Je eigen (binaire) rekenmachine bouwen, hoe moet dat?

[SimSalabim]

Beste mensen,

Ik zit in 4 havo en zal volgend jaar een profielwerkstuk moeten maken. Ik doe het 'natuur & techniek-profiel' met natuurkunde, scheikunde, biologie en wiskunde B. Met natuurkunde behandelen we op het moment automatisering, een onderwerp dat mij erg aanspreekt.

Zodoende kreeg ik het volgende idee in mijn hoofd: laat ik als profielwerkstuk een rekenmachine bouwen!

Mijn natuurkundeleraar zij dat dit waarschijnlijk te moeilijk zou zijn, maar het plan blijft aan me knagen.

Daarom vraag ik nu jullie: is het te doen om een binaire rekenmachine te maken? Bestaan hiervoor schema's?

Ik heb aardige vaardigheden wat betreft werken met elektronica en ben sowieso wel goed met mijn handen.

Ook begrijp ik elektriciteit en begrippen als voltage, amperage en weerstand, en ik kan elektrische schema's goed volgen.

Hopelijk kunnen jullie me een beetje op weg helpen. Extra tips worden zeker gewaardeerd!

[ZVdP]

Heb je al een idee welke implementatie je wil gebruiken?

-Een microcontroller programmeren (er zijn chips die gericht zijn op middelbare studenten en een vrij lage instapdrempel hebben).

Het makkelijke hieraan is dat alle rekenverwerking al in de microcontroller zit, je moet hem enkel nog goed programmeren.

Dit is misschien wat te eenvoudig?

-Of wil je eerder je eigen rekeneenheid (ALU) bouwen met logische poortjes? Dit is ook niet zo moeilijk, maar lijkt me wel een prutswerk gezien het redelijk aantal componenten dat je hiervoor nodig hebt. Schema's van simpele ALU's zijn makkelijk te vinden op het net (optellingen zijn eenvoudig, vermenigvuldigingen iets complexer).

Dit lijkt me persoonlijk een grotere uitdaging dan de controller.

[Bartjes]

Wat weet je van digitale schakelingen en schakelalgebra? Het zou om te beginnen handig zijn om een paneel op de kop te tikken (of zelf te bouwen) waarmee je ervaring kunt opdoen hoe de diverse digitale bouwstenen of poorten werken.

[ZVdP]

Er is ook een handige online tool waarme je met schakelingen kan experimenteren: falstad circuit

Hiermee kan je praktisch alle componenten plaatsen en simuleren, inclusief logische poorten en flipflops.

[SimSalabim]

Heb je al een idee welke implementatie je wil gebruiken?

-Een microcontroller programmeren (er zijn chips die gericht zijn op middelbare studenten en een vrij lage instapdrempel hebben).

Het makkelijke hieraan is dat alle rekenverwerking al in de microcontroller zit, je moet hem enkel nog goed programmeren.

Dit is misschien wat te eenvoudig?

-Of wil je eerder je eigen rekeneenheid (ALU) bouwen met logische poortjes? Dit is ook niet zo moeilijk, maar lijkt me wel een prutswerk gezien het redelijk aantal componenten dat je hiervoor nodig hebt. Schema's van simpele ALU's zijn makkelijk te vinden op het net (optellingen zijn eenvoudig, vermenigvuldigingen iets complexer).

Dit lijkt me persoonlijk een grotere uitdaging dan de controller.

Als ik een rekenmachine ga maken wordt het de laatste, dunkt me. Grotere uitdaging, inderdaad.

Wat weet je van digitale schakelingen en schakelalgebra? Het zou om te beginnen handig zijn om een paneel op de kop te tikken (of zelf te bouwen) waarmee je ervaring kunt opdoen hoe de diverse digitale bouwstenen of poorten werken.

We hebben in de les een aantal logische poorten uitgeprobeerd en er uitleg bij gekregen, dus dat zit denk ik wel snor.

En bedankt voor het linkje van die online 'poortentester'

[jkien]

Je kunt ook een binaire abacus bouwen, waarmee je bijvoorbeeld kunt worteltrekken.

[jhnbk]

Met zeer weinig poorten zou je bijvoorbeeld twee 4 bit getallen kunnen optellen.