8비트 컴퓨터 만들기 Ben Eater Part.1(clock) [1]
https://www.youtube.com/watch?v=kRlSFm519Bo
8비트 컴퓨터 만들기 첫 단계!
Astable 555 timer - 8-bit computer clock - part 1 라는 유튜브 영상이 Ben eater 제작의 첫 영상이다. 즉, 가장 첫 순서는 Clock 만들기라는 말.
처음 논리 회로부터 하나씩 만들거라는 예상과는 다르게 555 Timer라는 회로를 바로 사용했다. 영상을 다 보고 나니, 555 Timer가 제공되지 않았으면 크고 복잡해졌을거라는 생각도 든다.
총 8개의 핀이 존재하는 555 Timers는 빛을 깜빡일 수 있게 해주는 도구다.
컴퓨터는 입력을 받고, 그 입력을 토대로 계산도 하고, 그 계산을 토대로 출력도 한다! 그 순서대로 차례차례 계산하기 위해서는 한 번에 진행하는 것이 아닌 여러차례의 과정이 필요한데, 그 과정을 만들어주는 친구다.
줄다리기에서 하낫! 둘! 하낫! 둘!을 책임지는 친구랄까.
원리
주제가 555 Timers인 만큼, 모듈이 제공되더라도 속 내용을 아는 것이 중요하다.
근데, 유튜브가 자막 없는 영어 설명이라,, 완벽하게 이해하기를 포기했다. 사실 그냥 알고 넘기자는 수준으로 들었다.
1. 충전
처음에 전구는 켜져있는 상태라고 가정하자.
왼쪽 줄에 전압이 가해지면서, 왼쪽 아래 평행한 두 줄 기호인 콘덴서에 전력이 충전된다. 사진의 맨 아래 주황 그래프에서 곡선으로 올라가는 것이 충전되는 전압을 의미.
2. 전압이 1.67을 넘었을 때
그림 중 세모로 보이는 기호는 + 모양으로 생긴 쪽의 전압이 - 모양으로 생긴 쪽의 전압보다 클 때 1을 반환하는 회로.
콘덴서의 전압이 1.67을 넘으면 2 Trigger의 전압이 1.67보다 커지게 되고 -> SR Latch의 set이 0이 된다.
* SR Latch
| Set | Reset | Output(Q) |
| 0 | 0 | 이전 값 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 정의 안 함 |
즉 위 표에서 R과 S가 모두 0이므로 이전 값 유지 -> 전구는 계속 켜짐
Set 1, Reset 1이 되면 고장날 수도 있다는 것 같다. 제대로 된 작동을 위해 0, 0인 상태를 만든 것.
3. 전압이 3.33보다 커졌을 때
이 부분이 중요하다!
Set 0 Reset 1로 설정되어 전구는 꺼지게 되고 위쪽 반도체가 켜진다. 반도체를 이용해 접지로 향하는 새로운 길을 만든다.
=> 전류의 흐름이 아래로 향하는 기존과 달리 위쪽으로 향하게 된다. 변화된 전류의 흐름은 콘덴서 전압의 감소를 불러온다.
이해 안되는 점
설명하다 보니까 이해가 안된 점이 있다.
콘덴서의 전압량에 따라서 좌측 전선의 전압량이 결정되었다는 점이다. 애초에 콘덴서가 존재하기 전부터 좌측의 전선은 5V에 연결된거 아닌가?? 저항의 크기가 너무 커서 영향이 없는건가?? 왜 콘덴서의 전압이 충전되면서 3.33V를 넘겨야 하는거지??
추가 내용 - 노이즈
영상 뒷부분에서는 노이즈와 관련된 내용이 나온다.
분명 전구가 올바르게 깜빡이고 있는 것 같지만 가로를 확대해서 보니, 켜질 때 여러 번 반복해서 켜졌다가 꺼졌다가 하는 것이 보인다. Clock이 컴퓨터 흐름의 토대를 이루는 것이니 여기서 노이즈가 발생하면 문제가 생길 수 있다. (어떤 회로는 clock이 1번 켜진 걸로 인식하고 다른 회로는 2번으로 인식하는 문제). 그래서 콘덴서 다른 거 하나를 추가해서 문제를 해결했다. 그 원리까지 너무 궁금하지만,, 영어가 어려워서 포기.. 나 좀 알려주실 분...
두 번째는 예상보다 더 큰 전력으로 켜진다는 것이다.
그 이유는 브레드 보드 내의 잔류전기와 선에서 나오는 자기장 때문이라고 한다.
이 점은 완화는 가능해도, 어쩔 수 없는 부분인 듯 하다.