilder zeigen die elektrischen und dahinter die elektronischen Darstellungen. Die amerikanische Form ist noch vielfach anzutreffen aber nicht europäische Norm. Die Gatter gibt es auch mit mehr als zwei Eingängen (mit Xn angedeutet) so das auch mehr als zwei Taster (oder andere Signalgeber - Sensoren) angeschlossen werden können. Das geschieht in dem die Geber einzeln an je einen Eingang angeschlossen werden. Die eigentliche Verknüpfung (UND/ODER) geschieht nun im Gatter mittels Transistoren die so geschaltet sind das der Ausgang und damit der Aktor (Lampe/LED usw) genauso aktiviert wird als wenn die Sensoren wirklich in Reihe oder parallel geschaltet wären.

Man kann nun die Gatter so 'ver'schalten das die gewünschten Funktionen (zB Modellbahnsteuerung) entstehen. Dabei können Eingänge beliebig miteinander verbunden werden und Ausgänge mit weiter Eingängen. Nicht aber Ausgänge mit weiteren Ausgängen.

Achtung: Gatterausgänge niemals direkt verbinden!

Gatter haben meist Ausgänge die nicht eingeschaltet (=0) nach Vss dem Minuspol (meist Masse oder GND) und eingeschaltet (=1) an Vdd dem Pluspol ihrer Versorgungsspannung 'gezogen' sind. Genauso als wenn zwei Relais zusammengeschaltet werden die an verschiedenen Potential liegen, ist gibt dann einen Kurzschluß. Bei Relais spricht dann irgend eine Sicherrung an. Bei Schaltkreise gibt es dann meist kleine Qualmwölkchen.  

Noch eine Eigenschaft ist wichtig. Schaltkreise sind aus verschiedenen Gründen grob in zwei Klassen eingeteilt, sogenannte TTL'er und CMOS. Grundsätzlich sind beide Gruppen für Steuerungsaufgaben geeignet. Für uns MoBa'ner werden wohl meist die CMOS benutzt da diese weniger empfindlich für diese derart 'verseuchte' Umgebung (Impulse usw) sind. Die Arbeitsspannung (12V=) kommt uns da auch entgegen, da ja auch unser meistes Zubehör damit (12V= etwa 16V~) arbeitet. Allerdings ist dringenst zu empfehlen die Stromversorgung der Schaltkreise von allem anderen gut 'abzublocken' oder besser noch strikt zu trennen. Das ist auch weiter nicht schlimm da ja der Strombedarf der Schaltkreise sehr gering ist und der des Zubehör's um ein Vielfaches höher. Ob Gleichspannung wirklich für alles Zubehör besser geeignet ist muß von Fall zu Fall erprobt werden und warum, später.

Nächster Beitrag ist in Logic "AND, OR"                                                                                           KK