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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Elektronischer Knochen. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Anfänger Funkamateur [Bei der Verarbeitung dieser Anweisung ist ein Fehler aufgetreten.] Jeder kennt einen gewöhnlichen Würfel – einen Würfel, an dessen Rändern ein bis sechs Punktmarkierungen angebracht sind. Es ist bekannt, dass die Analyse der Ergebnisse eines solchen Würfelwurfs die Grundlage der Wahrscheinlichkeitstheorie bildete. Würfel sind seit langem ein unverzichtbarer Bestandteil vieler Spiele. Es stellt sich jedoch heraus, dass dieses „Werkzeug“ auch auf elektronischer Basis hergestellt werden kann. Ein solcher „Knochen“ steht nicht auf der Kante, fällt nicht zu Boden und man muss ihn nicht hochwerfen. Sie müssen nur die Taste drücken und nach ein paar Sekunden wird das nächste Ergebnis ausgeblendet. Für die Umsetzung eines solchen Designs gibt es verschiedene Möglichkeiten. Ein schematisches Diagramm von einem von ihnen ist in Abb. dargestellt. 1. Darin wird die abgelegte Zahl auf der Digitalanzeige HG1 angezeigt, deren Segmente durch elektronische Tasten an den Transistoren VT1-VT9 [1] umgeschaltet werden. Das Gerät enthält außerdem einen Zähler auf dem Chip DD2 und einen Impulsgenerator auf den Elementen DD1.1, DD1.2. Die Impulswiederholungsrate hängt von der Spannung am Kondensator C1 ab und ändert sich bei der Entladung von 10 Hz auf Bruchteile eines Hertz.
Wie Sie wissen, ist der K176IEZ-Chip ein Teiler-durch-6-Zähler mit integriertem Decoder. Am Ausgang des Decoders erscheinen abwechselnd Codes, die den angezeigten Zahlen von 0 bis 5 entsprechen. Da der Würfel jedoch durch Zahlen von 1 bis 6 gekennzeichnet ist, ist es notwendig, dass der Indikator eine Sechs statt einer Null anzeigt. Zu diesem Zweck ist der Zähler mit einem zusätzlichen Decoder ausgestattet, der aus den Elementen DD1.3, DD1.4 und den Transistoren VT2, VT9 besteht. Beachten Sie, dass das Vorhandensein von Nullpegelsignalen an den Ausgängen c und e des DD0-Chips als Zeichen der Zahl 2 angesehen werden kann. Die Anzeige jeder anderen Ziffer im Bereich von 1 bis 5 ist durch das Vorhandensein eines logischen 1-Pegels auf mindestens einer von ihnen gekennzeichnet. Daher sollte die Anzeige in dem Moment anzeigen, in dem an den Ausgängen eine niedrige Spannung auftritt die Zahl 0 statt 6. Bei Verwendung einer Sieben-Segment-Anzeige bedeutet dies, dass Segment b gelöscht und d beleuchtet werden muss. Genau das leistet der Zusatzdecoder. Das Setzen von Nullpegeln an den Pins 11 und 13 des DD2-Chips führt zum gleichen Signal am Ausgang des DD1.4-Elements. Dadurch öffnen sich die Transistoren VT2 und VT9. Der erste von ihnen schließt VT3, was zum Aussterben von Segment b des HG1-Indikators führt. Der zweite überbrückt den Transistor VT8, wodurch Segment g eingeschaltet wird. Somit wird die benötigte Zahl 6 gebildet. Das Gerät funktioniert wie folgt. Im Ausgangszustand (im Diagramm dargestellt) des SB1-Tastenkontakts zeigt die HG1-Anzeige eine der Zahlen von 1 bis 6 an. Beim Drücken der Taste wird der Kondensator C1 dadurch schnell über den Widerstand R2 aufgeladen Dabei beginnt der Generator, Rechteckimpulse mit einer Wiederholrate von etwa 10 Hz zu erzeugen. Von seinem Ausgang werden die Signale an den Zähler DD2 gesendet. und auf der HG1-Anzeige erscheinen kontinuierlich blinkende Zahlen. Nach dem Loslassen der SB1-Taste beginnt sich der Kondensator C1 zu entladen, die Generatorfrequenz nimmt allmählich ab und die Geschwindigkeit der Ziffern auf der Anzeige nimmt ab. Nach etwa 3 Sekunden stoppt der Zähler DD2 und auf der Anzeige HG1 wird eine der Zahlen von 1 bis 6 angezeigt. Ihr Zustand bleibt bis zum nächsten Drücken der Taste SB1 unverändert. Das Gerät wird über das Stromnetz mit Strom versorgt. Überspannung löscht Kondensator C6 (Nennspannung mindestens 600 V). Der Widerstand R15 begrenzt den Strom durch diesen Kondensator und R14 entlädt ihn, nachdem das Gerät vom Netz getrennt wurde. Durch die Zenerdioden VD24, VD2 wird eine konstante Spannung von ca. 3 V erzeugt. Die von ihnen abgegebene Verlustleistung ist gering, so dass ihr Einsatz ohne Kühlkörper akzeptabel ist. Am Widerstand R10 entsteht ein Spannungsabfall von etwa 9 V, der zur Stromversorgung der Mikroschaltungen DD1, DD2 und der Transistoren VT1-VT9 verwendet wird. Die vom Gerät aufgenommene Leistung beträgt nicht mehr als 2 Watt. Es ist zu beachten, dass alle seine Elemente unter Netzspannung stehen. In diesem Zusammenhang müssen sie sorgfältig vom Körper isoliert werden, wenn dieser aus Metall besteht. Anstelle von IV-6 können Sie eine Sieben-Segment-LED-Anzeige verwenden, zum Beispiel AL305A oder AL305Zh. unter Verwendung der Empfehlungen in [1]. Allerdings ist es am besten, den Indikator in der traditionellen Würfelform zu gestalten, mit Punkten statt Zahlen. Mit anderen Worten, in diesem Fall entsteht eine universelle Würfelfläche, auf der ein bis sechs LED-„Punkte“ aufleuchten. Dieser Indikator wird in der zweiten Version des Geräts verwendet (Abb. 2). Hier ähneln die Startschaltung (SB1, R1 und C1) und der Impulsgenerator (Elemente DD1.1, DD1.2. VD1, C2, C3, R2-R5) den oben beschriebenen. Der Zählerteiler durch 6 wird auf den Flipflops DD2, DD4 und dem Element DD1.3 durchgeführt, genau wie in [2]. Zeitdiagramme, die seine Funktionsweise erläutern, sind in Abb. dargestellt. 3.
Da die Eingänge der Trigger DD2.2, DD4.1 und DD4.2 mit den direkten Ausgängen der vorherigen verbunden sind, arbeitet der Zähler an ihnen im Subtraktionsmodus. Er zählt binär. Seine Informationsausgänge sind die Pins 1 des DD4-Chips (hohe Ordnung) und 13.1 des DD2-Chips (mittlere bzw. niedrige Ordnung). Der Zustand des Zählers ändert sich entlang der Flanke des vom Element DD1.2 erzeugten Signals. Das Einschalten des Generators mit der Taste SB1 führt zum Auftreten von Rechteckimpulsen am Eingang C des Triggers DD2.1 und am Eingang S von DD4.2. Gleichzeitig wird an dessen inversen Ausgang ein Signal mit dem Logikpegel 0 gesetzt, wodurch der DD2.2-Trigger am Eingang C aktiviert wird und der Zähler mit dem Zählen beginnt. Wenn es bis 0 zählt. An den direkten Ausgängen löst DD2.1 aus. DD2.2 und DD4.1 werden auf Null gesetzt. Danach übersetzt der allererste Abfall von O auf 1 am Ausgang des Elements D01.2 die genannten Ausgänge und mit ihnen den invertierten Ausgang DD4.2. in einen singulären Zustand. Das Ausgangssignal DD4.2 setzt den Trigger DD2.1 am Eingang R zurück. Dadurch geht der Zähler in den Zustand über, der der Zahl 5 entspricht. Der nächste vom Element DD1.3 erzeugte Impuls (in Abb. 3 ist es schattiert) übersetzt den inversen Ausgang des Triggers DD4.2 in den Nullzustand und ermöglicht so ein weiteres Zählen. Wenn der Zähler wieder Null erreicht, wiederholt sich der Zyklus. Ein Decoder, der auf einem DD3-Chip und einem DD1.4-Element aufgebaut ist. ist so aufgebaut, dass die Zustände 5, 4, 3, 2, 1 und 0 des Zählers den Zahlen 5, 6.1, 2, 3, 4 und 1 auf der „Seite“ des Würfels entsprechen. Dies ergibt sich aus der folgenden Tabelle, die den Zusammenhang zwischen den Signalpegeln an den Ausgängen des Zählers, Decoders und dem Zustand der LEDs HL7-HL1 zeigt. In diesem Fall entspricht die brennende LED in der Tabelle der Nummer 0. Die erloschene LED - XNUMX. Da der vom Gerät verbrauchte Strom 60 mA nicht überschreitet. Es kann sowohl über das Stromnetz als auch über die Batterien „Krona“, „Korund“ mit Strom versorgt werden. Bei der Verwendung von Netzstrom ist es zulässig, dieselbe transformatorlose Quelle wie in der ersten Variante zu verwenden. Allerdings ist in diesem Fall eine Spannung von 9 V erforderlich. In diesem Zusammenhang muss eine der D815D-Zenerdioden (z. B. VD3) durch D815V ersetzt werden. und die andere (VD2) - an eine beliebige Siliziumdiode mit geringer Leistung, zum Beispiel KD105B (ihre Kathode ist mit der VD3-Kathode verbunden). Die Position der LEDs HL1-HL7 am Rand dieser Würfelvariante ist in Abb. dargestellt. 4. In beiden Geräten ist es zulässig, anstelle von Mikroschaltungen der Serie K176 deren Gegenstücke aus der Serie K561, 564 zu verwenden. Im zweiten Gerät zum Ersetzen der KT315G-Transistoren. KT361G passt zu jeder dieser Serien und AL307BM-LEDs – alle, die im sichtbaren Spektralbereich emittieren. Die Diodenbaugruppe KTS405A kann durch KTS405B ersetzt werden. KTs405V, KTs402A-KTs402V oder vier Dioden KD105A-KD105V, einschließlich dieser entsprechend der Gleichrichterbrückenschaltung. Literatur
Autor: V.Bannikov, Moskau
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