Путешествие в цифровой мир. Его азбука и язык.
Добавлено: 23 июл 2017, 22:47Курс практической работы создаёт условие присутствия в цифровом мире через активное общение на “языке” цифровых микросхем. После проверки таблиц истинности основных логических функций и сборки простых схем на базе логических элементов (азбука логики и схемотехники) предлагается длительное последовательное, и с определённого момента, самостоятельное путешествие.
Оборудование:
- макетная плата без пайки и проводные перемычки.
- блок питания на 5v/2а.
Основные детали кроме микросхем:
- резисторы (330 Ом Ом; 1 кОм - 5; 10 кОм - 5; 100 кОм).
- конденсаторы (10,0x16v; 100,0x16v; 470,0x16v).
- светодиоды (2 - 6 шт. зависит от задания).
- кнопка на замыкание без фиксации (1-4 штуки, зависит от задания).
Необходимые навыки и знания:
Навыки работы с макетной платой без пайки по сборке простых схем, работа с проводом, маркировка выводных резисторов, определение величины токоограничивающего резистора для светодиода.
При отсутствии навыков: Первичная практика на макетках (подготовительный этап).
О практике применения курса:
Проектирование ТГ на элементах цифровых микросхем значительно расширило курс “Первые шаги. Задание 1-5”. Зимой-весной текущего года дополнительные элементы курса использовались для студентов МГПУ и НИЯУ МИФИ. А в течение июня месяца проводились двухнедельные занятия для двух групп школьников 10 класса лицеев НИЯУ МИФИ на летнем практикуме (на фото часть школьников из второй группы):
Основные выводы:
- После четвёртой-пятой микросхемы из последовательности работа во многом становится самостоятельной, а функция преподавателя в основном заключалась в периодической выдаче следующей микросхемы.
- Весь курс затрагивает широкий перечень цифровых микросхем, в среднем 25 видов, в зависимости от длительности курса. По окончании проведения летнего практикума были проверены все оставшиеся микросхемы (несколько сотен), с которыми работали школьники. Все микросхемы оказались пригодны для последующего использования, кроме одной, отбракованной по причине надломанного вывода. Этого говорит о том, что первоначальный набор микросхем можно использовать многократно. Сама последовательная работа как улучшает восприятие материала, так и минимизирует вероятность критических ошибок.
- Отдельным начальным этапом при работе с каждой из цифровых микросхем был поиск её условного графического обозначения (изображения в схеме) и таблицы истинности. Для более успешного выполнения работы на сайте sotvorimvmeste.ru размещена справочная информация об отечественных микросхемах цифровых серий (pdf файлы, фрагменты из 12-ти томного справочника “Интегральные микросхемы и их зарубежные аналоги”, автор Нефёдов Анатолий Владимирович). Информация размещена с письменного разрешения издательского предприятия “РадиоСофт” для использования в учебных целях для развития детского технического творчества и тем самым позволяет широко проводить подобные практические работы с цифровыми микросхемами без нарушения авторских прав и ей можно пользоваться в любой точке РФ, в любом образовательном учреждении.
Ссылка на статью из сборника "Ульяновского государственного педагогического университета имени И.Н. Ульянова" по теме курса: "Новая жизнь невостребованных микросхем в учебном процессе и техническом творчестве".
Содержание темы:
0. Предварительный этап.
1. Начальный этап.
2. Порядок работы с одной микросхемой основного этапа.
3. Последовательность микросхем основного этапа.
0. Предварительный этап.
0.1. Как искать где купить ?
Микросхемы используемых серий давно не применяются в промышленных разработках. Их можно получить в подарок от какой-нибудь компании (или радиолюбителя) или купить, так как у многих остались ещё большие запасы. Как для покупки, так и варианта прицениться, можно воспользоваться поисковыми системами: http://www.chipfind.ru или https://www.einfo.ru
0.2. Сколько купить ?
Всё зависит от особенностей проведения занятий. Они могут быть индивидуальными (1) или с группой, при этом синхронной работой для всей группы (2) или группа работает с общим стартом и индивидуальной скоростью каждого (3). Для первого и второго вариантов количество комплектующих зависит от количества участников с небольшим запасом, для последнего варианта – первые 5-7 позиции микросхем расчёт как для первых двух вариантов, а далее в два-четыре раза меньше, так как скорость продвижения обычно становится разной.
0.3. Как проверять микросхемы перед началом и после окончания цикла занятий?
Проектирование ТГ на логических элементах можно отнести к заданиям начального уровня сложности. И тем более они не должны вызывать больших затруднений у опытного специалиста и у нормального школьного преподавателя, как в проектировании схемы, так и при её сборке на макетной плате, включая этап проверки самих микросхем (или после приобретения в магазине или после окончания занятий). Особенно этап проверки необходим при цикличном (многократном) использовании микросхем; если занятия проводятся последовательно для разных групп школьников/студентов.
На левом изображении – вариант сборки ТГ на счётчике К555ИЕ7, в центре и справа – та же схема, но с использованием специального переходника (3) с ZIF панелькой (4, нулевым усилием).
Подобные переходники можно изготовить с помощью стандартной макетной платы (вариант тут) или спроектировать и изготовить платы по ЛУТ технологии.
Обратите внимание, в случае сборки ТГ с возможностью проверки микросхем, важно не занимать соседние контакты с микросхемами (1), в них устанавливаются разъёмы переходника (3). Этот вариант сборки может отличаться от варианта, который выполняется обычно по заданию. Также над микросхемой нельзя проводить перемычки и устанавливать элементы. Для этого выполняются соединения типа 2 (в обход корпуса микросхемы).
На изображении – макетка, на ней семь сборок для проверки микросхем. Обычно умещается от пяти до семи, зависит от количества выводов микросхем. При этом, если выводы разных микросхем совпадают, то на одной сборке можно проверять по несколько видов (возможно заменяя только номинал резистора RC цепи). Например: К155ЛА3, К555ЛА12, КР1533ЛА21, К155ТЛ3…
Выполнение подобной работы (сборок для проверки, как оборудования для последующего проведения занятий) может выполнятся и обучаемыми !!!
Оборудование:
- макетная плата без пайки и проводные перемычки.
- блок питания на 5v/2а.
Основные детали кроме микросхем:
- резисторы (330 Ом Ом; 1 кОм - 5; 10 кОм - 5; 100 кОм).
- конденсаторы (10,0x16v; 100,0x16v; 470,0x16v).
- светодиоды (2 - 6 шт. зависит от задания).
- кнопка на замыкание без фиксации (1-4 штуки, зависит от задания).
Необходимые навыки и знания:
Навыки работы с макетной платой без пайки по сборке простых схем, работа с проводом, маркировка выводных резисторов, определение величины токоограничивающего резистора для светодиода.
При отсутствии навыков: Первичная практика на макетках (подготовительный этап).
О практике применения курса:
Проектирование ТГ на элементах цифровых микросхем значительно расширило курс “Первые шаги. Задание 1-5”. Зимой-весной текущего года дополнительные элементы курса использовались для студентов МГПУ и НИЯУ МИФИ. А в течение июня месяца проводились двухнедельные занятия для двух групп школьников 10 класса лицеев НИЯУ МИФИ на летнем практикуме (на фото часть школьников из второй группы):
Основные выводы:
- После четвёртой-пятой микросхемы из последовательности работа во многом становится самостоятельной, а функция преподавателя в основном заключалась в периодической выдаче следующей микросхемы.
- Весь курс затрагивает широкий перечень цифровых микросхем, в среднем 25 видов, в зависимости от длительности курса. По окончании проведения летнего практикума были проверены все оставшиеся микросхемы (несколько сотен), с которыми работали школьники. Все микросхемы оказались пригодны для последующего использования, кроме одной, отбракованной по причине надломанного вывода. Этого говорит о том, что первоначальный набор микросхем можно использовать многократно. Сама последовательная работа как улучшает восприятие материала, так и минимизирует вероятность критических ошибок.
- Отдельным начальным этапом при работе с каждой из цифровых микросхем был поиск её условного графического обозначения (изображения в схеме) и таблицы истинности. Для более успешного выполнения работы на сайте sotvorimvmeste.ru размещена справочная информация об отечественных микросхемах цифровых серий (pdf файлы, фрагменты из 12-ти томного справочника “Интегральные микросхемы и их зарубежные аналоги”, автор Нефёдов Анатолий Владимирович). Информация размещена с письменного разрешения издательского предприятия “РадиоСофт” для использования в учебных целях для развития детского технического творчества и тем самым позволяет широко проводить подобные практические работы с цифровыми микросхемами без нарушения авторских прав и ей можно пользоваться в любой точке РФ, в любом образовательном учреждении.
Ссылка на статью из сборника "Ульяновского государственного педагогического университета имени И.Н. Ульянова" по теме курса: "Новая жизнь невостребованных микросхем в учебном процессе и техническом творчестве".
Содержание темы:
0. Предварительный этап.
1. Начальный этап.
2. Порядок работы с одной микросхемой основного этапа.
3. Последовательность микросхем основного этапа.
0. Предварительный этап.
0.1. Как искать где купить ?
Микросхемы используемых серий давно не применяются в промышленных разработках. Их можно получить в подарок от какой-нибудь компании (или радиолюбителя) или купить, так как у многих остались ещё большие запасы. Как для покупки, так и варианта прицениться, можно воспользоваться поисковыми системами: http://www.chipfind.ru или https://www.einfo.ru
0.2. Сколько купить ?
Всё зависит от особенностей проведения занятий. Они могут быть индивидуальными (1) или с группой, при этом синхронной работой для всей группы (2) или группа работает с общим стартом и индивидуальной скоростью каждого (3). Для первого и второго вариантов количество комплектующих зависит от количества участников с небольшим запасом, для последнего варианта – первые 5-7 позиции микросхем расчёт как для первых двух вариантов, а далее в два-четыре раза меньше, так как скорость продвижения обычно становится разной.
0.3. Как проверять микросхемы перед началом и после окончания цикла занятий?
Проектирование ТГ на логических элементах можно отнести к заданиям начального уровня сложности. И тем более они не должны вызывать больших затруднений у опытного специалиста и у нормального школьного преподавателя, как в проектировании схемы, так и при её сборке на макетной плате, включая этап проверки самих микросхем (или после приобретения в магазине или после окончания занятий). Особенно этап проверки необходим при цикличном (многократном) использовании микросхем; если занятия проводятся последовательно для разных групп школьников/студентов.
На левом изображении – вариант сборки ТГ на счётчике К555ИЕ7, в центре и справа – та же схема, но с использованием специального переходника (3) с ZIF панелькой (4, нулевым усилием).
Подобные переходники можно изготовить с помощью стандартной макетной платы (вариант тут) или спроектировать и изготовить платы по ЛУТ технологии.
Обратите внимание, в случае сборки ТГ с возможностью проверки микросхем, важно не занимать соседние контакты с микросхемами (1), в них устанавливаются разъёмы переходника (3). Этот вариант сборки может отличаться от варианта, который выполняется обычно по заданию. Также над микросхемой нельзя проводить перемычки и устанавливать элементы. Для этого выполняются соединения типа 2 (в обход корпуса микросхемы).
На изображении – макетка, на ней семь сборок для проверки микросхем. Обычно умещается от пяти до семи, зависит от количества выводов микросхем. При этом, если выводы разных микросхем совпадают, то на одной сборке можно проверять по несколько видов (возможно заменяя только номинал резистора RC цепи). Например: К155ЛА3, К555ЛА12, КР1533ЛА21, К155ТЛ3…
Выполнение подобной работы (сборок для проверки, как оборудования для последующего проведения занятий) может выполнятся и обучаемыми !!!
