Tür 6:
Das hatten wir schon. Noch ein 10 Mega Ohm Widerstand:

Und das ist die neue Schaltung:

Hübsch. Und pädagogisch ausgklügelt, denn es ist im Prinzip das gleiche wie gestern, aber sind lauter kleine Änderungen drin.

Noch mal das Foto mit Beschriftung. Die Kamera guckt diesmal von hinten auf das Breadboard.

Damit kann ich sehen, dass das NAND Gatter wie erwartet die LED in genau einem Fall einschaltet. Nämlich wenn beide Eingänge auf 1 stehen. Beweis:

Ääääähm. War das nicht ein _NICHT_ UND? Müsste es also nicht genau umgekehrt sein? LED an, wenn irgendwas anderes als 1 und 1 an den Eingängen anliegt? Ich werfe einen misstrauischen Blick auf die Tabelle von gestern:

Tatsächlich. Also was ist hier los? Die Anleitung erklärt es freundlicherweise. Die LED hängt diesmal nicht zwischen Ausgang und GND. Sie hängt zwischen Ausgang und Plus. Das heisst sie leuchtet, wenn am Ausgang “eine Null liegt”. Ich übersetze das mit: “Wenn in den Ausgang Strom reinfliessen kann” (gelbe Pfeile oben).

Gelernt:

Cool.

Tür 5:

Heute gibts einen Widerstand mit 10 Mega Ohm drin:

Aber erstmal einen Schritt zurück. Inzwischen glaube ich nämlich zu wissen, was gestern passiert ist. An den Pins 1-3 des Chips befindet sich ein NAND Gatter. Pin 1 + 2 sind die Eingänge. Sie sind beide miteinander und ausserdem mit dem Minus Pol der Batterie verbunden. Voila:

NAND stand für “NOT AND” und führt zwei Rechenoperationen mit den Zahlen 0 und 1 durch. Je nachdem was für Nullen und Einsen man in die Eingänge Pin 1 und 2 rein tut, kommt an Pin 3 wieder eine 0 oder eine 1 raus. Mit “Eins rein tun” ist gemeint, den Pin mit dem Plus Pol der Batterie zu verbinden, und mit “Null rein tun” ist gemeint, den Pin mit dem Minuspol zu verbinden.

Die Schaltung berechnet aus beiden Eingängen zuerst “logisch und”. Dabei kommt immer eine 0 raus, wenn eine der beiden Zahlen 0 ist. Und darauf dann ein NOT. Das macht aus 0 eine 1 und umgekehrt.

Also sind diese Fälle möglich:

Da Pin 1 und 2 in meiner Schaltung verbunden sind, gibt es nur zwei Möglichkeiten. Beide Eingänge auf 0 oder beide auf 1.
Und dabei kommt am Ausgang immer genau das Gegenteil von dem Raus, was man reingetan hat. Aus 0 wird 1 und aus 1 wird 0. Durch das Verbinden der beiden Eingänge ist aus NAND ist ein NOT geworden.

Heute fliegt die Verbindung der beiden NAND Eingänge zum Minus Pol raus. Dafür verbinde ich die beiden per Megaohm Widerstand mit dem Plus Pol. Die Anleitung sagt: “Nun zieht der Widerstand die Spannung auf 1 hoch.”

Das Ergebnis am Ausgang ist 0, denn die LED leuchtet nicht.

Und jetzt kommt die Pointe: Wenn man mit dem Finger den Widerstand mit dem blanken Draht verbindet, leuchtet die LED:

Warum? Die Anleitung sagt, der Finger habe angeblich einen geringeren Widerstand, als der 10 Megaohm Widerstand und deshalb “zieht der Finger die Spannung auf 0″ runter. Ich staune.

Ich möchte das sehen und versuche zu messen, wieviel Volt am Eingang liegt. Dazu verbinde ich das Spannungsmessgerät mit Pin1 und dem Minuspol. Das ist übrigens genau das was ich eben mit dem Finger gemacht habe, nur dass mein Finger keine Spannungsanzeige hat.

Ergebnis: die LED leuchtet. Ist der Widerstand des Spannungsmessgeräts genauso wie der meines Fingers kleiner als die 10 Megaohm des Widerstands?

Gelernt: Habe die Übersicht verloren.

Tür 4.

Tja-haaa. Reingelegt. So billig wie das anfing geht das nicht weiter.

Ich erblicke einen CMOS-IC 4093. So ein CMOS-IC 4093 enthält 4 NAND Schaltungen. Und eine davon befindet sich genau an den Beinen 1-3, von Links an gezählt. Und an die soll ich nun die LED und den Vorwiderstand hängen.

Gemacht. Ergebnis: Die LED leuchtet. Ich bin erstaunt.

Gelernt:
CMOS gibt es nicht nur in Fotoapparaten. In ein IC passen 4 NAND Schaltungen hinein. Wenn man Drähte und eine LED an eine NAND Schaltung hängt leuchtet die LED.
Und jetzt gehe ich googlen, was da passiert ist.

Tür 3:

Rot isolierter Draht.

Daraus soll ich einen Schalter bauen:

Dabei gelernt:
Wenn man den Stromkreis schliesst, geht das Licht an. Inneren Aufbau des Breadboards verinnerlicht.

Tür 2:

Ein Breadboard. Und ein Stecker für die 9 Volt Batterie.

Damit kann man den Versuchsaufbau von gestern gleich viel professioneller wiederholen:

Dabei gelernt:

Elektronikversuche gehen auch ohne Klammern und Federn. Ich hatte vor ca. 30 Jahren einen EE2000 Experimentierkasten von Philips. Und ich spüre bei dem Gedanken an den gleich wieder den Schmerz in den Fingern. Aber auch den Geruch der Bauteile und die Sehnsucht nach dem ultimativen grossen Kasten mit der Fernsehröhre.