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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Domino-Spielanzeige. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Indikatoren, Sensoren, Detektoren Manchmal ist es notwendig, einen digitalen Anzeiger mit einer kleinen Anzahl von Ziffern (1 oder 2) zu bauen, dessen Informationen aus großer Entfernung, aus verschiedenen Richtungen und Positionen des Beobachters abgelesen werden müssen oder wenn sich der Anzeiger selbst nur schwer bewegen lässt (z (z. B. Kippen oder Umdrehen). Solche Indikatoren sind praktisch für Fahrzeuge und Sicherheitssysteme, wo sie den aktuellen Zustand des Systems (Bereitschaftsgrad usw.) anzeigen können. Herkömmliche Sieben-Segment-Indikatoren nützen hier kaum, da sie zum schnellen und genauen Ablesen arabischer Ziffern horizontal ausgerichtet sein müssen und in umgekehrter oder schräger Form nur schwer lesbar sind. Wenn nur ein Segment ausgeht, ist das Bild fast unleserlich. Die Entwickler beliebter Spiele standen einst vor ähnlichen Problemen. Schließlich müssen Spieler aktuelle Informationen auf Gaming-Zubehör schnell und genau lesen können. Die Position des Spielzubehörs auf dem Tisch kann beliebig sein, die Informationen müssen jedoch von jeder Stelle des Spieltisches eindeutig lesbar sein. Als erfolgreichstes und bewährtestes Prinzip erwies sich das Prinzip eines stilisierten Gedächtnisbildes von Zahlen mit kontrastierenden Punkten vor dem Hintergrund eines quadratischen vertrauten Ortes, das im beliebten Spiel „Domino“ verwendet wird. Die Würfel für das Spiel „Domino“ sind Balken, deren Vorderseite in zwei quadratische, bekannte Felder unterteilt ist, auf denen jeweils Zahlen von „0“ (leer) bis „6“ (in Form von sechs Punkten) angezeigt werden. . Die Kanten der Würfel, die in vielen beliebten Spielen verwendet werden, sind auf ähnliche Weise markiert. Es ist leicht zu erkennen, dass die Punkte in der quadratischen Vertrautheit an den Knoten der 3x3-Matrix liegen. Bei der Kodierung handelt es sich um eine einfache Anzahl von Punkten, die einer Zahl entsprechen, aber es ist nicht nötig, die Punkte zu zählen – ihre Platzierung bildet ein leicht zu merkendes mnemonisches Symbol und ein kurzer Blick genügt, um es zu identifizieren. Das Geheimnis der Lesbarkeit solcher Symbole aus jeder Richtung besteht darin, dass alle Symbole eine Achsensymmetrie relativ zum zentralen Knoten der 3x3-Matrix aufweisen. Darüber hinaus weisen auch die mnemonischen Symbole aller Zahlen außer „2“ und „3“ Achsensymmetrie auf. Ich schlage ein neues Design für die mnemonischen Symbole der Zahlen „2“ und „3“ vor, die ebenfalls axiale Symmetrie aufweisen (Abb. 1).
Um eine LED-Anzeige nach dem beschriebenen Anzeigeprinzip aufzubauen, reicht es aus, LEDs in die Knoten der quadratischen Matrix einzubauen. Mit der vorgeschlagenen Gestaltung der mnemonischen Symbole „2“ und „3“ können die LEDs zu Gruppen zusammengefasst werden, die entlang der drei Linien 1, 2 und 4 eingeschaltet werden. Mit der beschriebenen Einbeziehung erscheint ein neues Symbol „7“. Das Erstaunlichste ist jedoch, dass das beschriebene Prinzip mit dem Binärcode 1-2-4 kombiniert wird. Dadurch kann auf die Decoderschaltung verzichtet werden. Abb. 1,a zeigt ein praktisches Diagramm eines direkt von einem Binärzähler eingeschalteten Anzeigegeräts; Abb. 1,b zeigt ein Diagramm einer Rücksetzeinheit zur Begrenzung des Zählens bei Position „7“. Trotz der Einfachheit der Schaltung in Abb. 1 ist zu beachten, dass die Belastbarkeit von TTL-Mikroschaltungen begrenzt ist und die Helligkeit der LEDs möglicherweise nicht ausreicht. Daher wurde in Abb. 2 eine Schaltung vorgeschlagen, bei der die LEDs über Transistoren eingeschaltet werden und daher die Helligkeit des Leuchtens ausreichend ist. Mit der Einführung des Treibers ist es möglich, zwei weitere Zeichen „8“ und „9“ einzugeben, wodurch die LED-Matrix vollständig (3x3) vervollständigt wird. Eine weitere ist aufgetaucht (4. Kontrolllinie) - 8.
Um diese neuen Fähigkeiten in der Praxis zu testen, habe ich eine Reihe von Leiterplatten entworfen. Diese Platinen sind Demonstrationsplatinen und stellen komplette Universaleinheiten für digitale Strukturen, Originalrohlinge dar. Die Leiterplatten der Geräte sind im gleichen Stil gefertigt und messen 40x40 mm. Abbildung 3, a zeigt eine Zeichnung des falschen Panels, Abbildung 3, b - eine Zeichnung der Leiterplatte des Indikators gemäß Abb. 1, Abb. 3, c - eine Zeichnung der Leiterplatte des Treibers, Abb. 2, zusammen mit einem binären Dezimalzähler auf dem K155IE6-Chip.
Ich schlage eine separate Platine für den Zähler vor, auf der basierend auf dem integrierten Timer 555 (inländisches Analogon von KR1006VI1) entweder ein Impulsgeber (Abb. 4,a) oder ein Uhrknopf (prellunterdrückter Knopf) Abb. 4, b ist gebaut. Das Messgerät bietet außerdem zwei Schaltmöglichkeiten. Dies ist ein Eingangspufferregister mit Potentialsteuerung (ähnlich dem K555IR22-Register) Abb. 4,d, bei dem die Eingänge R und P mit einer gemeinsamen Leitung verbunden sind und Daten von den Eingängen 1, 2, 4, 8 frei übertragen werden an die Ausgänge 1, 2, 4, 8. Die zweite Option ist ein dezimaler umkehrbarer Impulszähler, Abb. 4, c.
Abbildung 5, a, b zeigt den Aufbau der Timer-Leiterplatte und deren Installation. Abbildung 5,c zeigt die Installation des Taktknopfes.
Bei der Installation einer Uhrtaste wird einer der Jumper j1 neu angeordnet, anstelle des „Frequenz“-Widerstands R* wird ein Taster installiert und die Widerstandspads werden durch Jumper jp2 verbunden, um den Stromkreis wiederherzustellen. In beiden Schaltkreisen eines integrierten Timers (Abb. 4, a und b) werden nur zwei Frequenzeinstellelemente R und C mit der gleichen Nennleistung R = 10 kOhm, C = 10 μF verwendet. Im Generatormodus wird ein variabler Widerstand mit der Bezeichnung R* verwendet, um die Frequenz zu ändern, und da kein Bitwiderstand (zweiter Widerstand) (zwischen den Pins 6 und 7) vorhanden ist, haben die Ausgangsimpulse des Generators mit positiver Polarität eine kurze Dauer von etwa 20 μs, bestimmt durch die interne Timerverzögerung. Der Generator kann an einen Zähler (an einen der Takteingänge zum Aufwärts- oder Abwärtszählen bei Anzeige von Anzeigesymbolen bis 9) oder an eine Reset-Schaltung in Abb. 1, b angeschlossen werden, wenn nur Symbole bis 6 benötigt werden, oder Mit drei Ziffern eines Binärzählers können Sie Zeichen bis zu 7 anzeigen. Mit dem Domino-Indikator und einem Impulsgenerator lässt sich ganz einfach ein Zufallsimpulsgenerator (ein elektronisches Analogon zum Würfeln) bauen. Zusammen mit den angebrachten Brettern – Knoten im Maß 40x40 – passt es wirklich in einen Würfel (Kinderset). In diesem Fall sollte die Generatorfrequenz auf 100 Hz erhöht werden (wobei die Kapazität des Kondensators C um das Zehnfache verringert werden sollte) und der Widerstand R* überbrückt oder entfernt werden. Wenn der Timer-Generator stoppt, zeigt die Anzeige ein Zufallssignal an (alle LEDs leuchten während der Suche auf). Mit einer Takttaste können Sie die Zeichen manuell Schritt für Schritt durchgehen oder zählen, wie oft ein Endschalter an einem Gerät betätigt wird. Wenn Ihnen der Zähler auf der Treiberplatine überflüssig erscheint, können Sie ihn weglassen oder dort eine 16-Pin-Buchse einlöten und dann einen Zähler vom Typ IE6 oder IE7 einsetzen. Diese Zähler sind insofern interessant, als sie die Übertragung von Daten von Eingängen zu Ausgängen nicht stören und sogar Daten speichern (sie umfassen ein Pufferregister mit potenzieller Steuerung am P-Eingang) und Daten aus dem Stream „schnappen“ können. Abbildung 4d zeigt die Einbindung eines Auf-/Abwärtszählers vom Typ IE6 oder IE7 als Register. Wenn der externe Lasteingang P geerdet ist, überträgt der Zähler nahtlos Daten vom Eingang zum Ausgang (zum Anzeigetreiber). Als einfache und bequeme Datenquelle schlage ich eine Implementierungsoption für einen weiteren universellen Knoten vor – einen codierten Schalter (Abb. 6 und 7) im Code 1-2-4-8. Abbildung 6 zeigt eine Schalter-Encoder-Schaltung, die die Implementierung der Verschlüsselung sowohl von binärem 4-Bit-Code (16 Stellen) als auch von binärem Dezimalcode (10 Stellen) ermöglicht.
Leiterplatten und die Platzierung von Teilen der letzten davon sind in Abb. 7 auf einem Streifen des 11P1N-Schalters dargestellt.
Bei der Implementierung eines binär-dezimalen Schalters in einer 9x4-Matrix waren nur 11 Dioden VD1...VD11 erforderlich, die auf der Schalterplatte montiert sind (in Abb. 6 ist der Teil zur Implementierung eines Codes mit 16 Positionen gestrichelt dargestellt, aber eine solche Implementierung erfordert einen speziellen Schalter). Da die Schaltung mit TTL arbeitet, waren 4 Klemmtransistoren VT1...VT4 vom PNP-Typ erforderlich. Die Klemmschaltung ist auf einer 40x40-Leiterplatte gefertigt, die gleichzeitig eine Zwischenplatte ist (die Schaltermutter wird unter der Platte versteckt). Geberschalter, Generator und Uhrentaster werden in Form der vorgeschlagenen Kompletteinheiten auf standardisierten Platinen mit M2,5-Schrauben durch 5 mm hohe Distanzhülsen an den Geräteplatten befestigt. Die Installationspläne (Abb. 5 und 7) zeigen Installationsmöglichkeiten bei der Installation der Platinen der aufgeführten Komponenten mit der Seite der gedruckten Leiterbahnen zur Platte. Es empfiehlt sich, rote Domino-Anzeige-LEDs zu verwenden (sie werden hauptsächlich in 2 Stück in Reihe geschaltet und haben bei Versorgung mit +5 V eine kleine Spannungsreserve, grüne und gelbe LEDs leuchten möglicherweise überhaupt nicht). Sie können für jede LED einen separaten Strombegrenzungswiderstand verwenden (wie für HL1 in Abb. 2) oder die Versorgungsspannung für die LEDs erhöhen. Mit ultrahellen LEDs konnte der Indikator (Abb. 3, a) aus einer Entfernung von 100 m gesehen werden (nachts waren die Symbole sogar mit bloßem Auge deutlich zu erkennen). Und alle 9 LEDs zusammen eingeschaltet (Nummer 9) erhellen den Raum recht hell. Allerdings ist die rote Farbe nur für die Dunkelkammer geeignet und die „weißen“ sind noch etwas teuer... Autor: Yu.P. Sarasch
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