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Fortgeschrittene Redstone (Schaltkreise) sind Mechanismen die sich mit komplexen Redstone Schaltkreise beschäftigen.

Diverses

Automatische Redstone Rail

Datei:Automatische Rail.png

Automatische Bahn

Eine Einfache Version einer automatischen Minecart-Bahn. Der rechte Button sorgt dafür, sobald ein Minecart bereit steht, dass das Minecart losfährt. Danach hält es an. Nun kannst du den linken Button drücken, der bewirkt, dass das Minecart in die "Haltestation" fährt und ein neues Minecart gerufen wird. Diese Bahn kann natürlich beliebig vergrößert werden. Die Clock-Einstellung der Repeater ist dabei sehr wichtig, weil wenn sie falsch gesetzt werden, würden vermutlich 2 oder sogar 3 Minecarts auf einmal kommen. Du kannst natürlich auch mehrere "Minecart-Parkplätze" bauen, indem du einfach pro Station einen Repeater setzt, der auf 4-Clock gestellt ist. Eine einfache, aber effektive Art eine automatische Rail zu bauen.

Reihenfolge-Unabhängige Kombinations-Schlösser

Ein Redstonesignal wird abgegeben, wenn bestimmte Schalter aktiviert worden sind. Die Reihenfolge ist dabei, wie der Name schon sagt, nicht wichtig. (Ein Grundwissen über Logische Gatter sollte vorhanden sein.)

RSNOR Kombinationsschloss

Datei:RSnorlatchlock.gif

Ein RS-Nor Kombinationsschloss

Um ein RS-NOR Kombinationsschloss herzustellen muss man mehrere Schalter an den S Eingängen von mehreren RS-NOR-Latches verbinden und die Q bzw Q Ausgänge mit den Eingängen von Und-Gattern verbinden. Den Ausgang verbindet man anschließend mit einer Eisentür. Zum Schluss verbindet man alle R Eingänge mit einem Einzigen Schalter.

Reihenfolge-Abhängige Kombinations-Schlösser

RS-NOR-Kombinationsschloss

(siehe auch im englischsprachigen Wiki.) Erstelle eine Reihe von Buttons. Schließe den ertsen Button in der Kombination an ein RS-NOR-Flip-Flop an. Verbinde das RS-NOR und den zweiten Button in der Kombination in einem AND-Gatter und schließ den Output davon an ein weiteres RS-NOR an. Wiederhole das solange, bis alle Buttons an ein AND-Gate angeschlossen sind oder du mit dem Schloss zufrieden bist. Verbinde das letzte RS-NOR und einen "ENTER"-Button mit einem AND-Gate, dessen Output an die Tür angaschlossen ist. Nun verbinde alle verbleibenden Buttons mit dem "ENTER"-Button und resette die RS-NORs. Eine Druckplatte kann die Tür wieder zurücksetzen. Dieses Schloss ist nicht sonderlich sicher. Beispielsweise können nicht alle Buttons verwendet werden und das System kann nicht resettet werden.

2 Kabel Steuerung

Es ist möglich mehrere Geräte (>10 getestet) relativ einfach über 2 Redstone Kabel zu steuern. Dies kann über Verzögerungen erzielt werden, so dass sich die Signale nur an einem bestimmten Ort gleichzeitig treffen und dort ein UND-Gatter auslösen. Die Länge des Signals muss mit einem Signal-limitierer auf eine definierte Länge gebracht werden (beide Kabel) und die Ausgangssignale sollten zB mit 2 unterschiedlich eingestellten parallelen Repeatern verlängert werden. Zeiteinstellungen sind vom jew. Fall (zB Orientierung) abhängig und können etwas Geduld erfordern.

Videoanleitung : "2 Kabel Steuerung"
Beispielanwendung : Automatisiertes Lager mit "2 Kabel Steuerung"

Switch

Mit ein paar einfachen Schaltungsteilen kann man zwischen verschiedenen Zuständen wechseln. Die Schaltung zeigt diese Grafik:

Wenn man von links nach rechts an Q1 ein AN-Signal sendet, wird von M1 über M2 bis M8 gewechselt. Natürlich kann der Mechanismus unendlich lange fortgeführt werden. Wenn man diesen Swich mit einem Redstone-Impuls ansteuer will, empfiehlt es sich, einen Zähler zu benutzen. Dessen Outputs müssen dann an alle Kontakte mit der Bezeichnung Q1 angeschlossen werden. Wie genau man das macht, bleibt jedoch einem selbst überlassen.

Rechnen

Einführung in das Rechnen per Redstone

Mit logischen Gattern kann in Minecraft gerechnet werden. Dies ist allerdings sehr kompliziert und nimmt viel Zeit in Anspruch, denn es muss, wie auch in der Realität, ein Rechner mit Halbaddierern gebaut werden. Vier Halbaddierer reichen für einen Bit. Vier Bit werden für einen Rechner benötigt, welcher zwei Zahlen von eins bis neun addieren können soll. Insgesamt werden also vier Addierer' bestehend aus 16 Halbaddierern (4 x 4 Halbaddierer) benötigt.

Des Weiteren wird auch noch ein Display benötigt, welches vier Stellen, sogenannte Digits, benötigt. Einen Digit für den ersten Operanden, einen Digit für den zweiten Operanden und zwei Digits für die Summe.

Ausführlich nachzulesen auf der englischen MC-Wiki-Site

Halbaddierer

Einen Halbaddierer zu bauen verlangt ein gewisses Vorwissen mit logischen Gattern. Es müssen drei UND-Gatter sowie ein ODER-Gatter miteinander verbunden werden:


Ergebnisse:

Redstonesignal An = 1 Redstonesignal Aus = 0

Eingang A Eingang B Summe Übertrag
0 0 0 0
0 1 1 0
1 0 1 0
1 1 0 1

Ein vereinfachter Halbaddierer

Datei:HA2.png

Ein anderer Halbaddierer

Dieser Halbaddierer wird aus einem XOR - Gatter (im Ersten Halbaddierer ist das XOR in seien bestandteile zerlegt) und einem AND - Gatter gebaut

So funktioniert er:

Wir nehmen an Eingang A steht für 1, da A = B ist MUSS B auch 1 sein. Nun können wir folgendes addieren, 0+0, 0+1, 1+0, 1+1.

Das XOR - Gatter schaut ob nur 1 Schalter umgelegt ist, und dadurch für die Rechnungen 0+1, und 1+0 zuständig. Dies bildet die Lösung ( L )

Das AND - Gatter schaut ob beide Schalter umgelegt sind, und ist dadurch für die Rechnungen 1+1 zuständig. Das AND - Gatter bildet den Übertrag ( U ).

A B L U
0 0 0 0
1 0 1 0
0 1 1 0
1 1 0 1

Wenn man nun einen 2-Bit Addierer bauen möchte verbindet man U ( =2, da 1+1 = 2 ) mit A eines zweiten Ganzaddierers, dessen B einem Schalter der für die Zahl 2 steht entspricht. Von diesem Ganzaddierer nimmt man L und verbindet diesen mit einem dritten Ganzaddierer, dessen A: L von dem 2 Ganzaddierer ist und B der 2 Schalter der für die 2 steht.

Nun kann man folgendes Rechnen: 0+0, 0+1, 1+0, 1+1, 0+2, 2+0, 1+2, 2+1, 2+2.

Wenn man nun das Binär-Ergebnis in einem Decodedierer zu einem Kabel "umwandelt" das an die "Segmentsteuerung" eines Displays geht, wird man das Ergebnis auch in Dezimalzahlen sehen können. Dies ist lediglich eine Anregung.

Um einen 4-Bit Addierer zu bauen wiederholt man das ganze noch zweimal und dann erhält man das hier:

Wie ihr seht muss man die XOR- und AND-Gates so verbinden wie ich es tat und so erhält man einen 4-bit Addierer. Das kann man dann immer so weiter bauen wie man an bits rechnen will. Die Brücken die ihr seht sind verbindungen der Binär-Stränge, weil wenn das ergebnis 4 rauskommt oder eine Binärzahl die eine 4 anzeigt dann kann auf einen der Stränge eine 4 angezeigt werden und das wäre auch richtig so. Bei dem 8-Binär-Strang seht ihr diese Brücke ebenfalls.]]


Ein noch weiter vereinfachter Halbaddierer

Datei:Halfadder2.gif

einfacher Halbaddierer


Links die zwei Eingänge. Rechts oben der Summen Ausgang. Rechts unten der Übertrag.

Ganzaddierer (1 Bit)

Ein Ganzaddierer besteht, wie schon erwähnt, aus vier Halbaddierern. Er ist in der Lage zwei Bit zu addieren. Wenn man ihn umkehrt, also invertiert, entsteht ein Subtrahierer, also eine Schaltung, welche zwei Bit voneinander subtrahieren kann. Für einen 4 Bit Rechner benötigt man vier Ganzaddierer.

Andere Möglichkeiten für Ganzaddierer (1 Bit)

Datei:Fulladder2.gif

einfacher Volladdierer


Links die zwei Eingänge. Oben der Eingangsübertrag. Rechts der Summenausgang. Unten der Ausgangsübertrag.

Bit Addierer

Einen 4 Bit Rechner bauen

Einen 4 Bit Rechner zu bauen ist jetzt nicht mehr schwer. Man muss nurnoch die vier Ganzaddierer miteinander verbinden. Allerdings kann immernoch einiges schief gehen. Es muss nun pro zwei Ganzaddierer ein UND-Gatter geben.


Datei:4bitadder.gif

4bit Volladdierer


Links die 2x4bit Eingänge. Rechts die 4bit Ausgang. Oben der Eingangsübertrag.Unten der Ausgangsübertrag.


Logische Einheiten

Zähler

Einfacher Zähler

Der Einfache Zähler kann nur in eine Richtung zählen. Er besteht aus einem AND-Gatter und einem RS-NOR-Latch. Das Bild beschreibt den Aufbau eines Moduls. Durch die Modulbauweise können beliebig viele Zähler aneinander gehängt werden. Den Knopf zum Weiterzählen installiert man am untersten Kabel. Die beiden anderen Leitungen verbindet man höhengleich. Das Modul befindet sich auf dem Bild gerade im EIN-Zustand. Würde man jetzt das Zählsignal auslösen würde am nächsten Modul der EIN-Zustand aktiviert werden und durch die obere rechte Leitung würde dieses Modul auf AUS springen. Das erste Modul in der Reihe MUSS am Anfang den EIN-Zustand besitzen. Alle anderen sollten im AUS-Zustand sein. Den Zustand kann man oben links abgreifen. Eine Zurücksetz-Funktion könnte im Boden alle RS-NOR-Latch auf AUS zurücksetzten, das erste auf EIN.

Andere Version

Diese Version des Zählers gibt, je nach der Anzahl der Redstoneimpulse, an jedem RS-NOR-Element ein konstantes Redstone-Signal aus. Die Schaltung kann insofern verbessert werden, dass man zu jedem RS-NOR-Element eine Leitung von einer Reset-Leitung legt, sodass man den Output wieder zurücksetzen kann. Das Ergebnis ist folgendes:

A: Anzahl der Redstoneimpulse zum Input oben links B: Output oben rechts C: Output unten rechts

1 = EIN 0 = AUS

Datei:Zähler neu.png

Das ist ein Zähler, bestehend aus RS-NOR-Bausteinen und einen AND-Gate.

A B C
1 1 0
2 1 1

Das könnte man mit mehr RS-NOR-Bausteinen entsprechend weiterführen.

Das Redstonekabel unten in der Mitte ist für ein weiteres RS-NOR-Latch.

Piston-Zähler

Diese Version eines Zählers funktioniert mit Pistons. Sie enthält RS-NOR Latches, 2 Input (set, Reset) und beliebig viele Output.

Datei:Zaehler neu komplett.png

Ein Simpler Piston-Zähler.

Man kann sie unendlich weit ausbauen. Am Anfang steht ein Signalunterbrecher (Rote Wolle+Piston) der es ermöglicht, Dass Pro Eingang auch nur einmal gezählt wird. Das heißt, dass man ein eingehendes Signal so lange halten kann wie man möchte, ohne dass weitergezählt wird. Erst wenn das Signal kurz unterbrochen wurde zählt er einen schritt weiter.

Datei:Zaehler neu Segment01.png

Ein Ausschnitt

Der hier mit Holz gekennzeichnete Ausschnitt bildet ein Segment des Zählers. Ein Segment besteht aus einem RS-NOR Latch und einem Piston der sich erst aktiviert, wenn das vorherige Input-Signal erloschen ist. Durch die Aktivierung des Pistons wird ermöglicht, dass die nächste Speicherzelle angesteuert werden kann. Die Anzahl an Segmenten gibt auch die Anzahl der Maximal möglichen Ausgaben an.

Der Linke Button ist mit der Reset.Leitung verbunden, die alle gespeicherten Zustände löscht. Der Rechte Button ist erst mit dem Signalunterbrecher und dann mit der Zähl-Leitung und den RS-NOR Latches verbunden.

Man kann den Zähler mit dem entsprechenden anbauen eines weiteren Segmentes erweitern

Der D-Flip-Flop Zähler

Eine andere Version des Zählers, ist der D-Flip-Flop Zähler. Der Zähler besteht aus einem D-Flip Flop und Startleitungen(Dort wo der Zähler anfangen soll zu Zählen). Hier die einzelnen Schritte des Zählers:

  • 1. Man baut erst mal zwei vertikale D-Flip-Flops. (Nach Wunsch können mehr hinzugefügt werden aber benutzt den von der englischen Seite) [1]
  • 2. Man verbindet die Inputs C der Flip-Flops miteinander und setzt einen Edge-Trigger davor. Daran kommt der button um weiter zu Zählen.
  • 3. Unter Output Q beider Flip-Flops baut ihr einen Repeater, dessen 2. Fackel auf den Block unter der Leitung von Q zeigt. Dannach verlegt ihr den Input des Repeaters unter der Schaltung an einen Hebel oder Schalter sodass ihr aussuchen könnt ab wo der Zähler zählen soll.
  • 4. Dann könnt ihr den Output des ersten D-Flip-Flops mit dem Input D des zweiten verbinden. Die Outputs beider Flip-Flops könnt ihr schon mal an eure Schaltung anschließen.

Weitere Funktionen und Reset usw. könnt ihr dann selber einbauen wie ich es getan habe. Hier ist meine Version des Zählers: Bild Folgt noch

ROM-Speicher

Programmierbare ROM-Speicher (Read-only-Memory) sind Speicher-Systeme die ohne Veränderung einzeilner Bauteile nicht überschrieben werden können. Vorteil gegenüber einfachen Redstone Speicherzellen ist der relativ geringe Platz der benötigt wird um 1 bit (Signal / kein Signal) zu speichern. Außerdem kann man diese Speicher verschieben, sodass Abfolgen von Werten abgerufen werden können.
Nachteil ist der Materialaufwand, da man für einen Set oder Reset (abhängig von der Bauweise) 1 insoliden Block verwenden muss der sich mit Pistons verschieben lässt, also Glas, welches nicht in ein Item zurückwandelbar ist, wenn es einmal gesetzt ist, und somit zerstört werden muss. (Außer man schiebt es mit einem Piston beiseite.)

Bauweise

Um ein Einzelnes Bit zu speichern benötigt man nur einen Soliden oder unsoliden Block. Die Information wird dann mit einem Redstonesignal, welches durch den Block fließt, oder eben nicht, abgerufen.

Datei:1-Bit-ROM.jpg

Ein 1-Bit-ROM-Speicher

Sequenzen speichern/abrufen

Um Signalsequenzen abzurufen benötigt man einen Kreislauf in dem Glasblöcke eine Kreisbahn entlanggeschoben werden

Datei:ROM-Sequenz-Ring.jpg

ROM-Sequenz-Ring

Zu beachten ist nur, dass immer ausreichend Blöcke im Kreis sind und das die Repeater, wie auf dem Bild, mit mindestens 2 Logikticks zeitunterschied laufen, dass setzt wiederum eine Clockeinstellung von mindestens 8 Ticks voraus.

Verwendung

Klavier

In einem Klavier werden ROMs wegen ihrer schnellen Abrufbarkeit und Fähigkeit Sequenzen zu speichern/abzurufen gerne verwendet. Dabei wird pro Note(-nblock) ein Sequenz-Ring gebaut. Und in diesen dann die Melodie geschrieben.

Einzelnachweise

Weiterführende Seiten

Redstone-Schaltkreise

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