PC-Flüssigkeitskühlung / Lüftersteuerung und Signalauswertung
BCD Tester für SN7141 Anzeige ICs // Februar 2018
Bei der Reparatur oder auch während des Aufbaus einer Digitaluhr kommt sehr oft direkt hinter den Anzeigelementen ein Baustein, welcher mit einem BCD - Code gefüttert werden möchte. Wie sich dieser Code aufbaut, kann man wunderbar Wikipedia entnehmen. Als Beispiel steht der Code 0 0 0 0 für eine 0. Wiederum steht der Code 0 0 0 1 für eine 1. Der Code 0 1 1 1 steht für die 7. Um während des Aufbaus jedes Modul testen zu können, bevor die eigentliche Steuerung aufgebaut ist, brauchte ich einen Tester. Am besten etwas ohne Microprozessor oder ICs. Alles ganz simpel mit 5 Volt und ein paar Widerständen um einen definierten Ausgangszustand auf die Eingänge zu bringen. Hier zeige ich euch mal meinen Tester.
Meine Erfahrung zeigte immer wieder, das jedes Projekt oft viele kleine einzelne Projekte beherbergt. Manchmal kann so ein Projekt im Projekt auch ein Mess, Test oder Prüfgerät sein, welches jahrelang immer wieder gute Dienste leisten kann.
Daher mein Tipp. Könnt ihr auch ein benötigtes Gerät zum prüfen, messen oder testen einer Funktion selber bauen.... MACHT ES !
Hier sieht man mal exemplarisch einen Versuchsaufbau. Er beherbergt entsprechend 6 Nixieröhren, die ich rumliegen hatte, 6 Sockel für die SN74141 und etwas Kupferlackdraht um alles
zu verhäkeln. Alles nix wildes, wohl aber schon die erste Grundlage für eine Nixieuhr. Wie man jetzt diesen BCD Code erzeugt, ist den SN74141 absolut egal. Es kann von 74LS90 ICs kommen, einer
selbst aufgebauten TTL Logik oder auch einem Mikroprozessor.
So sieht der von mir verwendete BCD Codierer aus. Er stammt aus einer Rufanlage oder ähnlichem und wurde nur sehr selten verwendet. Entsprechend ist das Teil auch verstaubt. Ich habe es
später nur oberflächlich gereinigt...alles andere wie z.b. Flüssigkeiten nutze ich hier nicht. Die Funktion ist simpel und schnell erklärt. Dieses Modell wird betätigt, indem das Wahlrad
auf dem auch die Zahlen gedruckt sind, händisch betätigt wird. Im innern sind Schleifkontakte die nun die passenden Verbindungen herstellen. Auf dem kleinen Bild, rechts unten, erkennt man
schemenhaft die Kontakte bei einem ähnlichen aber funktionsgleichen Modell.
An dieser Stelle habe ich schon alles fix vorbereitet. Das Klebeband dient nicht der Reparatur, sondern ersetzt die Schrauben, mit der alle 4 Segmente zusammen gehalten werden. Diese standen mir zu weit über,
sodas ich die Einbauöffnung noch größer machen müsste. Da das Gehäuse aber klein bleiben soll...wird halt gespart. Das ganze verklemmt sich am ende so in dem Gehäuse, das alles fest sitzen wird.
Zu erkennen sind hier die ganzen Widerstände und die Beschriftung auf der Platine selbst. Hier sieht nix von BCD oder 1 2 3...sondern 1 2 4 8. Diese Ziffern stellen einfach nur die Bits die wiederum
die Anzahl der Schaltzustände zeigen. Hier sieht die 1 für das A, die 2 für das B, die 4 für das C und die 8 für das D.
Hier nochmals eine kleine Erklärung, wie alles verschaltet ist. Die Widerstände dienen ausschließlich dazu die Ausgänge auf einen definierten Spannungswert zu halten. Da ich
das PLUS auf die Ausgänge schalte und diese ja quasi in der Luft hängen würden, würde ich kein PLUS beaufschlagen, wurden Widerstände eingebracht. Diese sog. PullUp Widerstände,
bringen die Ausgänge bei fehlendem PLUS Potential auf ein MINUS Potential. Lege ich nun hinter den Widerständen PLUS an, verschiebt sich das Potential soweit nach PLUS, das der
IC laut Datenblatt genug PLUS bekommt um das HIGH Signal als solches auch zu erkennen und auch zu unterscheiden zu können. Ich habe hier mal deswegen mit den Worten PLUS und MINUS gearbeitet, um das
besser zu veranschaulichen zu können.
Ein erster Test in freier Verdrahtung zeigt genau das was ich wollte. Die Zahl 8 ist eingestellt, der BCD Codierer gibt an seinen Ausgängen 1 2 4 8 nun folgende Spannungen aus. 5V - 0V - 0V - 0V - 0V. Es sind
nartüüüürlich nicht genau 5 Volt, auch nicht wenn ihr 5.0000 Volt reinschiebt. Über die Widerstände fallen ja auch einige Voltse ab. Wie viel? Das Ohmsche gesetz hilft. Ein TTL High Signal
benötigt ja nur per Definition zwischen 4.75 Volt und 5.25 Volt. Allerdings ist weniger hier oft besser. Das ganze funktioniert auch schon wunderbar mit einem High Pegel von 4 Volt gegenüber den 0 Volt als negatives Bezugspotential.
Das Gehäuse wird aus einem massiven Stahlblock gefeilt. Neiinnnn.... nartürlich nicht. Bei mir entsteht sowas ganz fix in 30min aus etwas Balsaholz, einer Laubsäge und etwas Leim.
Nicht zu vergessen etwas Farbe. Ich habe mich hier für ein leuchtendes Rot entschieden. Warum? Naja... der Farbtopf ist noch gut voll.
Um das alles auch hält, muss hier und da etwas stabilisierendes Holz eingebracht werden. Das eine dient als Führung, das andere wieder als Montagehilfe. Das muss jeder selbst sehen, wie er das macht.
Man kann es auch aus Platinenmatral oder Blech löten. Jeder wie es ihm beliebt. Schön muss hier nix sein...nur stabil, haltbar und funktionell.
Die Rückseite beherbergt eine SUB-D 25 Pol. Buchse. Über diese führe ich alle Kontakte und Potentiale nach aussen. Über eine Kabelpeitsche kann man nun alles anschließen.
Einfach praktisch. Hier kommen am ende PLUS und MINUS 5 Volt rein und wieder raus. Raus um damit auch gleich die Lokik betreiben zu können. Dann noch 4 x 4 Kontakte für die BCD
Level und fertig.
Dann noch alles beschriften und mit Klarlack überpinseln. So kann nix abfallen.
Die Rückseite wird auch beschriftet.
Hier sieht man schon den Stecker mit den Leitungen drannen. Warum da LEDs eingebaut sind? Gaaaanz einfach. Wenn ich die 5 Volt an die entsprechende Buchsenleiste gebe und damit das Prüfgerät versorge,
habe ich ja auch die Option über eine zweite Leitung mir die 5 Volt für die angeschlossene Logik zu verwenden. Was aber, wenn ich mich aus versehen verpolt habe??? Dann bekommt die Lokik eine verpolte
Betriebsspannung. Das kann dann auch schon das Ende der teils teuren Bausteine bedeuteten. Also einfach zwei LEDs verbaut. Die eine grüne in Flussrichtung zur Betriebsspannung, die andere rote in Sperrrichtung.
Verpole ich mich nun, leuchtet die rote LED, die ja normal in Sperrrichtung liegen sollte und somit dunkel bleiben muss.
Hier habe ich zum Test mal die Betriebsspannung verpolt. Der internen Schaltung tut das nix. Anstatt PLUS wird dann halt MINUS auf die Ausgänge geschaltet und PLUS liegt dauerhaft an. Wenn
man das möchte...kann man das auch machen, nur MUSS man beachten das dann die ausgehenden 5 Volt verpolt sind ! Ich habe keine Schutzdioden verbaut.
Hier das ganze von hinten und zur Demonstration auch gleich verpolt.
So sehen die Ausgänge aus. Ich habe hier nur so beschriftet das ich weis wo der Anfang ist.
Zum Crimpen solcher Buchsenleisten, habe ich mir mal eine Press - Crimpzange zugelegt.
Ob die nun gut ist oder nicht...naja, das liegt alles im Auge des Betrachters. Man muss auf jedenfall vorher üben und später nacharbeiten. Perfekt gepresst ist die Verbindung nicht, wohl aber
an den entscheidenen Stellen kraftschlüssig. Da muss nicht mehr gelötet werden.
Zum zeigen ein Bild.
Ein kleines Video darf auch nicht fehlen. Ich bediene hier nur die ersten 4 Stellen.
Nachbauen wie immer...auf eigene Gefahr hin. Viel Erfolg
Sa / 14.09.2021
