Игровая индикация Домино. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Индикаторы, датчики, детекторы

 Комментарии к статье

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).

(нажмите для увеличения)

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.

(нажмите для увеличения)

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.

(нажмите для увеличения)

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.

(нажмите для увеличения)

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.

(нажмите для увеличения)

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

Смотрите другие статьи раздела Индикаторы, датчики, детекторы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Микробы окрасят джинсы 19.01.2018 Индиго - один из древнейших красителей, который первоначально получали из растений. История его использовании в текстильной промышленности насчитывает около 6 000 лет. При этом синтетическим путем научились получать индиго только в начале 1900-х. Кристаллы такого индиго легко пристают к волокнам хлопка, используемым в дениме, и они довольно устойчивы к средствам для стирки. По статистике, ежегодно производится около четырех миллиардов джинсовых изделий, подавляющее большинство из которых синие. Основная опасность для окружающей среды заключается в том, что производство индиго-красителя требует применения токсичных химических веществ, таких как формальдегид и цианистый водород. Кроме того, синтезированный индиго нерастворим в воде, то есть необходимы дополнительные химикаты, чтобы сделать его пригодным для использования в текстильной промышленности. Одним из таких веществ является дитионит натрия, деградирующий на сульфат и сульфит - эти метаболиты настолько агрессивны, что способны разъедать оборудование и трубы на красильных заводах и очистных сооружениях. Чтобы удовлетворить спрос на голубые джинсы, ежегодно производится более 45 000 тонн красителя индиго. При этом большая часть отходов попадает в реки. К счастью, недавно ученые из Калифорнийского университета AFP объявили, что разработали более экологичный метод для получения востребованного красителя. Их метод имитирует работу японского растения Persicaria tinctoria, но вместо растения они создали специальный штамм бактерий Escherichia coli. Как и растение, бактерии Escherichia coli синтезируют соединение индоксил - оно нерастворимо и, соответственно, не может использоваться в качестве красителя. Однако, добавляя туда молекулу сахара, индоксил преобразуется в предшественника пигмента индиго. Пока эта инновация еще нежизнеспособна коммерчески, однако новая техника получения пигмента выглядит многообещающе, поскольку сегодня спрос на этот краситель выше, чем когда-либо прежде - и это усугубляет экологические последствия его получения.

Другие интересные новости:

▪ Два года на телефоне

▪ Зеленые комплектующие Microsoft

▪ Искусственному мозгу тоже нужен сон

▪ Молекулярные машины обеспечат прорыв в медицине

▪ Передвижная электростанция на мусоре

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Крылатые слова, фразеологизмы. Подборка статей

▪ статья Укрощение строптивой. Крылатое выражение

▪ статья При каких условиях разматывание рулона скотча создает рентгеновское излучение? Подробный ответ

▪ статья Дыня. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Экономичный электронный кот. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Телевизоры на ЖК (LCD) панелях. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026