Logik ohne Chip: Leser, Schreiber, Speicher, Vergleich, Mathematik

Nicht jede Steuerung braucht einen IC10. Für „Lüftung an, wenn der Druck zu niedrig ist“ reichen ein paar kleine Logikbausteine an der Wand. Jeder davon kann genau eine Sache: einen Wert holen, zwei Werte vergleichen, rechnen oder einen Wert in ein Gerät schreiben. Hintereinander geschaltet ergeben sie eine Steuerung.

Die vier Bausätze#

Alle Logikbausteine kommen aus dem Elektronik-Drucker und brauchen nur die erste Druckerstufe.

Bausatz	baut unter anderem
Kit (Logik E/A)	Logiklesegerät, Logik-Schreiber, Batch Lesegerät, Batch-Schreiber, Slot-Leser, Logik-Spiegel
Kit (Logik-Prozessor)	Logik-Vergleich, Logik Mathematik, Logik auswählen, Logik Min/Max, Mathe Unär, Logisches Tor, PID-Regler
Kit (Logik-Speicher)	Logik Speicher, Hash-Generator
Kit (Logikschalter)	Hebel, Taste, Zifferblatt, Schalter, Wichtige Taste

Aus einem Bausatz wählst du beim Bauen, welches Teil entsteht.

Das Grundprinzip: Eingang, Ausgang, Setting#

Fast alle Bausteine sitzen im 0,5-m-Raster an der Wand und haben drei Arten von Anschlüssen:

• einen oder zwei Dateneingänge,
• einen Datenausgang,
• einen eigenen Stromanschluss. Laut Spieldaten braucht jeder dieser Bausteine 10 W.

Das Ergebnis eines Bausteins steht in seinem Setting. Bei Leser, Vergleich und Mathematik kannst du Setting nur lesen – der Baustein füllt es selbst. Ein- und ausschalten lässt sich jeder über On, und Error meldet ein Problem.

Ausnahmen ohne Stromanschluss und mit 0 W sind der Speicher, Hebel, Taste und Drehknopf. Sie haben nur Datenanschlüsse.

Werte holen und schreiben#

Der Logik-Leser holt einen Wert von einem Gerät und stellt ihn als Setting bereit. Der Logik-Schreiber macht das Umgekehrte: Er nimmt das Setting eines anderen Logikbausteins und schreibt es in einen LogicType eines Geräts. Er hat deshalb kein lesbares Setting, sondern neben On nur ForceWrite (nur schreiben).

Die Batch-Varianten arbeiten wie lb und sb im IC10: Sie sprechen nicht ein einzelnes Gerät an, sondern alle Geräte eines Typs im Datennetz, ohne auf Namen zu achten. Ein Batch-Schreiber schaltet so zum Beispiel alle Lüftungen gleichzeitig.

So stellst du sie ein#

Alles geschieht mit dem Schraubenzieher in der Hand. Jeder Baustein hat kleine Stellpunkte; ein Klick springt zur nächsten Auswahl, mit gedrückter Taste C (Standardbelegung) zur vorigen. Der Tooltip zeigt, was gerade gilt.

Baustein	Stellpunkte	wählt aus
Logik-Leser	Gerät, Wert	Geräte im Eingangsnetz, nach Namen sortiert
Logik-Schreiber	Ziel, Wert, Quelle	Ziel im Ausgangsnetz, Quelle (ein Logikbaustein) im Eingangsnetz
Batch-Leser	Gerätetyp, Wert, Methode	Typen im Eingangsnetz; Average, Sum, Minimum, Maximum, Count
Batch-Schreiber	Gerätetyp, Wert, Quelle	Typen im Ausgangsnetz, Quelle im Eingangsnetz

Drei Regeln sparen viel Sucherei:

• Die Netze zählen. Ein Leser sieht nur, was an seinem Eingangskabel hängt; ein Schreiber schreibt nur in Geräte an seinem Ausgangskabel. Der Batch-Leser verlangt außerdem ein Kabel am Ausgang, sonst meldet er einen Fehler.
• Fehlt das Ziel, bleibt der alte Wert. Verschwindet das gelesene Gerät oder kann es den Wert nicht liefern, steht Error auf 1, und der Leser behält sein letztes Setting – kein NaN, keine 0. Ein Chip mit lbn bekommt dagegen NaN und merkt den Ausfall.
• Schreiber schreiben nur bei Änderung. Schaltet jemand das Zielgerät von Hand um, bleibt es so, bis sich der Wert an der Quelle ändert. Eine Zahl größer 0 in ForceWrite erzwingt ein erneutes Schreiben.

Vergleichen und rechnen#

Baustein	Modi (Mode)
Logik-Vergleich	0 Equals, 1 Greater, 2 Less, 3 NotEquals
Logik-Mathematik	0 Add, 1 Subtract, 2 Multiply, 3 Divide, 4 Mod, 5 Atan2, 6 Pow, 7 Log
Logik Min/Max	0 Greater, 1 Less
Logik auswählen	0 Equals, 1 Greater, 2 Less, 3 NotEquals
Mathe Unär	15 Funktionen von Ceil bis Not, darunter Abs, Round, Sqrt, Sin
Logisches Tor	AND, OR, XOR, NAND, NOR, XNOR

Mode ist lesbar und schreibbar – ein Chip kann den Rechenweg also auch umstellen. Das Logische Tor kennt übrigens NAND und XNOR, die es im IC10 als Befehl nicht gibt.

Vergleich und Mathematik haben zwei Dateneingänge, je einen pro Wert. Mit dem Schraubenzieher wählst du an je einem Stellpunkt den Baustein im ersten und im zweiten Eingangsnetz, am dritten den Modus. Als Eingang taugen nur Logikbausteine mit Setting – einen Sensor schließt du also über einen Leser an.

Bedienteile und Speicher#

• Hebel: Open (lesen und schreiben) ist seine Stellung, Setting folgt ihr. Lock sperrt nur die Hand, ein Chip kann ihn weiter umlegen.
• Taste: Ein Druck setzt Activate und Setting für rund 0,55 s auf 1. Lock sperrt sie.
• Drehknopf: Mode ist die Obergrenze (0 bis 1000, mit dem Schraubenzieher in Zehnerschritten), Setting die Stellung von 0 bis zur Obergrenze, Ratio = Setting ÷ Mode. Ein neuer Knopf steht auf Obergrenze 0 und dreht sich erst, wenn du sie einstellst.
• Logik-Speicher: hält eine Zahl in Setting, lesbar und schreibbar. Von Hand stellst du sie mit dem Schraubenzieher (±100, ±1, mit C ±10, ±0,1) oder dem Etikettierer ein. Er hat zwei Datenanschlüsse und braucht keinen Strom.

Alle vier haben einen Namen und einen Prefab-Hash. Ein Chip kann sie deshalb auch per lbn lesen – ein Hebel an der Wand wird so zum Hauptschalter für ein Programm.

Ein Beispiel: Lüftung nach Druck#

Aufgabe: Eine Aktive Lüftung soll laufen, solange der Raumdruck unter 95 kPa liegt.

1. Ein Logik-Leser liest Pressure vom Gassensor.
2. Ein Logik-Speicher hält die Grenze 95.
3. Ein Logik-Vergleich im Modus 2 Less bekommt Leser und Speicher an seine beiden Eingänge.
4. Ein Logik-Schreiber schreibt das Ergebnis des Vergleichs in On der Lüftung.

Der Strombedarf als Rechenbeispiel: Leser, Vergleich und Schreiber brauchen je 10 W, der Speicher nichts. Das sind 30 W – weniger als die 50 W eines IC-Gehäuse. Dazu kommen 1 W für den Sensor und 100 W für die Lüftung.

Wann der Chip besser ist#

Logikbausteine lohnen sich für einzelne, feste Aufgaben: einen Wert anzeigen, ein Gerät nach einem einzigen Vergleich schalten. Sobald du eine Hysterese, mehrere Bedingungen oder viele gleichnamige Geräte brauchst, wird die Kette lang. Ein IC10 erledigt dieselbe Aufgabe in einem Gehäuse.

Hier ist die Lüftungs-Aufgabe als Programm, mit Band und einem Hebel als Hauptschalter:

# Lueftung nach Druck, Hebel als Hauptschalter
define SENSOR -1252983604      # Gassensor (StructureGasSensor)
define LUEFTUNG -1129453144    # Aktive Lueftung (StructureActiveVent)
define HEBEL 1220484876        # Hebel (StructureLogicSwitch)
define NSENSOR HASH("Sensor Lager")    # Name des Sensors
define NLUEFT HASH("Lueftung Lager")   # Name der Lueftungen
define NHEBEL HASH("Hebel Lager")      # Name des Hebels
define DRUCKMIN 95             # kPa, darunter einschalten
define DRUCKMAX 101            # kPa, darueber ausschalten
alias frei r0
alias druck r1
alias an r2
alias tmp r3

sbn LUEFTUNG NLUEFT Mode 0     # einmal: Modus 0 = in den Raum blasen
start:
yield
lbn frei HEBEL NHEBEL Open 0
bnan frei aus                  # kein Hebel: sicherheitshalber aus
beqz frei aus                  # Hebel umgelegt auf aus
lbn druck SENSOR NSENSOR Pressure 0
bnan druck aus                 # kein Sensor: aus
slt tmp druck DRUCKMIN
select an tmp 1 an             # zu wenig Druck: an
sgt tmp druck DRUCKMAX
select an tmp 0 an             # genug Druck: aus
sbn LUEFTUNG NLUEFT On an
j start

aus:
move an 0
sbn LUEFTUNG NLUEFT On an
j start

Zwischen 95 und 101 kPa behält das Programm den letzten Zustand bei – das ist die Hysterese, die der Kette oben fehlt. Mode schreibt es nur einmal vor der Schleife: Jedes Schreiben von Mode setzt bei der aktiven Lüftung die Druckgrenzen auf die Werkswerte zurück, auch wenn sich der Modus gar nicht ändert. Fehlt der Hebel oder der Sensor, liefert lbn NaN, und die Lüftung geht aus. Mehr zu diesem Muster steht in IC10: Gerät per Name steuern und in der Lektion Hysterese.

Typische Fehler#

• Der Baustein hat keinen Strom. Leser, Schreiber, Vergleich und Mathematik brauchen einen eigenen Stromanschluss, nicht nur Daten.
• Ein- und Ausgang vertauscht. Die Lage der Anschlüsse zeigt das Anschluss-Schaubild auf jeder Geräteseite.
• Ein Wert passt nicht zum Gerät. Nicht jeder LogicType ist bei jedem Gerät schreibbar – Pressure eines Sensors etwa nur lesbar. Welche Werte ein Gerät kennt und ob sie lesbar (R) oder schreibbar (W) sind, steht auf seiner Seite unter „IC10 und Logik“.

Weiter#

• IC10: der erste Chip – wenn die Kette zu lang wird
• Anzeigen und Konsolen: LED-Anzeigen, Konsolen, Platinen – Ergebnisse sichtbar machen
• Sensoren: Gas, Tageslicht, Bewegung, Anwesenheit – woher die Messwerte kommen
• Akademie: Hebel und Tasten, Taste als Umschalter, Zustand merken