Taschenrechner aus Transistoren

Gast #2881093 
Hallo zusammen,
ich überlege ob ich als Abschlussprüfung Technik Klasse 10 einen 
einfachen Taschenrechner aus Transistoren baue. Ich habe schon mehrere 
Beispiele gesehen aber nie einen konkreten Schaltplan oder eine 
Anleitung.
Der Taschenrechner muss nur addieren können.
Schon im Voraus danke.
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Gast 
Offen gesagt, glaube ich, das Du die schiere Menge an Arbeit (und 
Transistoren) unterschätzt.
Die genaue Zahl von Transistoren hängt natürlich von der Stellenzahl ab, 
dürfte aber bei, sagen wir vier Dezimalstellen, mit Anzeige und Eingabe 
etwa so im Bereich von Hundert bis Dreihundert liegen. Die Anzahl der 
Verbindungen dürfte so etwa das dreifache betragen. (Das ist alles grob 
geschätzt).
Das ist zwar alles nicht unmöglich, aber dürfte Dich etwa so ein Jahr 
beschäftigen, wenn Du das neben der Schule machst.
Auch ist die Logik nicht eigentlich kompliziert aber Du musst Dir 
vorstellen, das Du auf dem Küchentisch eine ebenso grosse Konstruktion 
liegen hast, die, je nach Aufbau, fragil ist und störanfällig. Von der 
Stomversorgung mal ganz abgesehen.

Um direkt auf Deine Frage einzugehen, möchte ich antworten, das Du 
vermutlich keinen fertigen Schaltplan dazu finden wirst. Wobei da 
eigentlich der Prüfungsinhalt liegen soll, ist mir sowieso nicht klar. 
Einfach nur was nachbauen und das soll irgendwas beweisen?

Um eine Eigenleistung zu erbringen würde ich Dir empfehlen, das Ding 
erstmal auf Gatterebene zu entwerfen und das dann rückwärts in die 
Transistorschaltung aufzlösen. TTL wäre wohl die beste Wahl.

Aber dennoch, das ist ein Haufen Arbeit.
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Gast 
Marcel J. schrieb:

> Nicht direkt. Ich brauch einfach nur eine Vorlage um anzufangen.

Im Internet findest du den Tischrechner aus 1250 Transistoren, der auch 
logarithmieren konnte, Baujahr 1962. Ich speicherte mir nur den Link 
kürzlich nicht, und merkte mir den Namen nicht, aber es gibt ihn.

Aus beispielsweise 2 Transistoren machte man ein NOR-Gate, 
Digitalbausteine, rechnete mit Boolescher Algebra, so fing es an.
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Gast 
Marcel Jouvenal schrieb:
> ich überlege ob ich als Abschlussprüfung Technik Klasse 10 einen
> einfachen Taschenrechner aus Transistoren baue

Ein einfacher Taschenrechner aus Transistoren? Kein Problem!

Besorg dir zehn Schaschlikspieße und 100 Transistoren. Durchbohre die 
Transistoren und fädle immer zehn Stück so auf einen Schaschlikspieß 
auf, dass man sie auf dem Spieß hin und her schieben kann.
Die Spieße klebst du nun untereinander in einen alten Bilderrahmen.

Fertig ist der Abakus.
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Gast 
Hmm schrieb:

> Ich suche auch schon, aber finde nichts
> rechtes.

Nöö, mein Rechner wurde kürzlich platt gemacht, als einziges vergessen, 
Favoriten zu sichern.

Mit geeigneten Begriffen sollte sich aber was finden. Und wenn es 
"Computer" oder "Tischrechner" oder "Zuse" oder "Logik" ist, irgendwo 
gibt es immer Querverweise.
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Gast 
Ich würde sagen, wenn du einen Tischrechner aus TTL Schaltkreisen 
aufbaust und selbst die Schaltung entwirfst, dann ist das schon eine 
sehr sehr gute Leistung.

Ich hab diesen Rechner am Straßenrand gefunden: (voll funktionstüchtig)

http://computermuseum.informatik.uni-stuttgart.de/dev/iskra111

Da stecken ein paar Leiterplatten drin mit nur einem IC Typ drauf. Das 
ist beeindruckend.

Ganz so extrem muß man es ja nicht machen. Du solltest alle TTL 
Schaltkreise nutzen, die du kaufen kannst.
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Gast 
Wenn du zu deiner Abschlußprüfung nur die 6-stellige Anzeige mit Transis 
hinkriegst, hast du sicher bestanden.
Welche Anzeige stellst du dir denn vor?
Die genannten Tischrechner hatten doch sicher einen Rinkernspeicher.
Zumindest die von SOEMTRON.
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Marcel Jouvenal schrieb:
> nie einen konkreten Schaltplan oder eine Anleitung.
> Der Taschenrechner muss nur addieren können.
> Schon im Voraus danke.

Ich habe mit einmal Googeln ein Beispiel mit konkreter Anleitung und 
Schaltplan rausgesucht:
http://www.instructables.com/id/4-Bit-Binary-Adder-Mini-Calculator/

Es handelt sich um einen Vier-Bit-Addierer (Zahlen 0..15) im Binärcode, 
die zu addierenden Zahlen können an zwei Dip-Switches eingestellt werden 
und das Ergebnis wird mit Hilfe von LEDs binär angezeigt. Verwendet 
werden außer den DIP-Switches ausschliesslich AND-, OR- und 
XOR-Logikbausteine, kein Mikroprozessor.

Als Schüler 10. Klasse muss man glaube ich kein Einstein sein.
Vielleicht kannst Du die Schaltung ja noch verbessern.
Oder noch eine bessere Idee im Internet finden.
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Moderator 
Hier ist ein vollwertiger Tischrechner detailliert beschrieben, auch
Schaltpläne sind mit dabei.

  http://www.cs.ubc.ca/~hilpert/eec/calcs/CasioAL1000.html

Er kann alle vier Grundrechenarten und Quadratwurzel und rechnet auf 14
Stellen genau. Zudem ist er sogar programmierbar. Trotz seiner umfang-
reichen Funktionalität kommt er mit nur 421 Transistoren aus (ok, ein
paar Dioden hat er auch noch)

Die Register sind in Ringkerntechnik aufgebaut, könnten aber durch ein
Flipflop-Array aus Transistoren ersetzt werden. Dann wächst die Anzahl
der Transistoren allerdings in den vierstelligen Bereich.
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Gast 
Jürgen S. schrieb:

> Ich habe mit einmal Googeln ein Beispiel mit konkreter Anleitung und
>
> Schaltplan rausgesucht:
>
> http://www.instructables.com/id/4-Bit-Binary-Adder...
>
>
>
> Es handelt sich um einen Vier-Bit-Addierer (Zahlen 0..15) im Binärcode,

So. Ja. Und jetzt muß er noch einen Schritt zurück machen, und schauen, 
wie Gatter aus Transistoren gebaut sind. Dann hat man wenigstens mal den 
Addierer.
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Gast 
Wie waere es mit einem analogen rechner bestehend aus 
operationsverstaerker, zwei potis fuer die eingabe von zwei zu 
addierenden werten und drei spannungsmessmodulen fuer eingabewerte und 
ausgabewerte- anzeige?
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Zweckmäßig wäre vielleicht auch eine serielle Architektur. Sprich Du 
verarbeitest die Bits hintereinander. Damit kannst Du einfach sehr 
breite Busbreiten machen, und gleichzeitig Transistoren sparen.

Das Hauptproblem wird der Speicher sein. Eventuell kannst Du eine 
Bandschleife verwenden.
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Hi,

ich würde erstmal einen Rahmen festlegen. z.B:

2x2Bit input einmal 3bit output.

Dann folgende Struktur beachten:

Transistorebene

Gatterebene

Gatterverknüpfungen (flip-flop/alu etc)

A)Eine Seite suchen die beschreibt wie man aus wenigen Transistoren ein 
Gatter macht

http://de.wikipedia.org/wiki/Diode-Transistor-Logik

http://de.wikipedia.org/wiki/Transistor-Transistor-Logik

B)Informationen zu Halbaddierer und Volladdierern suchen:

http://de.wikipedia.org/wiki/Halbaddierer

Wenn du als AUsgang dann eine 7Segmentanzeige anbauen willst musst du 
dich mit dem Baustein 7447 beschäftigen. Vielleicht auch mal 
KV-Diagramme ansehen. Aber im ersten Schritt werden es 4 Schalter (2 für 
jede Eingangsvariable) und 3LED gut erledigen.

Du kannst damit dann zwei Zahlen zwischen 0 und 3 zusammenaddieren.

Gruß,
DS
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Marcel Jouvenal schrieb:

> ich überlege ob ich als Abschlussprüfung Technik Klasse 10 einen
> einfachen Taschenrechner aus Transistoren baue.

"Einfach" ist das sicherlich nicht. In den siebziger Jahren gab
es mal eine Bauanleitung für einen Vierspezies-Rechner nur mit
TTL-Bausteinen. Der war schon recht aufwändig. Diese Hefte sollte
man in einer UNI-Bibliothek noch problemlos finden können.

Wenn es wirklich nur Transistoren sein sollen, würde ich mich
mit einem Addierer mit Binär-Ein- und Ausgang begnügen. Auch
das wird schon ein "Transistorengrab". Die dafür erforderlichen
Schaltungen findest Du bei Tietze/Schenk. Zumindest in meiner,
schon etwas älteren Ausgabe.
Gruss
Harald
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Gast 
Christian Berger schrieb:

> Das Hauptproblem wird der Speicher sein. Eventuell kannst Du eine
> Bandschleife verwenden.

Ach, das wird für einen kleinen Taschenrechner schon auch mit 
Transistoren gehen, etwa so, wie SRAM aufgebaut ist. Vielleicht braucht 
er nur ein paar Byte, und auch nur flüchtigen Speicher.
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Man lernt doch nicht viel über Schaltungstechnik, wenn man versucht 
tausende von Transistoren immer wieder ähnlich zu verdrahten(verlöten). 
Wenn du da unbedingt in der Richtung etwas machen willst, dann nimm 
wenigsten TTL-ICs dafür und beschränke dich auf die Addition mit wenigen 
(1?,2?) Dezimal-Ziffern plus 7-Segmentanzeige. Dazu musst du 
BCD-Rechnung verstehen bzw. lernen.

Für so ein Abschlussprojekt bietet sich auch eine Treppenlichtautomatik 
oder eine mit Lichtsensor schaltende Außenbeleuchtung an. Das Ganze dann 
noch mit LED (9V) statt mit 220V und vielleicht noch eine schönes 
Modellhäuschen drum herum basteln.
Ein Elektronisches Roulette wäre auch noch eine nette Sache.
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