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Beispiel für ein Kombinationsschloss

Diese Seite behandelt Redstone-Schaltkreise. Für das Erz, siehe Redstone (Erz). Für den Staub, siehe Redstone (Staub).

Redstone-Schaltkreise erlauben dem Spieler, kompliziertere Mechanismen wie z.B. Kombinationsschlösser zu erbauen, die beispielsweise eine Tür öffnen können. Sie stellen das momentan wohl komplexeste System in der Welt von Minecraft dar und werden oft mit der WireMod, einem Addon für Garry's Mod verglichen.

Wie es funktioniert

Datei:2011-04-11 18.23.53.png

Das Signal breitet sich nur 15 Blöcke von seinem Ursprung (z.b. Redstonefackel) aus

Platziert der Spieler einen Redstone auf einen Block, so wird ein Kabel auf Letzterem angelegt. Jeder "verkabelte" Block hat zwei mögliche Zustände: 1 (angeschaltet) oder 0 (ausgeschaltet)(Boolsche Algebra). Ein Kabel kann mit Hilfe eines Hebels, einer Druckplatte, eines Schalters oder auch einer Redstone-Fackel mit Energie versorgt werden. Platziert man Redstone oben auf einem Block, der an einen anderen Block angrenzt, der bereits mit Energie versorgt ist, so wird die Energie auch auf diesen übertragen. Dass Energie durch einen Redstone fließt, erkennt man daran, dass dieser stets rot leuchtet. Die Energie lässt jedoch nach, nachdem sie sich 15 Blöcke von ihrem Ursprung ausgebreitet hat (siehe nebenstehendes Bild). Die Reichweite kann bis ins Unendliche erweitert werden, indem man Redstone-Fackeln aneinanderreiht; dadurch entsteht jedoch eine gewisse Verzögerung.

Sollten alle Kabel, die an eine Fackel angrenzen, nicht mit Energie versorgt sein, wird diese den Kabeln Energie liefern. Sollte jedoch ein Kabel von einer anderen Quelle aus Energie erhalten, so wird die Fackel keine Energie mehr erzeugen und erlöschen.

Fakten zum Redstone

  • Kabel übertragen ihren Energiezustand auf angrenzende Kabel auf derselben Höhe sowie Höhen, die einen Block höher bzw. tiefer liegen (dies ist nicht der Fall, wenn das Zielkabel von der Stromquelle durch einen Block, der oben aufliegt, abgeschnitten ist) .
  • Kabel übertragen Energie nur 15 Blöcke von ihrem Ursprung aus.
  • Aktive Fackeln, Schalter, Blöcke direkt über aktiven Fackeln sowie Blöcke, an denen aktive Schalter angebracht sind, versorgen alle benachbarten Kabel in alle Richtungen mit Energie (darüber- und darunterliegende mit eingeschlossen).
  • Schalter, die oben auf der Oberseite eines Blocks angebracht sind, versorgen den darunterliegenden Block nur dann mit Energie, wenn sie in Ost-West-Richtung ausgerichtet sind, nicht, wenn sie in Nord-Süd-Richtung ausgerichtet sind.
  • Sollte ein mit Energie versorgtes Kabel an einen Block angrenzen und auf diesen zeigen (links und rechts befinden sich keine anderen Kabel, Fackeln, etc.), oder sollte sich ein mit Energie versorgtes Kabel auf einem Block befinden oder der Block durch eine andere Quelle mit Energie versorgt sein (Fackeln etc.), so erlöschen alle Fackeln, die sich auf bzw. an diesem Block befinden (Inverter-Funktion).
  • Wenn sich irgendwelche Blöcke, die an eine Tür grenzen, durch Redstones mit Energie versorgt werden, öffnet sich die Tür (im Uhrzeigersinn).
  • Obwohl die Energiezustände der Kabel sofort aktualisiert werden, erhalten Fackeln ihren Energiezustand, basierend auf den eingehenden Kabeln, erst nach einem kurzen Augenblick. Sind die FPS (eng.: Frames per second, dt.: Bilder pro Sekunde) des Spielers jenseits der 100, dauert dieser Augenblick in etwa 1/16-Sekunde. Sind die FPS unter 100, dauert dies ein wenig länger (sollte man vorhaben, Uhren oder ähnliche Mechanismen zu bauen, muss diese Latenzzeit mit einberechnet werden).
  • Schaltkreise, die mehr als ~300 Blöcke von der momentanen Position des Spielers entfernt sind, stellen die Aktivität ein, da sie sich in ungeladenen Chunks befinden.

Logikgatter

Datei:Logikgatter.png

Basisdiagramm der verschiedenen Logikgatter

Diese Seite enthält zur besseren Übersicht Diagramme des MCRedstoneSims Datei:Redstonelegende.png

Um eine Redstone-Fackel als Logikgatter zu benutzen, sollten alle Quellen einen Block hinter der Fackel selbst miteinander verbunden sein. Um den Zustand einer Fackel als Ausgang zu benutzen, muss ein Kabel auf gleicher Höhe mit der Fackel verbunden werden. Ein Kabel, das sich direkt unter einem Block, an dem eine Fackel angebracht ist, befindet, kann keine Verbindung mit der Fackel herstellen; eine andere Fackel, die an derselben Stelle platziert wird, jedoch schon.

Nachfolgend eine Liste einiger der Basis-Gatter mit zugehörigen Beispielbildern (für eine Übersicht über alle Gatter siehe das Diagramm rechts). Es gibt viele weitere Möglichkeiten, Logikgatter anders aufzubauen als es die hier gezeigten Diagramme tun, weshalb diese nur zur Orientierung dienen und als Beispiele angesehen werden sollten.

Das Nicht-Gatter (¬)

Datei:NOT.gif

Nicht-Gatter (Umkehrer)

Auch bekannt als Umkehrer (in der Elektrotechnik üblicherweise "Inverter" genannt). Diese Vorrichtung kehrt eingehende Signale um und kann auch als Signallampe benutzt werden, die eingeschaltet ist, wenn kein Eingangssignal vorhanden ist.

A NOT A
1 0
0 1
Entwurf A B
Größe 1x1x2 1x2x1
Fackeln 1 1
Redstone 0 0
Eingang isoliert? Ja Ja
Ausgang isoliert? Ja Ja

Repeater (Wiederholer)

Datei:Bsp für repeater.png

Beispiel für einen Repeater

Benutzt man zwei Nicht-Gatter in einer Reihe, so kann die Reichweite der Energieweiterleitung auf mehr als die ursprünglichen 15 Blöcke erweitert werden. Seit dem 1.0.2-Update vom 6. Juli 2010 muss sich ein Kabel zwischen den beiden Nicht-Gattern befinden. Dadurch entsteht die Möglichkeit, Signale über weite Strecken hinweg an Türen, Schienen etc. zu übertragen. Um Verzögerungen zu verringern, kann jeweils ein Umkehrer alle 15 Blöcke platziert werden. Sollte das Eingangssignal am anderen Ende umgekehrt werden, muss lediglich ein weiterer Umkehrer hinzugefügt werden.

Entwurf A B C D
Einheitenlänge 3 4 6 5
Fackeln 1 2 3 2
Redstone 1 2 2 2
Datei:RS-Repeater.PNG

Neuartiger Repeater in Funktion

Mit dem Beta 1.3-Update vom 22. Februar 2011 wurden kompaktere Redstone-Repeater als eigene plazierbare Einheit eingeführt. Sie erfüllen damit die gleiche Aufgabe wie selbstgebaute Repeater, beanspruchen aber weniger Platz. Näheres hierzu siehe unter Redstone Repeater.









Oder-Gatter (∨)

Datei:Oder Gatter.gif

Oder-Gatter mit drei Eingängen

Das heißt es muss mindestens ein Eingang aktiv sein um einen aktiven Ausgang zu erhalten
Verknüpft man zwei Eingänge direkt über Redstone erhält man ein sogenanntes Oder-Gatter.

A B A Oder B
1 1 1
1 0 1
0 1 1
0 0 0
Entwurf A B
Größe 1x1x1 1x3x2
Fackeln 0 2
Redstone 1 1
Eingang isoliert? Nein Ja
Ausgang isoliert? Nein Ja
Höchste Anzahl der Eingänge 3 4

Und

Die Und(AND)-Funktion verknüpft 2 oder mehr Signale, sodass der Ausgang nur dann wahr oder eingeschaltet ist, wenn die beiden Eingänge wahr sind.

A B A Und B
1 1 1
1 0 0
0 1 0
0 0 0
Datei:AND gate.gif

Verschiedene Varianten von UND-Gattern

Entwurf A B C
Größe 3x2x2 2x3x2 1x6x5
Fackeln 3 3 3
Redstone 1 2 3

Nicht-Und

Datei:NAND gate.gif

Varianten von NAND-Gattern.

Das Nicht-Und-Gatter, auch NAND-Gatter genannt, ist ein Schaltkreis, bei dem der Ausgang nur ausgeht, wenn alle Eingänge an sind.

A B A NAND B
1 1 0
1 0 1
0 1 1
0 0 1
Entwurf A B
Größe 3x1x2 2x2x1
Fackeln 2 2
Redstone 1 1

Nicht-Oder

Datei:NOR gate.gif

Varianten eines NOR-Gatters.

Das Nicht-Oder-Gatter, auch NOR-Gatter, ist ein Schaltkreis, bei dem der Ausgang nur ausgeht, wenn mindestens ein Eingang an ist.

A B A NOR B
1 1 0
1 0 0
0 1 0
0 0 1
Entwurf A B
Größe 1x1x2 3x3x3
Fackeln 1 1
Redstone 0 5
Eingänge 3 4
Eingänge isoliert? Yes Yes

Exklusiv-Oder (⊻)

Datei:XOR gate.gif

Varianten eines XOR-Gatters.

Das Exlusiv-Oder-Gatter, auch XOR-Gatter oder Antivalenz, ist ein Schaltkreis, bei dem der Ausgang nur angeht, wenn beide Eingänge unterschiedlich sind. Wenn man ein NOT-Gatter am Ende platziert entsteht daraus ein XNOR-Gatter, bei dem der Ausgang nur angeht, wenn beide Eingänge gleich sind. Eine nützliche Eigenschaft ist, dass ein XOR- oder XNOR-Gatter seinen Ausgang immer dann ändert, wenn sich ein Eingang ändert.

A B A XOR B
1 1 0
1 0 1
0 1 1
0 0 0
Entwurf A B C D E F G H
Größe 3x5x2 3x3x3 5x5x1 3x3x2 5x4x2 3x3x3 5x2x2 4x3x3
Fackeln 5 5 3 3 3 5 8 3
Redstone 6 5 14 3 12 4 4 8
Repeater 0 0 0 0 0 0 0 2
Geschwindigkeit(ticks) 3 3 2 2 2 3 3 3
Ausgang richtung vorwärts rückwärts vorwärts vorwärts vorwärts vorwärts vorwärts vorwärts
benötigt Hebel? Nein Nein Nein Ja Nein Nein Nein Nein

Impuls-Schaltkreis

Beispiel als Bild: [1]

Ein Impuls Gate ist eine Erweiterung zum "Exklusiv-oder-Gate" (XOR) Wie ein Steinschalter gibt die Schaltung ein einfaches Signal zurück. Im Gegensatz zu diesem muss der Hebel allerdings ein weiteres Mal umgelegt werden.

Gegenüber einem einfachen Button hat es den Vorteil, dass man die Zeit, wie lange der Ausgang leuchtet, bestimmen kann, indem man die Repeater variiert oder weitere Repeater hinzufügt.

Wenn an dem Impuls-Schaltkreis eine ganz normale Clock-Schaltung anschließt kann man sie so starten wie mit einem Button. Der Vorteil ist, dass es auch möglich in Schritt 2 (Hebel oben) einen Schaltkreis für das Ausmachen des Clock-Schaltkreises anzuschließen.

Funktionsweise: Die Funktionsweise ist einfach, es ist eine ganz normale XOR-Schaltung, bei der eine Leitung den zweiten Schalter simuliert. Mit Hilfe von Repeatern wird die XOR-Schaltung nicht sofort beendet, sondern erst nach einer bestimmten Zeit.

Schalter Ausgang
unten Einfaches Blinken
oben Zurück zur Ausgangslage


Exklusiv-Nicht-Oder (≡)

Datei:XNOR gate.gif

Varianten eines XNOR-Gatters.

Das Exlusiv-Nicht-Oder-Gatter, auch XNOR-Gatter oder Äquivalenz, ist ein Schaltkreis, bei dem der Ausgang nur dann angeht, wenn beide Eingänge gleich sind.

A B A XNOR B
1 1 1
1 0 0
0 1 0
0 0 1
Entwurf A B C D E F
Größe 4x3x2 4x3x2 2x5x4 3x5x3 4x5x2 4x5x2
Fackeln 6 4 4 4 4 4
Redstone 5 5 7 7 10 9
Geschwindigkeit (ticks) 3 2 2 2 2 2
Ausgang richtung vorwärts vorwärts vorwärts vorwärts vorwärts rückwärts.
Hebel benötigt? Nein Yes Nein Nein Nein Nein

Latches und Flip-Flops

Latches und Flip-Flops sind 1 bit Speicherzellen. Sie erlauben Schaltungen um Daten zu speichern und sie zu einem späteren Zeitpunkt zurückzuliefern. Funktionen mit Hilfe dieser Komponente können gebaut werden, um verschiedene Ausgänge in nachfolgenden Ausführungen zurückzugeben, auch wenn sich die Eingänge nicht ändern. Schaltungen, die solche Funktionen verwenden, werden "sequentielle Logik" genannt. Sie ermöglichen die Erstellung von Zählern, Langzeit-Uhren und komplexen Speichersystemen. Das gemeinsame Merkmal aller Redstone Latches oder Flip-Flops ist ein RS NOR Latch. Es wird aus zwei NOR-Gattern gebaut, deren Eingänge mit den Ausgängen verbunden wurden. Der Aufbau des NOR-Latch entscheidet, welcher Eingang der "Set" und welcher der "Reset" ist. Latches haben normalerweise zwei Eingänge: den "Set" und den "Reset", die benutzt werden, um den gespeicherten Wert zu kontrollieren.

RS-NOR-Latch

Datei:RS NOR latch.gif

Varianten eines RS-NOR-Latches.

Ein RS-NOR-Latch hat zwei Ausgänge und zwei Eingänge. Die Ausgänge werden "Q" und "Q" genannt. Die beiden Eingänge heissen "S" und "R" "Q" wird eingeschaltet, wenn "S" kurz eingeschaltet wird und ausgeschaltet, wenn "R" kurz eingeschaltet wird. Dar RS-NOR-Latch ist warscheinlich die kleinste Speicherzelle in Minecraft. "Q" nimmt immer den negierten zustand von "Q" an, zum Beispiel wenn Q eingeschaltet ist, ist Q ausgeschaltet

Ein sehr einfaches Bespiel für eine Schaltung mit einem RS-NOR-Latch wäre eine Alarmanlage, die eine Warnlampe anschaltet, wenn ein Mob oder Spieler auf eine Druckplatte tretet, bis der Spieler einen Reset-Knopf betätigt.

In der Warheitstabelle nimmt Q nicht immer der negierte zustand von Q an, deshalb wird der Zustand wenn S=1 und R=1 sind "Verbotener Zustand" genannt. Dieser sollte möglichst nicht vorkommen und kann mit einem Set- oder Reset vorrang verhindert werden. Um den Verbotenen Zustand zu verhindern sollten bestenfals keine Hebel zum Schalten verwendet werden. Wenn beide Eingänge ausgeschaltet sind, befindet sich der RS-NOR-Latch im sogenannten Speicherzustand. Hierbei wird der Ausgang nicht verändert.

S R Q Q Bezeichnung
1 1 Unbestimmt Unbestimmt Verboten
1 0 1 0 Setzen
0 1 0 1 Rücksetzen
0 0 Unverändert Unverändert Speichern

RS-NAND-Latch

Datei:RS NAND latch.gif

Varianten eines RS-NAND-Latches.

Ein RS-NAND-Latch ist ein RS-NOR-Latch, an dem alle Eingänge und Ausgänge negiert werden, oder man baut ihn wie den RS-NOR-Latch, nur mit NAND-Gattern anstatt den NOR-Gattern. Der Unterschied zwischen einem RS-NAND- und einem RS-NOR-Latch ist, dass man beim RS-NAND-Latch Q anschaltet indem man kurz R ausschaltet und um Q auszuschalten muss man kurz S ausschalten. Der Speicherzustand befindet sich hier bei R=1 und S=1 und der Verbotene Zustand ist wenn R=0 und S=0.

S R Q Q Bezeichnung
1 1 Unverändert Unverändert Speichern
1 0 0 1 Rücksetzen
0 1 1 0 Setzen
0 0 Unbestimmt Unbestimmt Verboten

SL-Flip-Flop

Datei:SL-Flip-Flop EL-Flip-Flop.png

Ein EL-Flip-Flop neben einem SL-Flip-Flop.

Ein SL-Flip-Flop ist ein normaler RS-Flip-Flop mit Setzvorrang. Setzvorrang ist wenn anstatt des Verbotenen Zustands der Setzen-Zustand ist. Dies wird erreicht indem man vor dem R Eingang ein Und-Gatter setzt wovon ein eingang R und der andere Eingang S ist.

S R Q Q Bezeichnung
0 0 Unverändert Unverändert Speichern
0 1 0 1 Rücksetzen
1 0 1 0 Setzen
1 1 1 0 Setzen

EL-Flip-Flop

Ein EL-Flip-Flop ist ein RS-Flip-Flop mit Rücksetztvorrang. Rücksetztvorrang ist wenn anstatt des Verbotenen Zustands der Rücksetz-Zustand ist. Dies wird erreicht indem man vor dem S Eingang ein Und-Gatter setzt wovon ein Eingang S und der andere Eingang R ist.

S R Q Q Bezeichnung
0 0 Unverändert Unverändert Speichern
0 1 0 1 Rücksetzen
1 0 1 0 Setzen
1 1 0 1 Rücksetzen

D-Flip-Flop

Datei:D flip-flop vAB.gif

Variante A und B.

Datei:D-latch vC.png

Variante C.

Datei:D-latch vD.png

Variante D.

Datei:Compact D Flip Flop vE.png

Variante E.

Datei:ClockMemory-2 vF.png

Variante F.

Ein D-Flip-Flop oder auch Daten-Flip-Flop setzt seinen Ausgang nur unter bestimmten Bedingungen auf den Zustand seines Einganges D. Der einfache D-Flip-Flop (Version A), auch bekannt unter dem namen taktzustandsgesteuerter D-Flipflop oder auch einfach D-Latch, setzt den Ausgang auf den Zustand von D nur, wenn der Clock-Eingang (auch Taktsignal genannt) aus ist. Wenn der Clock-Eingang eingeschaltet ist, wird jede Änderung am D-Eingang ignoriert. Version B besitzt eine Taktflankensteuerung und setzt den Ausgang auf D, wenn im selben Moment der Clock-Eingang von 0 auf 1 gesetzt wird. Version C funktioniert genau wie Version A nur ist diese nur einen Block breit, abgesehen davon, dass der Clock-Eingang nicht negiert ist und sich somit der Ausgang ändert, wenn der Clock-Eingang eingeschaltet ist.

Version A B C D E F
Größe 7x3x2 7x7x2 1x5x6 2x4x5 3x2x7 3x2x6
Fackeln 4 8 5 8 5 4
Redstone Kabel 11 18 6 5 13 8
Repeater 0 0 0 0 0 1
Trigger Level Tacktflanke Level Level Level Level
Ausgang isoliert? Nein Nein Nein Nein Nein Ja
Eingang isoliert? Ja Ja nur C Ja Ja Nein

Andere Redstone Komponenten

Vertikale Leitungen

Datei:Redstone2x2vertical.png

Eine 2x2 Redstonespirale

Öfter ist es nötig, eine vertikale Redstoneleitung bauen zu müssen, z.B. für Kontrolltower. Um dies zu schaffen, ist eine 2×2 Spirale aus Blöcken nötig. Nebenbei kann auch ein Spieler diese Spirale als Treppe nutzen

Datei:Redstone1x1up.png

Ein 1×1 repeater

Wenn Repeater notwendig sind, muss man ein 1x1 Design des Repeaters verwenden bei dem die Kabel alle 15 Blöcke den Zustand wechseln. Das 1x1 Design des Repeaters ist nur bei einer vertikalen Leitung nach oben möglich, da eine Redstonefackel an der Holseite nur Informationen empfangen und an der "Feuerseite" nur Informationen weiterleiten kann.

Datei:Redstone1x2down.png

Eine 1x2 Redstoneleitung

Um eine vertikale Redstoneleitung nach unten zu bauen ist eine 1x2 Leitung nötig.

Impulsgeber

Für manche Anwendungen brauch man ein wechselndes Redstone Signal, welches mit verschieden Möglichkeiten erreicht werden kann, jedoch mit folgender Variante am besten geht:

Datei:RImpuls1.png

Ein Impulsgeber mit einem Sticky Piston

Wenn man den Schalter betätigt, fließt Strom durch den Sandblock in den Redstone Repeater und gibt diesen weiter an den Kolben. Dieser schiebt den Sandblock weg, durch den der Strom floß. Da nun kein elektrisches Signal anliegt, zieht sich der Kolben wieder ein und nimmt den Sandblock mit, sodass wieder Strom fließt. Dadurch erhält man einen schnellen, gleichmäßigen Impuls. Die Geschwindigkeit der Impulse kann jedoch an dem Redstone Repeater eingestellt werden, in dem man ihn rechtsklickt.

Weiterführende Seiten

Vorlage:Minecraft

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