4 Bit Addierer

OP #6878938
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Hallo.

Ich würde gern einen 4-Bit-Addieren bauen. Die Eingabe soll über 
Kippschalter, die Ausgabe über LEDs funktionieren.

Den logischen Teil werde ich hinkriegen, nur beim elektrischen wäre es 
sehr nett, wenn jemand mal drübergucken könnte. Das letzte Mal, dass ich 
mit Bauteilen umgegangen bin, ist nun auch schon 10 Jahre her.

Die generelle Stromversorgung soll über USB funktionieren (Power Bank 
oder Netzzeil)

Für die LEDs dachte ich an etwa diese hier:
https://www.reichelt.de/led-5-mm-bedrahtet-rot-orange-250-mcd-40--evl-1383surd-s53-p230897.html?&trstct=pol_0&nbc=1
- Sperrspannung   5 V
- Betriebsspannung max.   2 V
- Betriebsstrom   20 mA

Das heißt, dass ich hier noch einen Vorwiderstand mit 150 Ohm davor 
brauche?

Für die Schalter dachte ich an diese:
https://www.reichelt.de/miniatur-kippschalter-ein-ein-3-a-250-v-goobay-10020-p285987.html?&trstct=pol_0&nbc=1

Es schadet hier sich auch nicht, wenn ich da noch einen 1M 
Pull-Down-Widerstand für "Aus" mit einlöten, oder?

Für die Logik dachte ich an je einen 2x4 XOR und 2x4 AND je Stufe:

https://www.reichelt.de/and-gate-2-element-2--6-v-dil-14-74hc-08-p3124.html?&trstct=pol_1&nbc=1

https://www.reichelt.de/xor-gate-2-input-3--18-v-dil-14-cd-4070be-tex-p216655.html?&trstct=pol_3&nbc=1

Was ich noch gerne einbauen würde, ist eine Verzögerung, als würde das 
Gefährt tatsächlich arbeiten müssen. Ich dachte dafür setze ich vor die 
Eingabe-LEDs ein RC-Glied mit 10mF & 22kOhm und vor die Ausgabe 10mF & 
47kOhm. Das sollten dann etwa 1s bzw. 2s sein.

Hat jemand vielleicht noch einen Hinweis? Übersehe ich etwas?
Vielen Dank

Edit1:
Für das RC-Glied sind es wohl eher 1nF und 220/470kOhm. Dann kann ich 
Keramikkondensatoren benutzen und muss nicht auf die Polarität achten.
OP #6878977
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Dennis S. schrieb:
> Fri F. schrieb:
>> Ich dachte dafür setze ich vor die
>> Eingabe-LEDs
>
> Ich denke zur Eingabe hast du eher Taster!?

Guck ich mal.

> Ich würde das erstmal aufbauen, 5V, dann das mit der Verzögerung
> ausprobieren, wenn es an jedem Eingang ein RC Glied gibt, wird das
> Ergebnise springen, da die nicht gleich getimed sind....

Das RC würde ich vor die Ausgabe, also LEDs setzen. Und synchron muss 
das nicht laufen. Ich debounce ja auch nicht die Eingabe.
#6878997
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Fri F. schrieb:
> Ich dachte daran, für jeden Term eine andere Farbe zu nehmen, also A + B
> = C, 3 verschiedene Farben.

Wenn du die zwischenzustände nicht darstellen möchtest wäre der 7483 
evtl. etwas für dich.


https://www.alldatasheet.com/view.jsp?Searchword=SN7483&gclid=Cj0KCQiA4b2MBhD2ARIsAIrcB-QxmvS_Osn3Yotu7VdISBbnppC7Blwos-OUgWhZxqRXHFRa_2jeHeEaAu_QEALw_wcB

Keine Ahnung ob man den noch bekommt...
OP #6879009
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Dennis S. schrieb:
> Fri F. schrieb:
>> Ich dachte daran, für jeden Term eine andere Farbe zu nehmen, also A + B
>> = C, 3 verschiedene Farben.
>
> Wenn du die zwischenzustände nicht darstellen möchtest wäre der 7483
> evtl. etwas für dich.
>
>
> 
https://www.alldatasheet.com/view.jsp?Searchword=SN7483&gclid=Cj0KCQiA4b2MBhD2ARIsAIrcB-QxmvS_Osn3Yotu7VdISBbnppC7Blwos-OUgWhZxqRXHFRa_2jeHeEaAu_QEALw_wcB
>
> Keine Ahnung ob man den noch bekommt...

Der spart natürlich Platz und Arbeit. Hab was bei Reichelt gefunden. 
Danke.

Edit1:
https://www.reichelt.de/4-bit-binary-full-adder-with-fast-carry-dil-16-74hc-283-p3189.html
Persönliche Seite #6879023
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Etwas unelegant ist, dass ein IC aus der 74HC-Familie ist, der andere 
aus der 4000er-Familie.
Technischer Hintergrund: es gibt (gab) verschiedene Logikfamilien 
(https://de.wikipedia.org/wiki/Logikfamilie), da es verschiedene 
Möglichkeiten gibt, wie man Bipolar- oder Feldeffekttransistoren zu 
Logikschaltungen verschalten kann. Unterschieden haben sich diese z.B. 
in den Schaltschwellen und dem maximalen Ausgangsstrom.
Deine Kombination müsste aber funktionieren.

Alle von dir vorgeschlagenen RC-Kombinationen sind Größenordnungen vom 
Ziel (1..2 Sekunden) entfernt.
R mit 470kOhm ist grenzwertig groß, höher würde ich nach Möglichkeit 
nicht gehen.

Bei so großen Verzögerungen lohnt es sich auch, nach Logik-ICs mit 
Schmitt-Trigger-Eingang zu schauen.
OP #6879045
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Tilo R. schrieb:
> Etwas unelegant ist, dass ein IC aus der 74HC-Familie ist, der andere
> aus der 4000er-Familie.
> Technischer Hintergrund: es gibt (gab) verschiedene Logikfamilien
> (https://de.wikipedia.org/wiki/Logikfamilie), da es verschiedene
> Möglichkeiten gibt, wie man Bipolar- oder Feldeffekttransistoren zu
> Logikschaltungen verschalten kann. Unterschieden haben sich diese z.B.
> in den Schaltschwellen und dem maximalen Ausgangsstrom.
> Deine Kombination müsste aber funktionieren.

Danke für den Hinweis. Hab ich mich auch gefragt, ob ich darauf achten 
sollte.

> Alle von dir vorgeschlagenen RC-Kombinationen sind Größenordnungen vom
> Ziel (1..2 Sekunden) entfernt.
>
>
> R mit 470kOhm ist grenzwertig groß, höher würde ich nach Möglichkeit
> nicht gehen.
>
> Bei so großen Verzögerungen lohnt es sich auch, nach Logik-ICs mit
> Schmitt-Trigger-Eingang zu schauen.

Was hab ich denn da gerechnet...
20Ohm & 10mF
OP #6879061
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Hat jemand vielleicht noch einen Tipp, wie ich das am besten mit der 
Stromversorgung mache? Ich wollte eigentlich eine mikro USB Buchse 
einbauen:

So was: 
https://www.reichelt.de/micro-usb-einbaubuchse-typ-b-5-pol-smd-mic-usb-bbu-p155041.html?PROVID=2788&gclid=Cj0KCQiA4b2MBhD2ARIsAIrcB-QqVogozjBW4rCYWDX6dGVAwob3fyyM6E32dne0WaUTlg29sAu0tiwaAmSyEALw_wcB

Das sieht aber für meine Fähigkeiten zu filigran aus.

https://www.reichelt.de/entwicklerboards-breakout-board-mit-microusb-2-0-debo-microusb-2-p240686.html?&trstct=pos_8&nbc=1

Das dürfte ich hinkriegen, aber das ist dann eher schwierig aus dem noch 
zu findenden Gehäuse zu führen.

Ist es am einfachsten, wenn ich ein Kabel schlachte? Dieses zum 
Beispiel: 
https://www.reichelt.de/sync-ladekabel-usb-a-micro-b-1-8-m-goobay-95143-p286827.html?&trstct=vrt_pdn&nbc=1
#6879235
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Dennis S. schrieb:

> Wenn du die zwischenzustände nicht darstellen möchtest wäre der 7483
> evtl. etwas für dich.
>
>
> 
https://www.alldatasheet.com/view.jsp?Searchword=SN7483&gclid=Cj0KCQiA4b2MBhD2ARIsAIrcB-QxmvS_Osn3Yotu7VdISBbnppC7Blwos-OUgWhZxqRXHFRa_2jeHeEaAu_QEALw_wcB
>
> Keine Ahnung ob man den noch bekommt...

Im Datenblatt gibts auch einen Schaltplan. Wer will, kann den
Addierer also auch mit Einzelgattern bauen.
Gast #6879308
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Harald W. schrieb:
> Dennis S. schrieb:
>
>> Wenn du die zwischenzustände nicht darstellen möchtest wäre der 7483
>> evtl. etwas für dich.
>>
>>
>>
> 
https://www.alldatasheet.com/view.jsp?Searchword=SN7483&gclid=Cj0KCQiA4b2MBhD2ARIsAIrcB-QxmvS_Osn3Yotu7VdISBbnppC7Blwos-OUgWhZxqRXHFRa_2jeHeEaAu_QEALw_wcB
>>
>> Keine Ahnung ob man den noch bekommt...
>
> Im Datenblatt gibts auch einen Schaltplan. Wer will, kann den
> Addierer also auch mit Einzelgattern bauen.

Diskrete Einzelgatter, in RTL-Technik! So wie bei Apollo...
#6879313
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Ich schätze das ist die Variante die der TO angestrebt hat:

http://www.christianherta.de/lehre/informatik/addiererschaltungen.php

Die VAriante aus dem Datenblatt hat nur den Nachteil dass auch einige 
Gatter mit drei und vier Eingängen verwendet werden, man verzettelt sich 
dann sehr schnell und es wird unübersichtlich.
Ich würde auch immer eine Variante aus Gattern mit maximal zwei 
Eingängen wählen und sogar nur einen Gattertyp verwenden, da kann man 
gleich noch etwas Algebra zeigen :-) und erklären.

http://www.burgnetz.de/otg/informatik/schaltalgebra/addierer.htm

Min 9 Nand Gatter sind nötig für einen VA...Für 4 Bit kommt was zusammen

http://informatik.rostfrank.de/rt/lex06/volladder04.gif

http://informatik.rostfrank.de/rt/lex06/lex0609.html
#6879315
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Fri F. schrieb:
> Für die Logik dachte ich an je einen 2x4 XOR und 2x4 AND je Stufe:

Nur als Hinweis für den TO, die Ergebnisse der beiden HA aus jeweils XOR 
und AND müssen noch OR verknüpft werden, es fehlt also das OR in deiner 
Bestelltung. Außer du schummelst dir das irgendwie mit zwei Dioden da 
rein, aber das war sicher nicht die Absicht.

Solltest du doch keinen 7483 nehmen.

DS
Gast #6879345
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Wenn du eh schon schwarze ICs einsetzt, dann kannst du auch gleich einen 
Prozessor nehmen. Den Unterschied merkt man dann auch nicht mehr.
Und man könnte Umschalten zwischen Addierer, und andere Funktionen.
#6879868
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Die Informatik-Zwischenprüfung (vor richtig langer Zeit) wollte u.A. den 
Entwurf eines 4-Bit-Volladdieres mit TTL oder was auch immer. Es war 
eine sogenannte Kofferklausur, d.H. es waren jegliche Hilfsmittel 
erlaubt und ich hatte gerade frisch das TTL-Handbuch von Texas (dieses 
kleine grüne Büchlein) und ich habe schlicht das Innenleben des 
TTL-Volladdierers abgemalt und wurde promt bei der Klausurbesprechung 
vom Prof. hochgelobt und mit dem Angebot einer HIWi-Stelle belohnt. Das 
mußte ich aber ablehnen, da ich schon einen höchst interessanten Job auf 
einem E-Labor im Institut für Strömungslehre hatte...Ich glaube, der 
Prof. war an diesem Tag sehr nachdenklich :-)
Gruß Rainer
(Firma: Vescomp) #6879950
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Fri F. schrieb:
> Für die Logik dachte ich an je einen 2x4 XOR und 2x4 AND je Stufe:

Über 30 Antworten für etwas, das man mit einem 1Euro IC hinkriegt?
Und dazu noch viel einfacher, besser und mit zusätzlichen Möglichkeiten?

Nimm irgendeinen Tiny mit mehr als 8 Beinchen, 5*WS2812 dazu und mach
etwas vernünftiges, mit Verzögerung, Farbenwechsel beim addieren,
blinken beim Überlauf usw.
Gast #6880076
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Dennis S. schrieb:
> stimmt, hauptsache bunt und blinkend... alles andere ist zu "langweilig"
> :-)

Windows arbeitet nach diesem Prinzip - und scheffelt damit seit 
Jahrzehnten jedes Jahr viele Fantastilliarden Taler: mit Klicki Bunti, 
einer umherwirbelnden Eieruhr und Karl Klammer ...

Ohne Scheiß: So‘n 4-bit-Volladdierer - als Kind hatte ich mir das immer 
zu Weihnachten gewünscht. Bekommen hab ich aber nur langweilige 
Fischertechnik ...
(Firma: Vescomp) #6880188
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Dennis S. schrieb:
> Marc V. schrieb:
>> Nimm irgendeinen Tiny mit mehr als 8 Beinchen, 5*WS2812 dazu und mach
>> etwas vernünftiges, mit Verzögerung, Farbenwechsel beim addieren,
>> blinken beim Überlauf usw.
>
> stimmt, hauptsache bunt und blinkend... alles andere ist zu "langweilig"
> :-)

Wenn er selber sagt, daß es ein Vorführ/Spielgerät für seinen
Sohn werden soll, warum nicht?

Fri F. schrieb:
> Es soll ein Vorführ/Spielgerät für meinen Sohn werden
Beitrag #6880517 wurde von einem Moderator gelöscht.

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