Transistörlerden XOR Kapısı Yapın: 6 Adım

2025 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2025-01-23 15:13

VEYA kapıları çok kullanışlıdır, ancak gayet iyi çalışabilen, ancak bazı uygulamalarda sorunlara neden olabilen garip bir özelliğe sahiptirler. Bu, girdilerin her ikisi de bir ise, çıktının da bir olduğu gerçeğidir. Bunu istemediğimiz bir uygulamamız olsaydı, belki bir toplayıcı oluşturuyorduk, XOR veya EOR olarak kısaltılan Exclusive Or Gate adında bir şey kullanırdık.

Adım 1: Tasarım

XOR davranışını elde etmenin bir yolu, normal bir VEYA geçidi almak ve ardından her iki girdinin de pozitif olduğu durumla ilgilenmektir. Girişlere bir AND geçidi bağlarsak, bu durum ortaya çıktığında bir sinyal alabiliriz. Daha sonra bu sinyali alabilir, tersine çevirebilir, sonra bunu ve OR geçidinin çıkışını başka bir AND geçidine bağlayabiliriz. Bu, her iki girişin de açık olmadığı durumlarda, VEYA geçidinin ikinci AND geçidinden geçmesini sağlayacak, ancak her iki giriş de yüksek olduğunda, ilk AND geçidi ikinci AND geçidini kapatacak ve devam edecektir. VEYA geçidinin durumundan bağımsız olarak çıktı kapanır.

Son devrede yaptığım bir ayar, sadece ters çevrilmiş bir AND kapısı olan bir NAND geçidi için AND/NOT kombinasyonunu değiştirmek. Bunun çalışma şekli daha sonra anlaşılacaktır.

Şimdi aynı şemayı yazalım, ancak transistörler ve dirençlerle. Kullandığım transistör tipi, oldukça yaygın olan 2N2222 BJT'dir (2N4401 ve 2N3904 de çalışır). 6 transistör, 3 adet 20k ohm direnç, 3 adet 47k ohm direnç, 1 510 ohm direnç, iki buton ve bir LED kullandım. Bu direnç değerlerini 5v güç kaynağıma ve 2N2222 için 0.1mA veya 0.0001A minimum akıma göre seçtim. bu değerler için doğru toprak direncini hesaplamak için Ohm yasasını kullanırsanız 50.000 ohm elde edersiniz. 47k ohm, alt NAND geçidi için yeterince yakındır, ancak neden VEYA geçidi için daha düşük değer ve ikinci AND geçidinin ilk girişi? Bunun nedeni, VEYA geçidini oluşturan transistörlerin emitörünün başka bir transistörün tabanı aracılığıyla bağlanması ve dolayısıyla doğrudan toprağa değil ikinci bir direnç üzerinden geçmesidir. (LED'in akım sınırlama direnci, bu hesaplamada önemsiz olacak kadar düşük bir değerdir).

Adım 2: Transistör, Düğme ve LED Ekleme

Adım 3: Direnç Ekleme

Adım 4: Tel Ekleme

Kartıma güç verme şeklim, güç raylarını 5v ve 500mA maksimum akıma ayarlanmış bir laboratuvar tezgahı güç kaynağına bağlamak. Aynı tür giriş, bir Arduino'nun 5V ve GND pinlerine güç bağlayarak elde edilebilir, ancak gerçekten bir 5v güç kaynağı çalışır (bileşenlerin patlama riskini azaltmak için akım sınırlı bir güç kaynağı önerilir).

Adım 5: Test Etme ve Sorun Giderme

Artık bağlandığına göre, kendinizinkini test etmenize izin vereceğim. Düğmelerden birine veya diğerine basıldığında, LED yanmalıdır. Ancak her ikisine de basılırsa, LED sönecektir.

Yaygın Sorunlar

1. Bir giriş olması gerektiği gibi çalışmıyor gibi görünüyorsa ve her iki girişin de açık olduğu durumda hala sıfır veriyorsa, bu düğmeye basıldığında VEYA geçidinden gelen VE geçidinin girişindeki voltajı kontrol edin. Eğer düşükse (< 2V), VEYA'dan VE kapısına giden direncin direncini azaltın.
2. Kapı hala sadece bir VEYA kapısı gibi davranıyorsa, yani her iki giriş de çıkıştayken açıksa, NAND kapısından gelen AND kapısının girişine gelen voltajı kontrol edin. Her iki düğmeye de basıldığında bu yüksekse, AND geçidindeki transistörlerinizin çalıştığından emin olun ve her iki düğmeye de basıldığında oradan toprağa olan direnci kontrol edin. Bu direnç yüksekse ve/veya bu voltaj düşükse, bu iki transistörü değiştirin veya NAND geçitlerine girişlerin direncini azaltın.

Adım 6: Daha Fazla mı İstiyorsunuz?

Bu Eğitilebilir Tabloyu beğendiyseniz, devam edin ve Amazon'daki "Arduino'ya Yeni Başlayanlar Kılavuzu" adlı kitabımı inceleyin. Bir Arduino'yu programlamak için kullanılan C++ kodunun yanı sıra temel devre ilkelerinin üzerinden geçer.