Электронная игротека. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Начинающему радиолюбителю

 Комментарии к статье

Предлагаемые конструкции могут пополнить игротеку, действующую зимой в школе, а летом - в лагере отдыха школьников.

Угадай цвет

От других устройств аналогичного назначения предлагаемая конструкция отличается более широким набором возможных ситуаций. Во-первых, отгадать надо не два цвета, а три - красный, желтый, зеленый. Во-вторых, информация отображается двумя двукристальными светодиодами, каждый из которых может светиться одним из упомянутых цветов или быть полностью погашенным. В-третьих, разнообразие "цветового" режима - любой из светодиодов может как непрерывно светиться одним из цветов, так и мигать с частотой 2 Гц. В-четвертых, предусмотрена звуковая сигнализация нажатия пусковой кнопки, что исключает "нечестную" игру. Такой набор возможностей дает большой простор неутомимой и непредсказуемой детской фантазии в выборе сюжета и условий игры.

Например, можно соревноваться, кто за меньшее число нажатий кнопки "Пуск" SB1 (рис. 1) установит оговоренную цветовую комбинацию светодиодов HL1, HL2. Можно просто отгадывать цвет "своего" светодиода, можно играть на цветовые фанты, можно каждому из трех цветов присвоить один из терминов известной игры "камень-ножницы-бумага" и соревноваться, чей светодиод "съест" соперника.

Теперь уже можно познакомиться с работой устройства. Для вывода информации используются два одинаковых трехвыводных светодиода диаметром 8 мм в матовом диффузном корпусе. Внутри такого светодиода расположены два кристалла - красного и зеленого цвета свечения. В итоге светодиод может светиться красным, зеленым или желтым цветом. Если напряжение питания подается на оба кристалла, то зеленый и красный цвета, смешиваясь, дадут насыщенный желтый цвет.

При нажатии кнопки SB1 на счетчики DD3.1, DD3.2 с генератора на элементах DD1.1, DD1.2 начинают поступать с частотой около 3 кГц прямоугольные импульсы. Поскольку группы контактов кнопки не могут замыкаться и размыкаться идеально одновременно, то на оба счетчика приходит разное количество импульсов. При отпускании кнопки на выходах микросхемы устанавливаются случайные двоичные комбинации. Если двоичный код на любом из счетчиков отличен от нуля, то подключенный к выходам "своего" счетчика через эмиттерные повторители светодиод будет светиться одним из трех цветов.

Для повышения "играбельности", при отжатой кнопке SB2, светодиоды могут не только светиться непрерывно, но и мигать. Функция мигания реализована на счетчике DD4.1 и элементах DD1.3, DD1.4, DD2.3, DD2.4. Счетные импульсы поступают на вход CN с выхода 2 счетчика DD3.2.

При кратковременном нажатии кнопки SB1 код на выходах счетчика DD4.1 многокрагно меняется. Если после отпускания кнопки на одном из выходов установится высокий уровень, то активизируется соответствующий логический элемент (DD2.3 или DD2.4) и на его выход станут проходить импульсы частотой около 2 Гц с генератора на элементах DD2.1, DD2.2. Это приведет к периодическому открыванию и закрыванию ключей на транзисторах VT5, VT6 и, разумеется, к миганию светодиодов HL1, HL2. В случае появления на обоих выходах указанного счетчика высокого уровня мигать будут оба светодиода. Для отключения режима мигания достаточно нажать кнопку SB2.

На элементах DD2.1, DD2.2 и пьезокерамическом излучателе BF1 выполнен звуковой сигнализатор. Импульсы частотой примерно 700 Гц поступают на него с выхода 2 счетчика DD3.2. Для увеличения громкости звука излучатель включен по мостовой схеме.

Устройство можно подключить к блоку питания с выходным напряжением постоянного тока 7...12 В. Возможен также вариант питания от батареи гальванических элементов напряжением 9 В. Однако следует учесть сравнительно большой ток, потребляемый устройством, - 50 мА, поэтому, например, батареи типа "Крона" хватит ненадолго.

Микросхемы можно заменить соответствующими аналогами из серий К564, КР1561. Зарубежные аналоги микросхем К561ЛА7 - CD4011, К561ИЕ10 - МС14520. Транзисторы - любые из серий КТ312, КТ315, КТ503, КТ3102, SS9013, SS9014, ВС548. Конденсатор C3 - К50-35 или импортный аналог, остальные - КМ-5, КМ-6, К10-17а, К10-17б. Резисторы - МЛТ-0,125, ВС-0,125. Кнопки - ПКН, П2К или другие малогабаритные: SB1 - без фиксации положения, SB2 - с фиксацией.

Импортные матовые светодио-ды фирмы "Kingbright" типа L-799EGW с яркостью свечения красного кристалла 80 мКд, а зеленого - 50 мКд можно заменить любыми аналогичными трехвыводными с общим катодом, например, КИПД18А-КИПД18М, КИПД37А- КИПД37М, L-93WEGC (диаметром 3 мм), L-117EGW (прямоугольный - 2x5 мм). Если есть выбор, предпочтительнее использовать более крупные светодиоды в матовых диффузных корпусах диаметром 8 или 10 мм.

Кроме указанного на схеме, пьезокерамический излучатель может быть ЗП-3, ЗП-5, ЗП-22, ПВА-1.

При монтаже деталей устройства один из блокировочных конденсаторов С4, С5 устанавливают вблизи микросхемы DD1, иначе звук может быть искаженным. Незадействованные выводы 9, 10, 15 микросхемы DD4 следует соединить с общим проводом.

Правильно собранная конструкция обычно начинает работать сразу и не требует налаживания. При желании тональность излучателя можно повысить вдвое, если входы элемента DD2.1 подключить к выводу 11 счетчика DD3.2.

Электронный судья

Для проведения некоторых подвижных либо электронных игр, ориентированных на быстроту реакции (типа "Кто быстрее"), необходим судья, который подавал бы сигналы к действию через случайные промежутки времени. При отсутствии такой возможности фукцию судьи можно возложить на электронный автомат, собранный по схеме, приведенной на рис. 2.

Автомат работает так. После подачи напряжения питания начинают вспыхивать мигающие светодиоды HL1-HL4. Когда один из них гаснет, на соответствующем входе инвертирующего элемента 4И-НЕ DD1 - низкий логический уровень, а когда зажигается - высокий. Поскольку светодиоды имеют технологический разброс, частота их вспышек неодинаковая. Это приводит к несинхронной смене состояний на выводах 2 - 5, а также к тому, что на выходе DD1 (вывод 1) большую часть времени присутствует высокий уровень.

Как только одновременно на всех входных выводах DD1.1 появится, хотя бы на короткое время, высокий уровень, на выходе элемента установится импульс низкого уровня, который запустит ждущий мультивибратор на элементах DD1.2, DD1.3. Низкий уровень на выходе DD1.2 сменится на высокий, в результате чего включится пьезоэлектрический излучатель звука с встроенным генератором BF1 и зажжется светодиод HL5. Продолжительность звукового и светового сигналов определяется параметрами времязадающей цепи R7C3 и составляет около 0,5 с. Наличие цепи VD1R5 предотвращает повторные срабатывания ждущего мультивибратора.

Кнопками SB1, SB2 при необходимости можно отключить звуковую или световую сигнализацию.

С выхода инвертора DD1.3 снимают короткий импульс отрицательной полярности и используют его для синхронизации или сброса состояния электронной игрушки, построенной на КМОП микросхемах и работающей от того же источника питания. Если игрушка собрана с применением ТТЛ микросхем, понадобится согласование уровней КМОП-ТТЛ, например, включением микросхемы К176ПУЗ или транзисторного ключа. При необходимости получить импульс положительной полярности его снимают с выхода элемента DD1.2.

Исходя из того что мигающие светодиоды сравнительно дороги, при лишь эпизодическом использовании "электронного судьи" целесообразно возложить на него еще одну функцию, скажем, светового автомата. Для этого устройство нужно дополнить четырьмя транзисторными ключами и соответствующим количеством обычных светодиодов (рис. 3).

Вход каждого ключа подключают к одной из точек соединения светодиодов HL1-HL4 и резисторов R1-R4. При этом светодиоды "своего" транзистора будут вспыхивать синхронно с тем мигающим светодиодом, к которому подключен вход ключа. Субъективное восприятие создаваемой световой картины будет плавно перетекать от хаотического включения до эффекта "бегущих огней" со сменой направления. Количество светодиодов в каждой цепочке можно увеличить до трех.

В случае возникновения затруднений в приобретении указанного излучателя звука его можно заменить несложным узлом (рис. 4), представляющим собой немного измененный релаксационный RL-генератор, описанный в статье Д. Приймака в сборнике "В помощь радиолюбителю", вып. 106, с. 74-79. - М.: ДОСААФ, 1990. Подстроенным резистором R2 добиваются устойчивой генерации. Мембрана динамической головки ВА1 не должна испытывать механического или акустического сопротивления, т. е. генератор не заработает, если головку положить на стол диффузором вниз.

Микросхема К176ЛП12 не имеет полных аналогов в других КМОП сериях, но ее можно заменить микросхемой К561ЛА8 (К176ЛА8, КР1561ЛА8),содержащей 2 элемента 4И-НЕ (цоколевка совпадает), а для недостающего инвертора DD1.3 использовать один из логических элементов микросхем К561ЛА7, К561ЛА8 и других. Оставшиеся свободными инверторы этих микросхем удастся задействовать для построения других узлов. Следует помнить, что у КМОП микросхем не должно оставаться неподключенных входов - их следует соединять с общим проводом.

Транзисторы КТ315Б заменимы любыми из серий КТ315, КТ503, КТ3102, КТ3117, SS9013; МП25Б - любыми из серий МП25, МП26, ГТ402, ГТ321, ACY33, AD169; МП36А - любыми из серий МП35-МП38, АС183, АС185. На месте VD1 может работать маломощный кремниевый диод серий КД512, КД521, КД522, 1N4148. Конденсатор С4 - К50-16, К50-35, остальные - керамические, пленочные типов К10-17, КМ-5, КМ-6, К73-17 (на 63 В) или импортные малогабаритные. Резисторы - МЛТ, С1-4,С2-23.

Мигающие светодиоды допустимо использовать типов L-56BID, L-56BGD, L-796BGD и др. Желательно установить светодиоды разных типов, что повысит хаотичность командных сигналов устройства. Светодиод HL5, а также светодиоды в узлах по схеме рис. 3 можно использовать любые из серий КИПД35, КИПД36, КИПД40, АЛ307 и др. Предпочтительнее выбирать более габаритные, а на месте HL5 установить светодиод красного цвета свечения.

"Пищалка" BF1 - любая пьезоэлектрической или электродинамической системы. Кроме указанной на схеме, динамическая головка может быть 0,1ГД-17. Кнопки SB1, SB2 - ПКН, П2К с фиксацией положения.

Автомат выдает короткие сигналы с произвольными интервалами, обычно 2-10 в минуту. Если понадобится большее число срабатываний за фиксированный промежуток времени, можно с помощью дополнительно установленной кнопки с фиксацией отключать от общего провода один из резисторов R1-R4.

Конструкция работает от блока питания с выходным напряжением 8...9,5 В. В случае питания ее от батареи гальванических элементов напряжением 9 В целесообразно установить резисторы R1 - R4 сопротивлением до 10 кОм, что уменьшит потребляемый ток. Правда, уменьшится яркость вспышек мигающих светодиодов. В погоне за увеличением яркости светодиодов не следует устанавливать указанные резисторы сопротивлением менее 1 кОм, поскольку это приведет к увеличению падения напряжения на зажженном светодиоде, и высокого уровня может не хватить для переключения элемента DD1.1.

Собирая конструкцию, необходимо соблюдать правила работы с МОП приборами. При перепайках и замене деталей нужно отключать оба провода от источника питания. Эта простая мера предосторожности позволит избежать повреждения микросхемы или ухудшения ее параметров.

Автор: А.Бутов, с.Курба Ярославской обл.

Смотрите другие статьи раздела Начинающему радиолюбителю.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Мозга способен запоминать иностранные слова во сне 19.06.2023 Недавние исследования, проведенные учеными Бернского университета, подтвердили интересную возможность мозга: способность запоминать иностранные слова во время сна. Легенда о том, что сон может способствовать более эффективному обучению, получила научное подтверждение, хотя ученые остаются скептически настроенными в отношении этого утверждения. Тем не менее, есть определенные свидетельства того, что мозг способен обрабатывать и сохранять информацию, полученную в определенных фазах сна. Исследователи сфокусировались на медленно волновом сне, особенно на его первой фазе. В этот момент мозг проходит через короткие периоды активности и спадов, которые длится около 30 секунд. Команда ученых, во главе с Флавио Шмидигом, разработала алгоритм, который позволяет предсказывать точные моменты наступления следующего пика и спада мозговых волн на основе данных электроэнцефалографии. Этот алгоритм использовался для проведения экспериментов на 30 добровольцах, которые спали в лаборатории и были носителями немецкого языка. Во время эксперимента добровольцам проигрывали короткие двусложные слова. Одно слово звучало в их одно ухо на немецком языке, а "перевод" этого слова, представляющий собой случайный набор слогов, не существующих в реальности, звучал в другое ухо. Такой подход исключал возможное влияние предыдущего знакомства с иностранными языками. Половина добровольцев слушала эти слова во время пиков активности мозга, а другая половина - в периоды спадов. Всего каждое слово проигрывалось четырежды, а выбор слов охватывал три категории: животные, места и инструменты. Через 12 часов проводилась проверка эффективности этого обучения. Добровольцам снова проигрывали "переведенное" слово и просили отнести его к одной из трех категорий. Ожидаемо, при случайном ответе вероятность правильного выбора составила около 33 процентов, и именно такой результат продемонстрировала группа, которая слушала слова во время пиков активности мозга. Вторая группа, которая слушала слова в периоды спадов, показала незначительно более высокий результат - 37 процентов, что почти не отличается от случайного угадывания. Однако при повторной проверке через 24 часа эта группа продемонстрировала лучшие результаты, достигнув 41 процента правильных ответов. Статистический анализ подтвердил, что эти результаты не могут быть простым случайным явлением. Исследователи пришли к выводу, что запоминание действительно происходит, когда слова воспроизводятся во время коротких спадов мозговой активности в начальный период глубокого сна. Однако эффект этого запоминания оказался умеренным, и его значение в обучении остается относительно невеликим. Он скорее демонстрирует сам факт способности мозга воспринимать и сохранять новую информацию во время сна, но маловероятно, что это станет значительной помощью в образовательном процессе.

Другие интересные новости:

▪ Древесный гриб - экологическая альтернатива пластику

▪ Мобильный телефон - друг туриста

▪ Поиск новых земель

▪ Встроенный в автомобиль алкотестер заблокирует двигатель

▪ Совместный просмотр телевизора с родителями полезен маленьким детям

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Зарядные устройства, аккумуляторы, батарейки. Подборка статей

▪ статья Несолоно хлебавши. Крылатое выражение

▪ статья Какая разница между съедобными грибами и поганками? Подробный ответ

▪ статья Дихроцефала цельнолистная. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Электропитание. Защита аппаратуры от аварийных режимов работы сети, блоки бесперебойного питания. Справочник

▪ статья Туркменские пословицы и поговорки. Большая подборка

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026