poniedziałek, 21 listopada 2016

Dwójkowy system liczbowy

Na co dzień posługujemy się dziesiętnym systemem liczenia. Mamy dziesięć cyfr, które na odpowiedniej pozycji odpowiadają kolejnej potędze liczby 10, np:

4123(10) = 4*1000 + 1*100 + 2*10  + 3*1 = 4*103 + 1*102 + 2*101 + 3*100

Dla nas ten system jest naturalny, uczymy się go od małego, więc nawet nie zastanawiamy się jak on "działa". Dla komputerów jednak reprezentacja 10 różnych wartości byłaby kłopotliwa, więc stosuje się mniej skomplikowany system, system dwójkowy. Ma on 2 cyfry: 0 i 1, co może odpowiadać stanom: jest włączony bądź wyłączony, jest napięcie lub go nie ma. Pozycja cyfry powiązana jest z kolejną potęgą liczby 2:

11101(2) =  1*16 + 1*8 + 1*4 + 0*2 + 1*1 = 1*24 + 1*23 + 1* 22 + 0*21 + 1*20

Zatem, jak można przeliczyć z systemu dwójkowego na dziesiętny  i na odwrót? Bardzo prosto.
Zacznijmy od zamiany liczby w systemie dwójkowym...

1101(2) =  1*8 + 1*4 + 0*2 + 1*1 = 1*23 + 1* 22 + 0*21 + 1*20 = 13(10)

... i już. Proste, prawda?

Z systemu dziesiętnego na dwójkowy przejście również nie jest skomplikowane, choć wymaga nieco więcej pracy. Weźmy na ten przykład liczbę 123. I przypomnijmy sobie kolejne potęgi dwójki:



210
29
28
27
26
25
24
23
22
21
20
1024
512
256
128
64
32
16
8
4
2
1

Poszukajmy teraz największej potęgi dwójki, mniejszej lub równej naszej przeliczanej liczbie. Wychodzi nam 64, mieści się raz. Odejmijmy teraz od 123 liczbę 64. Zostaje 59. Patrzymy na kolejną potęgę (teraz już nie szukamy, idziemy po kolei) - 32 mieści się raz. Odejmijmy 59 - 32. Zostaje 27. Kolejna potęga - 16 - mieści się raz.  27-16 = 11. Kolejna potęga, 8, mieści się raz. 11-8 = 4. Następną potęgą jest 4. Nie mieści się ani razu (czyli mieści się 0 razy). Idziemy dalej. W naszej reszcie, 3, wartość 2 mieści się raz. 3-2 = 1. Ostatnia potęga dwójki, czyli 1, w reszcie mieści się 1 raz. Doszliśmy do zera. KONIEC.


W tabelce wyglądałoby to tak:


Potęga dwójki
Mieści się
Reszta
-
128
-
-
123
64
1
59
59
32
1
27
27
16
1
11
11
8
1
3
3
4
0
3
3
2
1
1
1
1
1
0

Rozpisując liczbę 123 na sumę potęg 2 mamy:

123(10) =  1*64 + 1*32 + 1*16 + 1*8 + 0*4 + 1*2 + 1*1 =  1111011(2)


Bardzo ważne jest by pamiętać, że jeśli już znajdziemy wartość potęgi dwójki, która się miesci, musimy przejść przez wszystkie mniejsze potęgi, analizując czy występuje (piszemy 1), czy też nie (dajemy 0). Jeśli się zapomnimy - wyjdą nam złe wyniki.

wtorek, 15 listopada 2016

Zaczarowany ołowek


Dorośli pamiętają, a dzieci miejmy nadzieję znają,  bajkę "Zaczarowany ołówek". Główny bohater za pomocą ołówka potrafił wyczarować różne przedmioty. My czarować nie będziemy, ale zbudujemy muzyczny ołówek. Projekt ten został, jeśli się nie mylę, po raz pierwszy wykonany przez Jaya Silvera, my zbudujemy naszą wariację na ten temat.

Części elektroniczne potrzebne do tego projektu, to:
  • układ NE555
  • rezystor 10 k
  • rezystor 330 k
  •  kondensator 680 pF
  • kondensator 100 nF
  • kondensator elektolityczny 1 mF??


Będziemy potrzebować również:
  • miękki ołówek (min 3B), z twardym (HB) niestety nie zadziała
  • podwójny przewód (np. ze skrętki)
  • kawałek paska miedzianego (aczkolwiem mozemy poradzić sobie bez niego)
  • pinezka (najlepiej z plastikową główką)
  • ewentualnie taśma izolacyjna
Tym razem zacznijmy od części nieelektronicznej. Do podwójnego przewodu lutu






Schemat układu prezentuje się następująco:

a jego zmontowana wersja na płytce prototypowej:



Mając zbudowany układ i przygotowany ołówek, możemy rozpocząć część artystyczną: