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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Visualizzazione del gioco Domino. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Indicatori, sensori, rivelatori Talvolta è necessario costruire un indicatore digitale con un numero ridotto di cifre (1 o 2), le cui informazioni devono essere lette da grande distanza, da diverse direzioni e posizioni dell'osservatore, oppure quando l'indicatore stesso si muove con difficoltà (ad esempio esempio, si inclina o si capovolge). Tali indicatori sono utili per veicoli e sistemi di sicurezza, dove possono mostrare lo stato attuale del sistema (livello di disponibilità, ecc.). Gli indicatori tradizionali a sette segmenti sono di scarsa utilità qui, poiché per leggere rapidamente e accuratamente i numeri arabi, devono essere orientati orizzontalmente e sono difficili da leggere in forma invertita o obliqua. Quando si spegne solo un segmento, l'immagine è quasi illeggibile. I creatori di giochi popolari una volta hanno dovuto affrontare problemi simili. Dopotutto, i giocatori devono leggere in modo rapido e accurato le informazioni attuali scritte sugli accessori di gioco. La posizione degli accessori da gioco sul tavolo può essere arbitraria, ma le informazioni devono essere lette in modo inequivocabile da qualsiasi punto del tavolo da gioco. Il principio di maggior successo e collaudato si è rivelato essere il principio di un'immagine mnemonica stilizzata di numeri con punti contrastanti sullo sfondo di un luogo quadrato familiare, utilizzato nel popolare gioco "Domino". I dadi del gioco "Domino" sono barre, il cui lato anteriore è diviso in due spazi familiari di forma quadrata, ciascuno dei quali mostra numeri da "0" (vuoto) a "6" (sotto forma di sei punti). . I bordi dei dadi utilizzati in molti giochi popolari sono contrassegnati in modo simile. È facile notare che i punti del quadrato familiarità si trovano nei nodi della matrice 3x3. La codifica è un semplice numero di punti corrispondenti a un numero, ma non è necessario contare i punti: la loro disposizione forma un simbolo mnemonico facilmente ricordabile ed è sufficiente una rapida occhiata per identificarlo. Il segreto della leggibilità di tali simboli da qualsiasi direzione è che tutti i simboli hanno una simmetria assiale rispetto al nodo centrale della matrice 3x3. Inoltre, anche i simboli mnemonici di tutti i numeri tranne “2” e “3” hanno una simmetria assiale. Propongo un nuovo design per i simboli mnemonici dei numeri “2” e “3”, che hanno anche simmetria assiale (Fig. 1).
Per costruire un indicatore LED basato sul principio di indicazione descritto, è sufficiente installare i LED nei nodi della matrice quadrata. Con il disegno proposto dei simboli mnemonici “2” e “3”, i LED possono essere combinati in gruppi che si accendono lungo le tre linee 1, 2 e 4. Con l'inclusione descritta, appare un nuovo simbolo “7”. Ma la cosa più sorprendente è che il principio descritto è combinato con il codice binario 1-2-4. Ciò significa che è possibile rinunciare al circuito del decoder. In Fig. 1,a è mostrato uno schema pratico di un indicatore acceso direttamente da un contatore binario; In Fig. 1,b è mostrato uno schema di un'unità di reset per la limitazione del conteggio alla posizione “7”. Nonostante la semplicità del circuito di Fig. 1, va notato che la capacità di carico dei microcircuiti TTL è limitata e la luminosità dei LED potrebbe non essere sufficiente. Pertanto è stato proposto un circuito in Fig. 2, in cui i LED sono accesi tramite transistor e quindi la luminosità del bagliore sarà sufficiente. Con l'avvento del driver diventa possibile inserire altri due caratteri “8” e “9”, completando completamente la matrice LED (3x3). Ne è apparso un altro (4a linea di controllo) - 8.
Per testare nella pratica queste nuove funzionalità, ho progettato una serie di circuiti stampati. Queste schede sono schede dimostrative e rappresentano unità universali complete per strutture digitali, grezzi originali. I circuiti stampati delle unità sono realizzati nello stesso stile, misurano 40x40 mm. La Figura 3, a mostra un disegno del falso pannello, Figura 3, b - un disegno del circuito stampato dell'indicatore secondo Fig. 1, Fig. 3, c - un disegno del circuito stampato del driver, Fig. 2, insieme ad un contatore decimale binario sul chip K155IE6.
Propongo una scheda separata per il contatore, sulla quale, in base al timer integrato 555 (analogo domestico di KR1006VI1), è presente un generatore di impulsi (Fig. 4,a) o un pulsante dell'orologio (pulsante con soppressione dei rimbalzi) Fig. 4, b è costruito. Lo strumento offre anche due opzioni di commutazione. Si tratta di un registro buffer di ingresso con controllo del potenziale (simile al registro K555IR22) Fig. 4,d, in cui gli ingressi R e P sono collegati a un filo comune e i dati dagli ingressi 1, 2, 4, 8 vengono trasmessi liberamente alle uscite 1, 2, 4, 8. La seconda opzione è un contatore di impulsi decimale reversibile, Fig. 4, c.
La Figura 5, a, b mostra il layout del circuito stampato del timer e la sua installazione. La Figura 5,c mostra l'installazione del pulsante tattile.
Quando si installa un pulsante dell'orologio, uno dei ponticelli j1 viene riorganizzato, viene installato un pulsante al posto del resistore di "frequenza" R* e i resistori sono collegati tramite il ponticello jp2 per ripristinare il circuito. In entrambi i circuiti del timer integrato (Fig. 4, aeb), vengono utilizzati solo due elementi di regolazione della frequenza R e C, della stessa potenza R = 10 kOhm, C = 10 μF. In modalità generatore, un resistore variabile denominato R* viene utilizzato per modificare la frequenza e, a causa dell'assenza di un bit (secondo) resistore (tra i pin 6 e 7), gli impulsi di uscita del generatore di polarità positiva hanno una breve durata di circa 20 μs, determinato dal ritardo del timer interno. Il generatore può essere collegato a un contatore (a uno degli ingressi dell'orologio per il conteggio in avanti o indietro quando si visualizzano i simboli dell'indicatore fino a 9) o con un circuito di ripristino in Fig. 1, b, se sono necessari solo i simboli fino a 6, oppure con tre cifre di un contatore binario è possibile visualizzare i caratteri fino a 7. Utilizzando l'indicatore del domino e un generatore di impulsi, è facile costruire un generatore di impulsi casuale (un analogo elettronico di un lancio di dadi). Insieme alle tavole allegate - nodi da 40x40, può davvero stare all'interno di un cubo (set per bambini). In questo caso, la frequenza del generatore dovrebbe essere aumentata a 100 Hz (per cui la capacità del condensatore C dovrebbe essere ridotta di 10 volte) e il resistore R* dovrebbe essere ponticellato o rimosso. Quando il timer-generatore si ferma, l'indicatore visualizzerà un segnale casuale (tutti i LED si accenderanno durante la ricerca). Con un pulsante tattile, puoi scorrere manualmente i caratteri passo dopo passo o contare il numero di volte in cui un interruttore di limite funziona su un dispositivo. Se il contatore sulla scheda driver vi sembra superfluo, potete ometterlo oppure saldare lì una presa a 16 poli e poi inserire un contatore del tipo IE6 o IE7. Questi contatori sono interessanti in quanto non possono interferire con il trasferimento di dati dagli ingressi alle uscite e persino memorizzare i dati (includono un registro buffer con controllo potenziale sull'ingresso P) e “strappare” i dati dal flusso. La Figura 4d mostra l'inclusione di un contatore avanti/indietro del tipo IE6 o IE7 come registro. Quando l'ingresso del carico esterno P è messo a terra, il contatore trasferisce senza interruzioni i dati dall'ingresso all'uscita (al driver dell'indicatore). Come fonte di dati semplice e conveniente, propongo un'opzione di implementazione per un altro nodo universale: un interruttore codificato (Fig. 6 e 7) nel codice 1-2-4-8. La Figura 6 mostra un circuito commutatore-codificatore che consente l'implementazione della crittografia sia del codice binario a 4 bit (16 posizioni) che del codice decimale binario (10 posizioni).
I circuiti stampati e il posizionamento delle parti di questi ultimi sono mostrati in Fig. 7 su una striscia dell'interruttore 11P1N.
Quando si realizza un interruttore binario-decimale in una matrice 9x4, sono necessari solo 11 diodi VD1...VD11, che sono montati sulla piastra dell'interruttore (in Fig. 6 è delineata con linee tratteggiate la parte per implementare un codice a 16 posizioni, ma tale implementazione richiederà un interruttore speciale). Poiché il circuito funziona in TTL, sono stati necessari 4 transistori di bloccaggio VT1...VT4 di tipo pnp. Il circuito a pinza è realizzato su un circuito stampato 40x40, che è anche un falso pannello (nasconde il dado dell'interruttore sotto il pannello). L'interruttore dell'encoder, il generatore e il pulsante dell'orologio sotto forma delle unità complete proposte su schede standard sono fissati ai pannelli del dispositivo con viti M2,5 tramite manicotti distanziatori alti 5 mm. Gli schemi installativi (Fig. 5 e 7) mostrano le opzioni installative con l'installazione delle schede dei componenti elencati con il lato delle piste stampate rivolto verso il pannello. Si consiglia di utilizzare LED indicatori domino rossi (sono principalmente accesi in 2 pezzi in serie e quando alimentati a +5 V hanno una piccola riserva di tensione, i LED verde e giallo potrebbero non accendersi affatto). È possibile utilizzare una resistenza di limitazione della corrente separata per ogni LED (come per HL1 in Fig. 2) oppure aumentare la tensione di alimentazione per i LED. Con i LED ultraluminosi l'indicatore (fig. 3, a) poteva essere visto da una distanza di 100 m (di notte i simboli potevano essere chiaramente distinti anche ad occhio nudo). E tutti e 9 i LED accesi insieme (numero 9) illuminano la stanza in modo abbastanza luminoso. Tuttavia, il colore rosso è adatto solo per la camera oscura, e quelli “bianchi” sono ancora un po’ costosi... Autore: Yu.P. Saraz
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