Einstieg in das Thema
Was brauchst du als Basiswissen?
Du weißt, was digitale Schaltungen sind, kann ihre Funktionsweise analysieren und beschreiben.
Worum geht es?
Du sollst nun selbst Schaltungen aufbauen. Das ist nicht schwer, ein Teil der Arbeit ist schon erledigt.
Was ist das Ziel?
Du sollst einfache Schaltungen aufbauen können.
Erarbeitung
Theorie
Vorbereitende Aufgaben
Du musst immer auch Fehler suchen. Dafür ist der Umgang mit einem Spannungsmesser.
Aufgabe 1
Welche Schaltkreise sind auf dem Board? Welche Nummern haben sie und welche Gatter sind darin verbaut?
Aufgabe 2
Organisiere dir ein Plan zur Belegung der Schaltkreise oder rufe einen solchen im Netz auf.
Aufgabe 3
Nicht auf allen Boards sind die Schaltkreise auch schon mit der Stromversorgung verbunden. Es müssen je Schaltkreis zwei Verbindungen zu den Reihen außen gehen. Rüste diese Verbindung mit den kurzen Kabelbrücken aus den flachen Schachteln nach.
Aufgabe 4
Verbinde nun das Board über USB mit dem Rechner (oder einem Steckernetzteil). Nimm ein Messgerät, stelle es auf einen Gleichspannungsbereich (z.B. 20V, bei den blauen Peaktechs über den Drehregler). Schalte die Stromversorgung am Board ein, die LED leuchtet. Miss die Spannung (schwarze Spitze an Minus, rote an Plus). Es sollten etwa 5V sein.
Aufgaben
Aufgabe 5
Das NAND kennst du schon. Baue die Funktionalität mit UND und NICHT nach.
Aufgabe 6
Auf dem Steckbrett gibt es keinen XOR-Schaltkreis. Man kann XOR aber nachbauen und genau das sollst du tun (Tipp: Entwder a oder b meint, a und nicht b oder b und nicht a).
Aufgabe 7
Eine Lampe soll leuchten wenn mindestens die Signale a und b oder die Signale c und d auf 1 sind.
Aufgabe 8
Zusatz: Eine Lampe soll nur leuchten, wenn zwei von drei Eingangssignale auf 1 sind.
Aufgabe 9
Eine LED leuchtet nicht, obwohl eine Spannung anliegt. Was könnte der Fehler sein?
Aufgabe 10
Eine Schaltung funktioniert nicht und du weißt noch nicht, woran es liegt. Also möchtest du die Spannung an Ein- und Ausgängen messen. Woran hältst du die Messspitzen des Messgerätes?
Aufgabe 11
Du misst statt 5V -5V. Was ist die Ursache?
Zusammenfassung
Was muss man wissen/können?
Du kennst nun Logikgatter und kannst damit Schaltungen bauen. Du hast "keine Angst mehr vor Schaltungen", weißt auch wie man Fehler sucht.
Was können anschließende Themen sein?
Nach der Prüfung kannst du mit dem Halbaddierer eine komplexere Schaltung aufbauen.