Transistoren – Digitale Steuerschnittstelle, Teil III

Als ich Mitte der 1970er Jahre in der Ingenieurschule war, waren Mikroprozessorchips noch ein ziemlich neues Konzept. Wissenschaftliche Taschenrechner hatten damals die Größe eines Ziegelsteines, waren ungefähr gleich schwer und es gab keine PCs.

Ich erinnere mich, dass ich in der Schule Hausaufgaben auf dem UNIVAC 1108-Mainframe gemacht habe. Um es zu programmieren, musste ich mich vor ein Monster aus einer Lochmaschine setzen, für die ich endlose Löcher in Papierkarten gemacht hatte. Diese Löcher fungierten als Programmierlogik, um den Computer anzuweisen, welche Funktionen auszuführen sind. Der Mainframe des 1108-Computers war so groß, dass er in einem Nebenraum von der Größe eines Hauses untergebracht war. Seit den 1980er Jahren haben Fortschritte in der Mikroprozessortechnologie die Rechenleistung erhöht und die Komponentengröße drastisch reduziert, wodurch Dinge wie Laptops, Smartphones und hochentwickelte Elektronik möglich wurden.

Das letzte Mal haben wir nach meiner Designlösung für die Steuerung einer Maschine gesucht, die einen medizinischen Röntgenfilm entwickelt und einen Mikroprozessorchip verwendet, um den Betrieb zu automatisieren. Ein Feldeffekttransistor (FET) fungiert als digitale Steuerschnittstelle zwischen Ihrem 5-Volt-Gleichstrom-Mikroprozessor (VDC) und einem 12-VDC-Summer. Abbildung 1 zeigt, was passiert, wenn jemand die Taste drückt, um alles in Aktion zu setzen, und der Mikroprozessor das Timing startet.

Mikroprozessorsteuerung durch einen MOSFET

Abbildung 1

Bei gedrückter Taste erkennt der Chip 5 VDC von der Stromversorgung an seinem Eingangskabel. Dies wiederum weist das Computerprogramm an, das Produkt einzuschalten. Dann beginnt das Programm mit dem Zählen der Minuten, während eine Spannung von 0 vom Chipausgangsdraht beibehalten wird. Da an seinem G-Draht keine Spannung anliegt, lässt der FET keinen elektrischen Strom von der 12-V-Gleichstromversorgung über den Summer, über D und S in die elektrische Masse fließen. Die Türklingel bleibt stumm.

Feldeffekttransistor

Figur 2

Abbildung 2 zeigt, was passiert, wenn das Programm seine 40-minütige Aufwärmsequenz beginnt. Der Chip erhöht die Spannung des Ausgangskabels auf 5 VDC und legt sie an G an. Anschließend lässt der FET elektrischen Strom von der 12 VDC-Versorgung und dem Summer zur Erde fließen. Jetzt mit Energie klingelt es an der Tür. Dann schaltet das Programm gemäß den Programmieranweisungen nach 2 Sekunden die Spannung am Ausgangskabel des Chips aus, die Stromversorgung wird abgeschaltet und der Summer wird stummgeschaltet.

Das nächste Mal werden wir sehen, wie ein FET als Schnittstelle zwischen einem Mikroprozessor und einem anderen Gerät mit höherer Leistung verwendet werden kann, nämlich einem 120-VAC-Motor, mit dem Röntgenfilme durch eine Reihe von Prozessen innerhalb des Entwicklers bewegt werden.

____________________________________________

About admin

Check Also

Maschinenbau, nicht nur Zahnräder

Als ich ein Kind war, hatte ich einen Freund, der dachte, dass jeder, der behauptete, …

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *