|
ЭНЦИКЛОПЕДИЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ И ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ Игровая индикация Домино. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники
Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Индикаторы, датчики, детекторы Иногда нужно построить цифровой индикатор на небольшое число разрядов (1 или 2), информацию с которого необходимо считывать с большого расстояния, с различных направлений и положений наблюдателя или, когда сложно перемещается сам индикатор (например, наклоняется или переворачивается). Такие индикаторы удобны для автотранспорта, охранных систем, где они могут показывать текущее состояние системы (степень готовности и др.). Традиционные семисегментные индикаторы здесь малопригодны, так как для быстрого и безошибочного считывания арабских цифр необходима их ориентация по горизонтали, а в перевернутом или наклонном виде они читаются плохо. При погасании всего одного сегмента изображение почти не читается. С подобными проблемами в свое время столкнулись и создатели популярных игр. Ведь игрокам необходимо быстро и точно считывать текущую информацию, начертанную на игровых принадлежностях. Положение игровых принадлежностей на столе может быть произвольным, но информация должна считываться однозначно с любого места за игровым столом. Наиболее удачным и проверенным временем оказался принцип стилизованного мнемонического изображения цифр контрастными точками на фоне квадратного знакоместа, применяемый в популярной игре "Домино". Кости для игры "Домино" представляют собой бруски, лицевая сторона которых разделена на два знакоместа квадратной формы, на каждом из которых изображаются цифры от "0" (пусто) до "6" (в виде шести точек). Аналогичным способом замаркированы грани бросательных кубиков, применяемых во многих популярных играх. Нетрудно заметить, что точки в квадратном знакоместе находятся в узлах матрицы 3х3. Кодировка простая количество точек соответствует цифре, но подсчитывать точки не нужно - их размещение образует легко запоминаемый мнемонический символ и достаточно беглого взгляда, чтобы его идентифицировать. Секрет удобочитаемости таких символов с любого направления заключается в том, что все символы обладают осевой симметрией относительно центрального узла матрицы 3х3. Кроме того мнемонические символы всех цифр, кроме "2" и "3" обладают и осевой симметрией. Я предлагаю новое начертание мнемосимволов цифр "2" и "3", которые также обладают осевой симметрией (рис.1).
Чтобы построить светодиодный индикатор на описанном принципе индикации, достаточно в узлах квадратной матрицы установить светодиоды. При предложенном начертании мнемосимволов "2" и "3" светодиоды можно объединить в группы, которые включаются по трем линиям 1, 2 и 4. При описанном включении появляется новый символ "7". Но самое удивительное то, что описанный принцип совмещается с двоичным кодом 1-2-4. Это означает возможность отказаться от схемы дешифратора. На рис.1,а показана практическая схема индикатора, включаемого непосредственно от двоичного счетчика, на рис.1,б - схема узла сброса для ограничения счета на позиции "7". При всей простоте схемы рис.1 следует отметить, что нагрузочная способность ТТЛ-микросхем ограничена и яркость свечения светодиодов может оказаться недостаточной. Поэтому предложена схема рис.2, в которой светодиоды включаются через транзисторы и поэтому яркость свечения будет достаточной. С появлением драйвера возникает возможность ввести еще два символа "8" и "9", дополнив матрицу светодиодов до полной (3х3). Появилась еще одна (4-я линия управления) - 8.
Чтобы проверить на практике эти новые возможности, я разработал набор печатных плат. Эти платы и демонстрационные, и представляют собой законченные универсальные узлы для цифровых структур, своеобразные заготовки. Печатные платы узлов выполнены в одном стиле размером 40х40 мм. На рис.3,а приведен чертеж фальшпанели, на рис.3,б - рисунок печатной платы индикатора по рис.1, на рис.3,в - рисунок печатной платы драйвера рис.2 вместе с двоично-десятичным счетчиком на микросхеме К155ИЕ6.
К счетчику предлагаю отдельную плату, на которой на основе интегрального таймера 555 (отечественный аналог КР1006ВИ1) строится либо генератор импульсов рис.4,а, либо тактовая кнопка (кнопка с подавленным дребезгом) рис.4,б. Для счетчика также предложены два варианта включения. Это входной буферный регистр с потенциальным управлением (аналогично регистру К555ИР22) рис.4,г, в котором входы R и P соединены с общим проводом, а данные со входов 1, 2, 4, 8 беспрепятственно передаются на выходы 1, 2, 4, 8. Второй вариант - десятичный реверсивный счетчик импульсов рис.4,в.
На рис.5,а,б показана разводка печатной платы таймера и ее монтаж. На рис.5,в показан монтаж тактовой кнопки.
При монтаже тактовой кнопки переставляется одна из перемычек j1, вместо резистора "частота" R* устанавливается кнопка, а площадки резистора для восстановления схемы соединяются перемычкой jp2. В обеих схемах на интегральном таймере (рис.4,а и б) используется всего два частотнозадающих элемента R и С, одного и того же номинала R = 10 кОм, С = 10 мкФ. В режиме генератора для изменения частоты служит переменный резистор, обозначенный R*, а в связи с отсутствием разрядного (второго) резистора (между выводами 6 и 7), выходные импульсы генератора положительной полярности имеют малую длительность порядка 20 мкс, определяюмую внутренней задержкой таймера. Генератор можно подключать к счетчику (на один из тактовых входов для счета на увеличение либо на уменьшение при просмотре символов индикатора до 9) либо с цепью сброса рис.1,б, если нужны только символы до 6, либо с тремя разрядами двоичного счетчика можно просматривать символы до 7. Используя индикатор "домино" и генератор импульсов, легко построить генератор случайных импульсов (электронный аналог бросательного кубика). Вместе с приложенными платами - узлами размером 40х40, он действительно может разместиться внутри кубика (детского набора). Частоту генератора в этом случае следует повысить до 100 Гц (для чего уменьшить емкость конденсатора C в 10 раз), а резистор R* перемкнуть или убрать. По остановке таймера-генератора индикатор высветит случайный сигнал (при переборе все светодиоды будут светиться). С тактовой кнопкой можно вручную пошагово перебирать символы или подсчитывать число срабатываний концевого выключателя какого-либо устройства. Если счетчик на плате драйвера покажется лишним, то его можно не ставить или запаять туда панельку на 16 контактов, чтобы потом вставить счетчик типа ИЕ6 или ИЕ7. Эти счетчики интересны тем, что они могут не мешать передаче данных со входов на выходы и даже запоминать данные (в их состав входит буферный регистр с потенциальным управлением по входу Р) и "выхватывать" данные из потока. На рис.4,г показано включение реверсивного счетчика типа ИЕ6 или ИЕ7 в качестве регистра. При заземлении входа внешней загрузки Р счетчик беспрепятственно передает данные со входа на выход (на драйвер индикатора). В качестве простого и удобного источника данных предлагаю вариант реализации еще одного универсального узла - кодированного переключателя (рис.6 и 7) в коде 1-2-4-8. На рис.6 показана схема переключателя-шифратора, допускающая реализацию шифрации, как двоичного 4-разрядного (на 16 позиций), так и двоично-десятичного (на 10 позиций) кода.
Печатные платы и размещение деталей последнего из них показаны на рис.7 на одной галете галетного переключателя 11П1Н.
При реализации двоично-десятичного переключателя в матрице 9х4 потребовалось всего 11 диодов VD1...VD11, которые монтируются на галете переключателя (на рис.6 пунктиром обведена часть для реализации кода на 16 позиций, но такая реализация потребует специального переключателя). Поскольку схема работает на ТТЛ, то потребовались 4 транзистора-фиксатора VT1...VT4 типа p-n-p. Схема фиксаторов выполнена на печатной плате размером 40х40, которая также является фальшпанелью (прячет гайку переключателя под панелью). Переключатель-шифратор, генератор и тактовая кнопка в виде предложенных законченных узлов на унифицированных платах крепятся к панелям устройств винтами М2,5 через распорные втулки высотой 5 мм. На монтажных схемах (рис.5 и 7) показаны варианты монтажа с установкой плат перечисленных узлов стороной печатных дорожек к панели. Светодиоды индикатора "домино" желательно применять красного цвета свечения (они включены в основном по 2 шт. последовательно и при питании +5 В запас по напряжению у них невелик, а зеленые и желтые светодиоды вообще могут не загораться). Можно применить отдельный токоограничительный резистор для каждого светодиода (как для HL1 на рис.2) или увеличить напряжение питания для светодиодов. С ультраяркими светодиодами индикатор (рис.3,а) удавалось видеть с расстояния 100 м (ночью невооруженным глазом можно было даже четко различать символы). А все 9 светодиодов, включенные вместе (цифра 9), довольно ярко освещают комнату. Однако красный цвет годится, разве что для фотолаборатории, а "белые" пока еще дороговаты... Автор: Ю.П. Саража
Оптимальная продолжительность сна
12.11.2025 Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота
12.11.2025 Омега-3 помогают молодым кораллам выживать
11.11.2025
▪ Радиотелескоп для наблюдений за солнечным ветром ▪ Тренажер мозга для американского спецназа
▪ раздел сайта Измерительная техника. Подборка статей ▪ статья Кулибин. Крылатое выражение ▪ статья Где у змеи сердце? Подробный ответ ▪ статья Самшит. Легенды, выращивание, способы применения
Главная страница | Библиотека | Статьи | Карта сайта | Отзывы о сайте
www.diagram.com.ua |
Смотрите другие статьи раздела 
Последние новости науки и техники, новинки электроники: