ИГРОВОЙ ЛОГИЧЕСКИЙ ПРИБОР «ВЕРСИЯ»

May 12, 2010 by admin Комментировать »

На передней панели такого прибора-автомата находятся шесть кно­пок и несколько табло. Нажимая эти кнопки в определенной последовательнос­ти, требуется зажечь световое табло «Конец». Добиться этого можно последо­вательным нажатием только трех определенных кнопок, нажатие любой из трех других возвращает устройство в исходное состояние и сводит на нет все предыдущие ходы. Причем сделать это надо в ограниченное время, иначе при­дется начинать делать ходы заново.

Принципиальная схема такого устройства приведена на рис. 4. При под­ключении источника питания загорается лампа HI, подсвечивающая табло «На­чинайте игру». После этого играющий начинает нажимать кнопки SI — S6 в той последовательности, которую он считает правильной. Допустим, первой нажата кнопка S1. При этом срабатывает реле К1 и своими контактами К1.2 самоблокируется. Начнется зарядка конденсатора С1, работающего в реле вы­держки времени, а контакты К1.1 подготовят к срабатыванию цепь реле К2 и отключат табло «Начинайте игру». Если следующей будет нажата кнопка S2, то сработает реле К2, а после нажатия кнопки S3 — реле КЗ, которое кон­тактами КЗ.2 зажжет лампу Н2 табло «Конец» — игра окончена. Но реле КЗ сработает только в там случае, если три кнопки будут нажаты именно в та­кой последовательности (S1 — S2 — S3). Если же будет нажата одна из кно­пок S4 — S6, то все сработавшие ранее реле (Kl, K2 и КЗ) отпустят. А ес­ли играющий не успеет угадать необходимую последовательность нажатия кнопок в течение заданного времени? В таком случае сработает реле К4 вы-Держки времени и зажжется табло «Время истекло».

По окончании каждого цикла игры устройство возвращают в исходное состояние кратковременным нажатием кнопки S7 «Сброс». Выигрывает тот из играющих, кто угадает нужную последовательность нажатия кнопок за наи­меньшее число циклов.

Как работает реле выдержки времени? После срабатывания реле К1 его контакты К1.2 переключаются и начинается зарядка конденсатора С1 через резисторы R1 и R2. При определенном напряжении на положительной обклад­ке этого конденсатора стабилитрон VI откроется, затем откроется составной транзистор V2V3 и сработает реле К.4 — зажжется лампа НЗ табло «Время «стекло».

clip_image002

Рис. 4. Схема игрового логического прибора «Версия»

Транзисторы V2 и V3 могут быть любыми из серий КТ312, КТ315, МП38. Реле К1 — К4 типа РЭС-9 (паспорт РС4.524.200). Кнопки S1 — S7 — П2К, КМ1-1 и др. Источник питания устройства должен обеспечивать постоянное яапряжение 18…20 В при токе не менее 300 мА. Кнояки SI — S6 на лицевой .панели располагают в произвольном порядке.

Налаживание игры сводится к установке подстроечным резистором R1 вы­держки времени, равной 5…10 с.

Несколько рекомендаций по расширению возможностей игрового автомата «Версия». Во-первых, можно предусмотреть изменение требуемой последова­тельности нажатия кнопок, применив галетный переключатель (именно так и уделано в описанном ниже варианте устройства на микросхемах). Во-вторых, можно ввести счетчик числа циклов, чтобы фиксировать, сколько раз сработа–яо реле К4. В-третьих, ипру можно сделать в расчете на двоих играющих, ко­торые будут делать ходы поочередно — игра станет интереснее.

Схема варианта игрового автомата «Версия», выполненного на интеграль­ных микросхемах, приведена на рис. 5. В руках играющего пульт с шестью кнопками (S1 — S6), каждой из которых присвоен соответствующий порядко­вый номер. По сигналу автомата «Ход» он должен за 5…7 с последовательно нажать три кнопки, После этого цикл можно повторить. Задача играющего состоит в том, чтобы зажечь три лампы (HI — НЗ), расположенные на пе­редней панели прибора, и тем самым угадать искомое число. Причем каждую последующую цифру числа можно определять только после того, как найдена предыдущая. Например, если искомое число 154, а играющий последователь­но нажал кнопки 4, 5, 1, то ни одна из ламп не загорится, хотя вторая цифра определена правильно. В соответствии с этим определяют и стратегию поиска числа: сначала найти первую цифру, затем, начиная последующие ходы с на­жатия уже найденной первой кнопки, угадать вторую цифру, а затем аналогично — и третью цифру.

Как работает это игровое устройство? После подачи на все элементы уст­ройства питающих напряжений (20 и 5 В) и нажатия кнопки S8 «Сброс» ус­танавливается в нулевое состояние D-триггер D1.1, а затем последовательно триггеры D1.2, D2.1. Одновременно в нулевое состояние устанавливаются триг­геры D2.2, D3.1, D3.2, D4.2, а триггер D4.1 установится в единичное состоя­ние.

У D-триггера, как известно, два входа — информационный и синхронизи­рующий. После подачи импульса на синхронизирующий вход С на прямом вы­ходе триггера устанавливается тот логический уровень, который был до при­хода синхроимпульса на входе D. Вход R устанавливает триггер в нулевое состояние, вход S — в единичное (для этого соответствующий вход кратко­временно соединяют с общим проводом).

clip_image004

Рис. 5. Схема игрового логического прибора «Версия» на интегральных микросхемах

При таких состояниях триггеров на базе транзистора V4 появится высокий (относительно эмиттера) потенциал, отчего он отрывается и загорается лам­па Н4 «Ход». Все остальные лампы гореть не будут. Играющий нажимает од­ну из кнопок SI — S6. При этом одиночный импульс с логического элемента D5.1, выполняющего в данном случае операцию ИЛИ, через ждущий мульти­вибратор, собранный на элементах D6.1 и D6.2, поступает на входы С тригге­ров D2.2, D3.1, D3.2, D4.1. Выход триггера D4.1 этой цепочки соединен с ин­формационным входом D триггера D2.2, поэтому при последовательной подаче импульсов на входы С напряжение высокого уровня (логическая 1) появляется поочередно на выходах всех триггеров.

Итак, после нажатия одной из кнопок, допустим, кнопки S1, напряжение высокого уровня появилось на выводе 9 триггера D2.2, соединенном с входом D триггера DI.1. После отпускания кнопки S1 триггер D1.1 переключится в единичное состояние и загорится лампа H1 — первая цифра «отгадана» (на­помним: состояние D-триггера меняется только после изменения напряжения на входе С с низкого уровня на высокий, а не наоборот). Если после кнопки S1 будут нажаты кнопки S5 и S4, то, как нетрудно проследить по схеме, за­горятся лампы Н2 и НЗ. Следовательно, искомое число 154 угадано.

Рассмотрим случай, когда вторая нажатая кнопка определена правильно, а первая и третья не угаданы. Допустим, первой нажали кнопку S2. В этом случае ни один из триггеров Dl.l, D1.2, D2.I не изменит своего состояния. При 1 нажатии затем кнопки S5 импульс. напряжения поступит на синхронизирую­щий вход D1.2, но состояние этого триггера не изменится, потому что подан­ное на вход R напряжение низкого уровня с выхода D1.1 будет надежно удерживать триггер D1.2 в нулевом состоянии.

После нажатия первой кнопки сигналом с выхода логического элемента D6.1 переключится в другое состояние триггер D4.2, на его выводе 9 появится напряжение высокого уровня, и начнется зарядка конденсатора С8 через ре­зистор R15. Спустя 5…7 с напряжение на обкладках этого конденсатора воз­растет настолько, что откроется составной транзистор V7V8, все триггеры уст­ройства примут исходное состояние и вновь загорятся лампа Н4 «Ход. Таким образом, автомат ограничивает время, отведенное на размышление — сначала подумай, а потом нажимай кнопки.

Если играющий нажмет не три кнопки, а больше, то уже после нажатия четвертой кнопки появится напряжение высокого уровни на выходе D4.1, от­кроется транзистор V5 и сработает электромагнитное реле К1. Око заблокируется контактами К1.2, а контактами К1.1 включит лампу Н5 «Нарушение». Для установки устройства в исходное состояние в этом случае необходимо нажать кнопку S8 «Сброс». При соблюдении правил игры сброс автомата осу­ществляется автоматически, а кнопку S8 нажимают только после включения устройства.

Конденсаторы С1 — С6 устраняют влияние на нормальную работу триг­геров дребезга контактов кнопок (многократного размыкания и замыкания контактов при однократном нажатии). Даже ири одном нажатии и отпускании кнопки на выходе ее получается целая серия электрических импульсов. Если же параллельно контактам кнопки подключить конденсатор, то после первого нажатия кнопки он разряжается и остается в этом состоянии при дальней­шем вибрировании контактов. Это наиболее -простой способ борьбы с дребез­гом контактов. Емкость конденсатора подбирают экспериментально. Ждущий мультивибратор, собранный на элементах D6.1 и ГЖ2, — это тоже мера борь­бы с дребезгом.

Конструкция устройства произвольная. Пульт с кнопками SI — S6 соединен с корпусом гибким семижильным кабелем длиной 1,5… 2 м. Конденсаторы С1 — С6 (К50-6) также находятся внутри пульта и припаяны непосредственно к кон­тактам кнопок. Тип кнопок S1 — S6 — KH-I. Можно применить также кноп­ки КП-1, КМ1-1, П2К и др. Кнопка S8 — типа КМ2-1, КП-2, или П2К. Га-летный переключатель S7 типа ПГК — ЗП6Н, ПГ2-3 — 6ПЗНТ. Он необходим для задания числа в «память» автомата. В нервом положении переключателя код этого числа 154, во втором – — 463, в третьем 352. Транзисторы VI — V5 могут быть серий МП21, МП26, МП42 с любыми буквами. Реле К1 — РЭС-10 (паспорт РС4.524.3О2) или любое другое на напряжение срабатывания 15…20 В при токе не более 100 мА.

Это устройство можно использовать и для тренировки логичности мыш­ления, способности быстро принимать решения. Для этого его надо усовершен­ствовать, например ввести счетчик суммарного затраченного времени, счетчик числа ходов. Подумайте, как это сделать.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты