Как из профильной трубы сделать ворота


Ворота из профильной трубы своими руками: чертежи и эскизы

Ворота для дома или дачи могут быть изготовлены самостоятельно. Подходящим материалом для этой цели является металл.

Существует большое количество различных способов изготовления проезда из этого материала, но наиболее простым и практичным техническим решением, является использование профильной трубы. При наличии сварочного аппарата ворота из профильной трубы своими руками можно изготовить в течение одного дня.

Виды ворот из профильной трубы

Изготовление ворот из профильной трубы своими руками может осуществляться следующих видов:

  1. В виде решётки.
  2. Обшитые сайдингом, деревом либо профнастилом.
  3. С элементами ковки.
  4. Ажурные.

Если створки устанавливаются для того, чтобы скрыть двор от посторонних глаз, то из профиля изготавливается только рама ворот, а свободное пространство полностью закрывается с помощью любого сплошного материала.

В случае, когда необходимо установить ворота с элементами декора, то при сборке следует использовать кованые изделия, которые не закрывают обзор участка за ограждением. Ворота также могут быть изготовлены с использованием внутри рамы параллельно расположенных отрезков профильной трубы небольшого сечения.

Вне зависимости от вида ворот изготавливаемых самостоятельно из профильной трубы, необходимо правильно подобрать материал для изготовления опор, каркаса и внутреннего заполнения рамы.

Выбираем профильную трубу

Только при наличии качественного материала можно изготовить ворота, геометрическая форма которых не изменится в течение длительного промежутка времени.

Если на поверхности материала имеется глубокая коррозия, то от использование такого профиля следует отказаться. Поэтому, если нужно использовать материал, который остался от выполнения других видов строительных работ, его следует тщательно осмотреть перед использованием.

Самым правильным вариантом является приобретение профильной трубы на металлобазе. Для изготовления конструкции потребуется материал следующего сечения:

  • Для изготовления опор — 80*80 мм.
  • Для рамы — 60*40 или 40*20 мм.
  • Для перемычек — 40*20 или 20*20 мм.

Толщина стенок металлической трубы не должна быть менее 2 мм.

Для выполнения сварочных и монтажных работ также понадобятся:

Когда все материалы и инструменты будут приготовлены можно приступать к непосредственному изготовлению сварной конструкции.

Процесс изготовления ворот из профильной трубы

Прежде чем приступить к практической части, составляются подробные чертежи и эскизы данного изделия. На бумаге следует обязательно указать длину и высоту сооружения, а также количество перемычек между горизонтальными плоскостями.

Если изготавливается распашная конструкция, то необходимо сварить две одинаковые по размеру створки.

При конструировании более сложной, откатной системы, ворота выполняются в виде одного длинного полотна прямоугольной формы.

Вне зависимости от типа конструкции, ширина не должна быть менее 3 метров, а высота — 1,6 м.

После выбора типа ворот и указания основных размеров элементов конструкции, металлический профиль разрезается на отрезки нужной длины. При изготовлении распашных ворот для получения абсолютной симметрии двух створок, рекомендуется разрезать профиль, ориентируясь по длине отрезков сделанных ранее для одной из половинок. Вертикальные перемычки также должны быть идеально ровными и совпадать по длине.

Для сооружения опор используется профильная труба большого размера, длина которой должна составлять не менее 2,5 метров. Около 1/3 от длины опоры будет установлено в землю с обязательным бетонированием. Только при таком способе фиксации вертикальных опор можно добиться максимальной устойчивости всей конструкции.

Если при изготовлении ворот будут использованы декоративные кованые вставки, то при заказе данных элементов в кузнечной мастерской, следует указать мастеру точные размеры каркаса. Несмотря на высокую стоимость кованых деталей, применение таких элементов, позволит изготовить оригинальную конструкцию с красивым узором.

Когда все детали будут подготовлены, осуществляются сваривание ворот по заранее намеченному эскизу.

Видео:

Сварочные работы

Поэтапно сварка ворот из профильной трубы производится следующим образом:

  1. Подготавливается горизонтальная площадка подходящего размера, на которой должны отсутствовать легко воспламеняющиеся предметы.
  2. Сваривается каркас ворот из профильной трубы.
  3. Привариваются внутренние декоративные элементы либо отрезки профильной трубы 40 * 20 мм.
  4. Если изготавливается распашная конструкция, то необходимо приварить петли к одной из сторон распашных створок.

После выполнения всех вышеописанных действий потребуется установить опоры для распашной конструкции, а для раздвижной — специальный роликовый механизм.

Установка вертикальных опор

При выполнении данной операции потребуется соблюдение следующих условий:

  • Установить опоры строго вертикально.
  • Зафиксировать профильную трубу в грунте на глубину не менее 1 метра.
  • Тщательно забетонировать подземную часть опоры.

Прежде всего следует отметить расположение ямок, глубина  которых должна составлять не менее 1 метра. Диаметр ямок при ручном выполнении работы должен быть около 0,5 метра, при использовании мотобура, диаметр рабочей части инструмента, также должен равняться 50 см.

После того как ямки будут вырыты на дно следует насыпать небольшое количество щебня с песком и хорошо утрамбовать. Затем устанавливаются опоры и пространство между профильной трубой и стенками заполняется бетонным раствором. Для установки опоры в строго вертикальном положении, во время выполнения работы, следует использовать строительный уровень.

После полного высыхания раствора к опорам приваривается нижняя часть петли и каждая створка ворот навешивается на опору. Для надёжного крепления створок ворот, на каждую секцию рекомендуется установить не менее 4 цилиндрических петель. Для плавного хода створок, если конструкция не оснащена дополнительными механизмами скольжения, рекомендуется в нижнюю часть петли установить шарик от подшипника.

Видео:

Установка раздвижных ворот

Если ворота из профильной трубы изготавливаются раздвижного типа, то установка такой конструкции потребует значительно больше времени и денег. Потребуется приобрести направляющие и ролики, а также автоматическую систему с электроприводом, которая будет открывать проезд, при поступлении радио-сигнала.

Для надёжной фиксации механизма, который будет удерживать ворота, следует установить опорные столбы. Кроме опорных столбов необходимо сделать фундамент на который устанавливается швеллер. Швеллер устанавливается на фундамент во время монтажных работ, а после высыхания бетонного раствора к нему привариваются роликовые тележки.

К вертикальным профильным опорам также необходимо приварить каретки и ловушки, после чего ворота можно устанавливать на ролики кареток, которые закреплены в горизонтальном положении. Фиксация должна быть осуществлена в строго горизонтальном положении. Если во время установки будет наблюдаться перекос, то необходимо переустановить каретки таким образом, чтобы боковые углы конструкции находились в одной плоскости.

После того как ворота будут установлены идеально ровно, необходимо приварить верхние ролики. Концевой ролик также устанавливается после тщательного выравнивания конструкции с применением строительного уровня.

Видео:

Заключение

Как правильно сварить ворота из профильной трубы рассказано в статье. Если работа выполняется впервые и нет опыта сварочных работ, то рекомендуется изготовить простейшую конструкцию распашного типа.

При использовании качественных материалов и при неспешном, аккуратном выполнении каждого этапа работ, самостоятельно изготовленные ворота будут служить долгое время.

Как быстро и качественно сделать ворота из профильной трубы?

Любой забор предполагает вход, который, как и есть, калитка и калитка. Эти части забора обычно являются самыми дорогими элементами ограды из-за сложности их изготовления и монтажа. Однако в этом случае вполне можно сэкономить, сделав калитку и калитку из профильной трубы своими руками.

Преимущества профильной трубы как материала для ворот

Профильная труба - один из самых экономичных материалов с отличной прочностью, надежностью и длительным сроком службы.Стоимость трубы не низкая. Однако эксплуатационные характеристики профиля, а также возможность создания конструкций без использования дополнительных рабочих полностью компенсируют цену на сырье. Это дает возможность отнести этот материал к наиболее подходящим для изготовления ворот из профильной трубы своими руками.

Все, что требуется, это минимальные навыки работы с болгаркой и сваркой, а также некоторые знания чертежей.

Чертеж ворот

Перед тем, как приступить к строительству, необходимо заранее подготовить чертеж ворот из профильной трубы.Во-первых, это позволит точно рассчитать необходимое количество материала. Во-вторых, это гарантирует правильный монтаж, отсутствие перекосов и аккуратный внешний вид.

Изначально необходимо провести все замеры, на основании которых составляется чертеж. Эта мера включает в себя измерение зазора между опорами и расчет площади каждой створки. Кстати, еще при возведении забора необходимо расположить столбы, на которые будут крепиться ворота из профильной трубы, на расстоянии, достаточном для движения автомобиля или другой техники.Также обратите внимание на достаточно места, чтобы полностью открывать будущие створки.

Расчетные особенности

При планировании ворот обязательно учитывайте наличие материала. Если конструкция расположена на свободно обдуваемой местности, створки не следует делать слишком большими и из твердого материала. Дело в том, что в этом случае нагрузка на каркас значительно возрастет, а значит, ворота из профильной трубы придется усилить. Это увеличит стоимость ограждений и усложнит монтажные работы.Поэтому предпочтительнее использовать такой строительный материал, как сетка или решетка.

Что еще нужно сделать, так это рассчитать длину клапанов с таким учетом, чтобы они свободно сходились друг с другом. В случае, если в дальнейшем ворота из профильной трубы будут обшивать профнастилом, рекомендуется учесть количество ребер жесткости на каждой створке, чтобы они не цеплялись друг за друга.

Если профильная труба служит каркасом для футеровки, убедитесь, что она встала на место.

Выбор материала для изготовления ворот

После того, как будет сделан эскиз будущих ворот, необходимо рассчитать количество необходимого материала. В этом случае, как и при строительстве любого другого сооружения, обязательно сделайте 10% маржу на непредвиденные обстоятельства.

Ворота из профильной трубы могут быть выполнены из материала разного сечения: круглого, прямоугольного или квадратного.

Наиболее экономичными являются последние два варианта, для их производства используется несколько меньше сырья, чем для круглых труб.Еще одним преимуществом трубы квадратного или прямоугольного сечения является то, что работать с этим материалом сможет даже начинающий сварщик, так как из профилированных труб с прямыми сторонами сваривать ворота намного проще.

Кроме того, не стоит забывать о размере сечения трубы. В основном используются профильные трубы сечением 40 х 20 мм или 50 х 50 мм. Однако не стоит забывать о ветровой нагрузке на конструкцию, в некоторых случаях требуется большее сечение, например 60 х 30 мм.

Процесс изготовления ворот

Конечно, первое, что требуется, это подготовить все необходимые инструменты и материалы для работы.Если профильная труба покрылась ржавчиной, ее необходимо очистить и обезжирить, после чего разрезать на куски необходимой длины. Некоторые строители сразу покрывают материал грунтовкой и защитным составом. Но при сварке слой инструмента будет поврежден, поэтому обработку лучше проводить после установки.

Часто возникает вопрос, как правильно сварить калитку из профильной трубы. Главное - соблюдать технологию и порядок сварочных работ. Работы обязательно нужно проводить на устойчивой ровной площадке, не подверженной возгоранию.При этом используйте маску для лица или очки, перчатки, а в качестве одежды выберите костюм из плотной ткани.

Порядок приваривания листовок

Весь процесс сварки занимает относительно мало времени и выполняется в соответствии с общей технологией данной работы. Перед сваркой элементов сплошным швом их предварительно прихватывают точечной сваркой. Затем проверьте точность размеров изготовленной детали. Если все сделано правильно, выполняется сварочный шов, который впоследствии шлифуется.

Сначала по углам приваривается рама или рама ворот, необходимо проследить, чтобы обе двери находились в одной плоскости. Как вариант, сначала приваривают общий каркас, который в последствии вырезается посередине. Такой подход гарантирует точность соблюдения требуемых размеров заслонки.

После изготовления каркасов их необходимо укрепить. Для этого на основной каркас привариваются дополнительные ребра жесткости того же профиля, а к углам привариваются металлические пластины треугольной формы.

Еще один важный момент - сварочные петли. Первые половинки этих деталей крепятся непосредственно к створке ворот. Надеваются вторые половинки и, поставив створку на необходимую высоту, нижняя часть петель приваривается к опорам. Для выполнения этой работы лучше пригласить еще одного человека, который при пришивании петель зафиксирует ворота в нужном положении.

После выполнения всех сварочных и шлифовальных работ готовый каркас покрывается защитным средством.Это может быть лак, мастика или краска. Затем можно переходить к облицовке каркаса выбранным строительным материалом.

.

Как сделать ворота из пластиковой трубы | Руководства по дому

Коммерческие ворота из дерева или металла могут быть довольно дорогими, и они не всегда бывают тех размеров, которые вам нужны для вашего дома или сада. Кроме того, изготовление одного из этих материалов требует навыков плотницких работ или обработки металла, которыми обладают не все. Нет проблем! Труба из ПВХ относительно недорогая, требует небольшого количества инструментов и настолько проста в использовании, что практически любой может создать прочные, функциональные и привлекательные ворота за несколько часов.

Отмерьте, отметьте и отрежьте семь кусков трубы ПВХ длиной 1 1/4 дюйма длиной 30 дюймов и 12 кусков длиной 4 1/2 дюйма с помощью ножовки.

Наденьте оба тройника на одну 30-дюймовую секцию трубы и протолкните изгиб под углом 90 градусов на каждый конец той же детали.

Прижмите два других колена с углом 90 градусов к концам второй 30-дюймовой секции трубы и наденьте тройники на каждый конец всех остальных 30-дюймовых деталей.

Разложите 30-дюймовые отрезки трубы с прикрепленными к ним фитингами в следующем порядке слева направо... Труба с двумя коленами и обоими тройниками, пять труб с тройниками и оставшаяся труба с двумя коленами. Поместите один кусок трубы из ПВХ диаметром 4 1/2 дюйма между всеми трубами сверху и снизу.

Вдавите все короткие отрезки трубы в смежные фитинги сверху и снизу, чтобы собрать затвор. Используйте клей ПВХ на каждой детали при их сборке, если вы хотите более прочный затвор, в противном случае просто установите детали на трение, чтобы их можно было разобрать в будущем.

Прикрепите две внешние монтажные заглушки из ПВХ к стороне петель столбов ворот на расстоянии около 2 футов друг от друга - при измерении от внешней стороны фитингов - с помощью отвертки и 2-дюймовых шурупов.

Просверлите отверстие диаметром 1/4 дюйма на полпути с внешней стороны и насквозь, чтобы кусок трубы из ПВХ служил внешней рамой ворот. Это сторона ворот с защелкой.

Установите шайбу на конец рым-болта из нержавеющей стали и протолкните его через отверстие снаружи. Надежно затяните болт с помощью шайбы и гайки на противоположной стороне трубы.

Присоедините калитку к стойке, плотно вдавив две тройниковые вставки во внешние монтажные колпачки.Свободная посадка 1 1/2-дюймовых тройников на 1 1/4-дюймовую трубу из ПВХ на внешней стороне ворот позволяет им действовать как петли, обеспечивая полное перемещение на 180 градусов.

Закройте ворота и вкрутите крючковую часть крюка и проушину защелки в противоположную стойку ворот на уровне закрытого рым-болта на воротах. Защелкните ворота, чтобы проверить точность положения защелки, и при необходимости отрегулируйте.

.

Как сделать ворота для домашних животных из ПВХ | Домашние гиды

Ворота для домашних животных, купленные в магазине, могут быть дорогими, и может быть трудно найти ворота правильного размера для вашего питомца и дверного проема. Трубы из ПВХ можно использовать для создания индивидуальных ворот, которые можно подогнать под любой дверной проем в вашем доме. Материалы, из которых изготовлены эти ворота, относительно дешевы, поэтому, если у вас есть домашнее животное, которое любит жевать, поврежденные детали можно легко заменить за небольшую плату.

Измерьте ширину дверного проема, который вы хотите заблокировать.Вычтите 4 дюйма из этого измерения, чтобы учесть зазор. Отрежьте ножовкой два куска 1-дюймовой трубы из ПВХ до этой длины.

Определите, какой высоты вам нужны ворота, исходя из того, какое у вас домашнее животное. Для маленьких домашних животных выбирайте достаточно высокую высоту, чтобы они не мешали им, но при этом достаточно низкую, чтобы вы могли перешагнуть через нее. Отрежьте ножовкой два куска 1-дюймовой трубы из ПВХ до этой длины.

Положите четыре куска отрезанной трубы из ПВХ на пол и установите их в сухом виде до прямоугольной формы с 1-дюймовыми Т-образными ПВХ-соединителями на каждом углу. .Каждый Т-образный соединитель должен иметь оставшийся открытый конец параллельно верхней и нижней трубам из ПВХ.

Разберите трубы и нанесите клей ПВХ на внутреннюю часть каждого Т-образного соединителя. Снова соберите калитку на полу и вкрутите трубы в соединитель, чтобы распределить клей для труб и образовать прочную связь.

Нарежьте пластиковую сетку ножницами по размеру ворот. Положите пластиковую сетку на ворота и прикрепите ее к трубам из ПВХ с помощью кабельных стяжек с интервалом 3 дюйма.

Проденьте натяжные стержни через верхнюю и нижнюю трубы из ПВХ.

Поместите ворота для домашних животных из ПВХ в желаемый дверной проем и отрегулируйте стержни, чтобы они плотно прижимались к каждой стороне дверной коробки.

.

Как работают логические вентили в цифровой электронике | EAGLE

Бинарный мир единиц и нулей сам по себе не позволяет нам повторно приземлять ракеты посреди океана, доставлять посылки за считанные минуты с помощью дронов или наносить на карту известную физическую вселенную и все ее чудеса. Нет, что делает все это возможным, так это наша способность разрезать двоичные числа во всех их бесконечных возможностях с помощью сложной математики. Наша способность складывать, вычитать, умножать и делить двоичные числа различными способами - вот что позволило нам создать мир цифровой электроники, который мы знаем сегодня.Чтобы перейти от нулей к последним достижениям в медицине, освоении космоса и науке, вам нужно начать с логических ворот.

На ферме

Допустим, вы живете на ферме, и у вас есть стая кур, которых нужно разводить на хорошем участке земли. Каждое утро вы просыпаетесь, открываете ворота на свою ферму и отпускаете цыплят на пастбище. Эти ворота - ваш метод контроля за потоком цыплят на ферму и из нее, а также в достижении ваших целей по созданию счастливых и здоровых существ, которые годами продолжают откладывать яйца.

Выходы бывают разных видов, для кур - для яиц, для электроники - для напряжения!

В компьютере мы также можем использовать ворота для управления потоком и достижения конечной цели, но вместо цыплят мы контролируем поток электрического тока, который проходит по цепи. Этот затвор в мире цифровой электроники известен как транзистор и может находиться в одном из двух состояний: включен или выключен, а также открыт или закрыт, если вы хотите думать о нем как о затворе. Когда транзистор включен или открыт, через него может протекать электрический ток.А когда он выключен, ток не течет.

Когда вы соединяете связку этих транзисторов вместе, вы получаете так называемый логический вентиль , который позволяет вам складывать, вычитать, умножать и делить двоичные числа любым возможным способом. В физической схеме эти логические элементы имеют:

  • Входы . Всем логическим элементам требуется какое-то входное значение, чтобы у них были числа для сравнения. Эти цифры представлены в виде напряжений. Когда у вас входное напряжение 0 В, оно считается низким или 0.А когда на входе напряжение 5 В, оно считается высоким, или 1.
  • Выходы . Как только логический вентиль получает возможность обработать ваш ввод, он может принять решение о том, открыть ли его вентиль или оставить его закрытым. Этот выход полностью определяется типом используемого логического элемента, и некоторые из них открываются только при наличии двух высоких напряжений на входе, тогда как другие открываются только при низком напряжении, но не при высоком напряжении на входе. .

Используя комбинацию высокого и низкого напряжения и отправляя их через вход логического элемента, мы можем творить удивительные вещи.Но, в конце концов, мы все еще работаем над некоторыми фундаментальными вопросами - хотим ли мы позволить конкретному логическому элементу пропускать электрический ток или нет? Хотя на индивидуальном уровне это может показаться упрощенным, объединяя всю эту логику и процесс принятия решений вместе, мы пришли к созданию удивительной цифровой электроники за такой короткий период истории. Но действительно ли логические ворота являются чем-то новым?

Концепции старше, чем вы думаете

Логические ворота существуют дольше, чем вы живете, в различных формах компьютерных технологий.То, что начиналось как механические релейные переключатели, состоящие из электромагнита и набора контактов, вскоре превратилось в электронные лампы для использования в телевизорах, лампочках и т. Д. В 1900-х годах. И хотя эти электронные лампы были намного быстрее своих релейных аналогов, они были такими же громоздкими и ненадежными, что привело нас к созданию транзистора в 1947 году.

Транзисторы были идеальными. Они были надежны, потребляли меньше энергии, чем электронные лампы и реле, и были невероятно маленькими по размеру.Несмотря на различие в размерах и форме, функции реле, электронных ламп и транзисторов были одинаковыми. Они работали как переключатель для управления потоком электричества на основе некоторого входного напряжения.

Первый транзистор во всей красе, прославленный Bell Labs (Источник изображения)

В 1960-х годах мы начали собирать набор транзисторов, что привело к созданию первой интегральной схемы, открывшей век современных компьютеров.Эти ИС начинались с простого, втиснув примерно 20 транзисторов в кремниевый кристалл квадратной формы 3 мм с другими компонентами, такими как резисторы и диоды. Самые ранние ИС назывались маломасштабными интегрированными (SSI) ИС.

Производство микросхем продолжало развиваться, и вскоре в первый микропроцессор, выпущенный Intel в 1974 году, было встроено 4800 транзисторов. Сегодня мы живем в эпоху интегральных микросхем очень большого размера (СБИС), которые могут вместить миллионы и даже миллиарды транзисторов в один крошечный корпус.Все эти интегральные схемы представляют собой математические электростанции, объединяющие головокружительное количество логических вентилей с помощью транзисторов для сложения, вычитания, умножения и деления чисел по своему усмотрению.

Отличный наглядный пример того, как далеко продвинулись интегральные схемы, теперь упакованные в миллионы транзисторов. (Источник изображения)

Логические ворота и цыплята

Существует множество логических вентилей, включая AND, OR, NOT, XOR, NAND и NOR. У каждого из этих логических элементов есть очень специфический способ обработки входных и выходных данных, которые он производит.Но независимо от того, о каком логическом элементе идет речь, входы и выходы разбивают все на два двоичных числа, составляющих цифровую электронику, 1 и 0.

И Ворота

Вернемся на минутку на нашу ферму. Допустим, мы хотим выпустить одну из наших кур, но только если она будет с петухом, чтобы она могла иметь некоторую защиту на нашем пастбище. В этом случае наша курица и петух зависят друг от друга. Если курица и петух вместе, то мы можем пропустить их через наши ворота на пастбище.

Вот как вентиль И работает в электронной схеме. Единственный способ получить высокий выход 1 - это установить на обоих входах 1 с. Давайте разберемся с этим и посмотрим, как это работает, используя наших цыплят в трех сценариях:

  • Если у нас будут курица И петух у ворот, то мы ворота откроем.
  • Если у нас есть курица И нет петуха у ворот, то мы будем держать ворота закрытыми.
  • И если у нас нет курицы И нет петуха у наших ворот, тогда мы будем держать ворота закрытыми.

Видите здесь шаблон? Оба входа ворот И полностью зависят друг от друга. Вы не можете иметь одно без другого, чтобы получить на выходе 1. Вот как все это будет разбито на так называемую таблицу истинности, где A и B являются входами, а Q - выходом:

Как видите, единственный способ получить 1 для выхода - это иметь два одинаковых входа. В противном случае затвор в транзисторе останется закрытым, и электричество не сможет проходить через него.Вот как ворота И будут выглядеть на схеме.

Логический вентиль И с двумя входами и одним выходом.

OR Выход

Снова на нашей ферме, допустим, на этот раз мы поставили забор, поэтому мы не слишком беспокоимся о том, что наши цыплята выйдут с петухом для защиты. В этом примере наша курица и петух не зависят друг от друга, поэтому, если к нашим воротам приблизится курица ИЛИ петух, мы откроем их для них.

С вентилем OR вам нужно, чтобы только один из ваших входов был 1, чтобы выход также был 1.Вот как это было бы в нашем сценарии с курицей:

  • Если у нас у ворот будет курица ИЛИ петух, то ворота откроем.
  • Если у нас будет цыпленок ИЛИ нет петуха у ворот, то ворота откроем.
  • Если у нас нет курицы ИЛИ петуха у ворот, то мы будем держать ворота закрытыми.

Картина здесь тоже довольно четкая. Оба наших входа не зависят друг от друга, и пока один из них присутствует, наши ворота открываются.Вот как все это будет выглядеть в таблице истинности, где A и B являются входами, а Q - выходом:

Если вы хотите быстро идентифицировать вентиль OR на схеме, ищите этот символ:

Логический элемент ИЛИ, для которого требуется только один вход 1.

НЕ Ворота

Ворота НЕ немного усложняют нашу аналогию с курицей, так что давайте попробуем что-нибудь еще. Допустим, у вас на ферме тоже есть козы, но вы никогда не хотите выпускать их за ворота.Так что даже если у нас есть коза у наших ворот НЕ , которая действительно хочет выйти, мы не собираемся открывать ворота. Несмотря на то, что наш козел представляет 1 в нашем логическом элементе в качестве входа, вентиль НЕ всегда дает противоположный выход.

Но предположим, что коза уходит от наших ворот, теперь у нас есть 0 в качестве входных данных, что означает отсутствие козы. Согласно нашим воротам НЕ , на выходе будет 1, что означает, что мы можем держать наши ворота открытыми, пока поблизости нет коз.

НЕ, ворота немного странны по сравнению с другими воротами, поскольку они всегда делают полную противоположность любому входному значению, которое вы им предоставляете. Этим воротам также требуется только один вход для выдачи своего выхода, тогда как другим воротам всегда потребуется два входа. Вот как комбинации для ворот НЕ будут выглядеть в таблице истинности, где A является единственным входом, а Q - выходом:

И довольно легко обнаружить вентиль НЕ на схеме, просто найдите логический вентиль только с одним входом и одним выходом.

Логический элемент НЕ предоставляет в качестве выхода значение, противоположное его входному значению.

Ворота XOR

Возвращаясь к нашей ферме, у нас есть вентиль XOR , который похож на логический элемент ИЛИ, за исключением того, что если присутствуют оба наших входа, то ворота останутся закрытыми. Вы можете думать о вентиле XOR как о своего рода ситуации «или-или». Например:

  • Если у нас есть ЛИБО курица ИЛИ петух у наших ворот, то мы откроем ворота.
  • Если у наших ворот нет курицы или петуха, то мы будем держать ворота закрытыми.
  • Если у нас есть и цыпленок, и петух у наших ворот, то мы будем держать ворота закрытыми.

Другой способ понять вентиль XOR заключается в следующем: вы всегда получите на выходе 1, если ваши входы представляют собой смесь 1 и 0. И если у вас есть два одинаковых входа, например 0 и 0 или 1 и 1, тогда вы получите 0 для вывода. Вот как все комбинации вентилей XOR будут выглядеть в таблице истинности, где A и B являются входами, а Q - выходом:

И чтобы поместить вентиль XOR на схему, обратите внимание на этот символ:

Логический вентиль XOR работает так же, как вентиль ИЛИ, за исключением случаев, когда присутствуют оба входа.

XNOR Ворота

Этот вентиль представляет собой комбинацию вентилей XOR и НЕ . Таким образом, выходы будут равны 1, если входы одинаковы, независимо от того, являются ли они 1 или 0. И если входы разные, на выходе будет 0 или ложь. Для наших цыплят мы можем использовать ворота XNOR, чтобы открывать наши ворота только тогда, когда пара курица и петух отправляется вместе, или если нет курицы или петухов вместе. Например:

  • Если у нас у ворот будет курица ИЛИ петух, то ворота откроем.
  • Если у наших ворот будет курица, но нет петуха, то мы будем держать ворота закрытыми.
  • Если у нас на воротах не будет курицы ИЛИ петуха, то мы откроем ворота.

И вот как все это будет разбито в таблицу истинности, где A и B являются входами, а Q - выходом:

Схематический символ логического элемента XNOR очень похож на логический элемент XOR с добавлением точки в конце вывода:

Логический вентиль XNOR возвращает 1 выходное значение, только если два входа одинаковы.

NAND Gate

Этот вентиль работает аналогично вентилю И , за исключением того, что, когда у вас есть два входа по 1, вы всегда получите выход 0. Итак, предположим, что мы хотим выпускать наших цыплят только по одному, но не с петухом. Гейт NAND - именно то, что нам нужно для этого:

  • Если у нас у ворот есть и цыпленок, и петух, то мы НЕ откроем ворота.
  • Если у нас будет цыпленок И не будет петуха у наших ворот, тогда мы откроем ворота.
  • Если у нас не будет курицы и петуха у ворот, тогда мы откроем ворота.

Если вы застряли на этом, то попробуйте думать об этом так: вентиль NAND работает как вентиль И , так и вентиль НЕ . Сначала он сравнивает два значения, используя логику И , а затем выдает противоположный вывод на основе логики И . Вот как все это разбивается в таблицу истинности, где A и B являются входами, а Q - выходом:

И если вам нужно работать с логическим элементом NAND на схеме, вот символ, который нужно искать:

Логический элемент И-НЕ возвращает выход 0, когда оба входа равны 1.

NOR Ворота

Нашими последними и последними воротами для работы на нашей ферме являются ворота NOR , которые очень похожи на ворота NAND в том, что они имеют выход, противоположный тому, что вы могли ожидать. Вентиль ИЛИ будет работать так же, как вентиль ИЛИ , за исключением того, что его выход противоположен выходу вентиля ИЛИ . Например, вернувшись на нашу ферму, предположим, что на улице бушует жестокий шторм, и мы не хотим выпускать цыплят на пастбище.Калитка NOR - именно то, что нам нужно:

  • Если у нас у ворот будет курица ИЛИ петух, то мы ворота не откроем.
  • Если у нас есть курица ИЛИ нет петуха у ворот, то мы не откроем ворота.
  • Если все наши куры в безопасности в своих курятниках, а не у наших ворот, то мы откроем ворота.

Все еще с нами? Ворота NOR работают как ворота OR , так и ворота NOT . Сначала он сравнивает два значения, используя логику OR , а затем обеспечивает противоположный вывод на основе логики OR .Вот как все это будет разложено в таблице истинности, где A и B являются входами, а Q - выходом:

И если вы ищете ворота NOR на схеме, найдите этот символ:

Логический вентиль ИЛИ-НЕ работает так же, как вентиль ИЛИ с противоположным выходом.

Они супер калькуляторы

Хотя отдельные логические ворота на их поверхности все относительно просты и понятны, именно сочетание этих ворот вместе действительно раскрывает их сверхспособности.Используя комбинацию логических вентилей вместе в интегральной схеме, вы можете выполнять невероятно сложные вычисления. И чем больше логических вентилей вы поместите в одно и то же физическое пространство, тем быстрее вы сможете вычислить! Куда бы вы ни посмотрели в мире цифровой электроники, у вас есть логические ворота, которые делают все тяжелые математические действия, чтобы происходить удивительные вещи. Поэтому в следующий раз, когда вы услышите красивую музыку, льющуюся из ваших динамиков, или вы, не задумываясь, наблюдаете за приземлением ракеты SpaceX посреди океана, помните, что вам нужно благодарить логические ворота, неустанно работая за кулисами.

Готовы поэкспериментировать со своими собственными логическими воротами? Попробуйте Autodesk EAGLE бесплатно!

.

Смотрите также