Elektronischer Würfel. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Anfänger Funkamateur

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Die nachfolgend beschriebene Konstruktion erfüllt die Funktionen eines Spielwürfels, hat gegenüber diesem jedoch den Vorteil, dass kein echter Würfel auf eine horizontale Fläche geworfen werden muss. Die Basis des Geräts ist eine Anzeige bestehend aus sieben LEDs HL1-HL7 (Abb. 1), die so angeordnet sind, dass sie die Konfiguration einer der sechs Flächen des Würfels hervorheben.

Entsprechend dem Blockschaltbild (Abb. 2) enthält das Gerät einen Impulsgeber, einen Zähler, einen Codewandler (Decoder) und die oben erwähnte LED-Anzeige.

Das schematische Diagramm des Geräts ist in Abb. dargestellt. 3. Auf den Elementen DD1.1-DD1.3 der DD1-Mikroschaltung wird ein Impulsgenerator nach dem Standardschema zusammengebaut. Die Impulse werden dem Eingang C2 (Ausgang 1) des Zählers zugeführt, der auf dem Chip DD2 erfolgt. Dank der Rückmeldung an die Eingänge & und R (Pins 3 und 2) arbeitet der Zähler mit einem Umrechnungsfaktor von 6. Die Dioden VD1-VD5, das Element DD1.4 und die Elemente des DD3-Chips bilden einen Binärcode-Wandler in den „Code der Würfelflächen“. Die Signale der letzteren werden den LEDs HL1-HL7 zugeführt und zeigen die abgelegte Nummer an. Um den Strom durch die LEDs zu begrenzen, sind Widerstände R2-R8 eingebaut.

Das Gerät funktioniert folgendermaßen: Während die Kontakte des SB1-Druckknopfschalters geöffnet sind, sendet der Generator mit hoher Frequenz Taktimpulse an den Zähler und die LEDs am Anzeigeschalter, die nacheinander die „Würfelkanten“ von 1 bis 6 anzeigen. Sobald die SB1-Kontakte durch Drücken des Knopfes geschlossen werden, stoppt die Impulserzeugung. An den Ausgängen des DD2-Chips wird eine Zahl im Binärcode und auf dem Indikator die entsprechende „abgelegte Zahl“ angezeigt. Um den Würfel zu „starten“, müssen Sie ihn also mit dem Schalter SA1 einschalten, und um ihn zu stoppen, müssen Sie den Schalterknopf SB1 drücken.

Lassen Sie uns nun ein paar Worte zum Design und zu den Details des Geräts sagen: DD1- und DD3-Mikroschaltungen - K155LAZ, K555LAZ; DD2 - K155IE5, K555IE5; Dioden VD1 - VD5 - KD522B oder Serie KD102, KD103; Widerstände R2-R8 beliebig, passende Größe, mit einem Nennwert von 120 bis 470 Ohm (die Helligkeit der Anzeigedioden hängt von ihrem Widerstand ab); Kondensator C1 muss aus Keramik sein, es ist zulässig, ihn durch eine Oxidkapazität von 1 ... 2 μF zu ersetzen. Wenn solche Kondensatoren nicht vorhanden sind, können zwei polare Oxidkondensatoren (Elektrolytkondensatoren) verwendet werden, indem man sie „gegeneinander“ in Reihe schaltet.

Alle Teile des elektronischen Würfels, mit Ausnahme der Drucktasten SA1, SB1 und der Batterie, sind auf einer Leiterplatte mit den Maßen 57 x 70 mm montiert, deren Skizze in Abb. dargestellt ist. 4.

Die gesamte Struktur wird in einem Kunststoffgehäuse geeigneter Größe untergebracht (Abb. 5). Das Gerät wird von einer leeren Batterie mit einer Spannung von 4,5 V mit Strom versorgt. Der Stromverbrauch bei Verwendung von Mikroschaltungen der K155-Serie beträgt ca. 40 mA.

Abschließend geht es um die Erweiterung der Spielmöglichkeiten und die Änderung des Würfellayouts. Wird die Kapazität des Kondensators C1 auf 50-100 µF erhöht und anstelle des Konstantwiderstands R1 ein variabler mit großem Widerstand eingebaut, kann die Schaltfrequenz des Indikators in einem weiten Bereich verändert werden. Bei niedrigen Widerstandswerten des Widerstands R1 ist der fallende Wert auf dem Indikator dann zufällig (das Gerät erfüllt die Funktion eines Würfels). Bei großen Widerstandswerten des Widerstands R1 nimmt die Schaltfrequenz der „Würfelflächen“ ab, wodurch Sie die Zahl auf dem Indikator visuell kontrollieren und fixieren können (Reaktionsspiele).

Das Gerät kann erheblich vereinfacht werden, wenn der Zähler aus dem Blockschaltbild ausgeschlossen wird (siehe Abb. 2) und die Generatorimpulse sofort in Anzeigecodes umgewandelt werden. Dies lässt sich mit drei D-Flip-Flops, beispielsweise denen des K155TM8-Chips, erreichen, indem man sie an einen Ringzähler anschließt. Das Schema des modifizierten Geräts ist in Abb. dargestellt. 6 und das Zeitdiagramm der Ausgänge der Trigger (Punkte A, B, C und D) - in Abb. 7.

Der Impulsgenerator ist auf den Logikelementen des DD1-Chips aufgebaut. Rechteckimpulse von seinem Ausgang (Pin 8) werden dem Zähleingang des DD2-Chips (Pin 9) zugeführt. An der Vorderseite des vierten Impulses werden die Trigger dank der Rückmeldung durch das DD1.4-Element auf Null zurückgesetzt (zu Beginn des siebten Zyklus). Ansonsten ist die Bedienung des Geräts dieselbe wie beim vorherigen. Die Leiterplatte für diese Version des elektronischen Würfels wurde nicht entwickelt.

Autor: D. Mamichev, p/o Shatalovo-1 Pochinkovsky Bezirk. Oblast Smolensk

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