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Der digitale Analogrechner

 

 

 

 

 

 

 

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 Mal was Neues ausprobieren...

Der klassische Analogrechner soll mit Mikrocontrollern nachgebildet werden. Mit FPGAs und VHDL ist es ja keine Kunst...

Gleiches Konfigurationsprinzip (gestöpselte Verbindungen) und ähnliche Funktionseinheiten, aber volldigitale Arbeitsweise. Es kommen zunächst 16 Atmel AVRs zum Einsatz. Mit dem Apparat könnte man aber auch einen Digitalsimulator oder ein neuronales Netzwerk bauen -- es ist nur eine Frage der Programmierung.

Was hier fehlt, sind offensichtlich die vielen Potentiometer der klassischen Analogrechner. Eine entsprechende digitale Bedientafel ist projektiert worden. Es wurden aber einfach zuviele Kippschalter, LCD-Anzeigen und Inkrementalgeber. Das zeitgemäße Bedien- und Einstellgerät ist deshalb der Bildschirm. Wir beginnen erst einmal mit einem gewöhnlichen PC. Jede Einrichtung des Analogrechners hat einen Anforderungstaster (als Kipphebel ausgebildet) und eine Zweifarben-LED.  Bedienereingriffe können angefordert werden, indem man den jeweiligen Anforderungstaster betätigt.

Ausgabe: Über Oszilloskop (XY-Anzeige), über direkt angesteuerten LCD-Bildschirm, Computerbildschirm oder unmittelbar (digital oder analog) in die Außenwelt. Je zwei AVRs sind als Ausgabe- und als Eingabewandler vorgesehen. 

 

Ein Prozessor übernimmt zwei Rechenfunktionen (A, B). 1 - Anforderungstaster (nach oben: Rechenfunktion A, nach unten: Rechenfunktion B); 2 -  Zustandsanzeige der Rechenfunktion A; 3 -  Zustandsanzeige der Rechenfunktion B; 4 - Eingänge der Rechenfunktion A; 5 - Ausgang der Rechenfunktion A; 6 - Eingänge der Rechenfunktion B; 7 - Ausgang der Rechenfunktion B. Die Zustandsanzeigen 2, 3 sind zweifarbig (rot / grün).

 

1 - Anforderungstaster für Ausgabewandler; 2 - Zustandsanzeige des Ausgabewandlers; 3 - die acht Eingänge des Ausgabewandlers; 4 - Anforderungstaster für Eingabewandler; 5 - Zustandsanzeige des Eingabewandlers; 6 - die acht Ausgänge des Eingabewandlers; 7 - Anforderungstaster für Kommandogerät (nach oben) und Funktionsgenerator (nach unten); 8 - Zustandsanzeige des Kommandogeräts; 9 - Zustandanzeige des Funktionsgenerators; 10 - Betriebssteuerschalter (Lauf - Halt - von Neuem); 11 - Eingänge des Funktionsgenerators; 12 - Ausgänge des Funktionsgenerators; 13 - Gesamtrücksetzen (mit Stift zu betätigen); 14 - frei nutzbare Eingänge für Drehspulinstrument; 15 - Signalanzeige Kommanodinterface; 16 - Signalanzeige Bedieninterface; 17 - Betriebszustandsanzeige (zweifarbig); 18 - Betriebsspannungsanzeige; 19 - Auswahlschalter; 20 - Drehspulinstrument.

Der Zentraladapter:

Hier werden die Stromversorgung, die Schnittstellen und ggf. der Programmer angeschlossen

 

So sieht's im Innern aus...

1 - Kommandogerät; 2 - Ausgabewandler, Hauptprozessor; 3 - Ausgabewandler, Hilfsprozessor; 4 -Eingabewandler, Hauptprozessor; 5 - Eingabewandler, Hilfsprozessor; 6- Funktionsgenerator; 7- Programmier- und E-A-Anschlüsse; 8 - Frontplattenanschlüsse; 9 - Rechengerät (10 AVRs), 10 - Zentraladapter.

Mechanik im Rohbau:

Die Kommandogeräteplatine:

Draht als Programmiersprache...

Die Rechengeräteplatine:

Die Maschinenzustände des Kommandogeräts:

 

 

 

 

 

 

 Aktuelles:

 30. 3. 2015

Die ersten Funktionen und XY-Ausgaben:

Schnittstellenbeschreibungen:

Die Maschinenzustände des Kommandogeräts

I 

Wie es innen aussieht...

Erläuterungen zur Frontplatte

Der Zentraladapter (PDF)

Die Kommandogeräteplatine (PDF)

Gesamtübersicht (PDF)

Verkabelungsübersicht (PDF)

Frontplattenübersicht (PDF)