ШАХМАТНЫЕ ЧАСЫ С СЕНСОРНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ

May 5, 2010 by admin Комментировать »

В. Николаева, Б. Юрчук

В шахматных часах, описание которых приведено, ис­пользован цифровой принцип отсчета и индикации времени игры. Часы имеют высокую стабильность, точность от­счета до 1 с и сенсорное управление. Игровое время каж­дого партнера 5 мин. Габариты часов 165 х 115 х 70 мм.

Принципиальная схема часов содержит два одинако­вых счетчика времени, блок сенсорного переключения, блок управления и блок питания.

Принципиальная схема одного счетчика времени при­ведена на рис. 1. Счетчик состоит из триггера D1.1, де­лящего входную частоту 2 Гц на два, делителя на десять на триггерах D1.2, D3.1, D3.2, D4 с дешифратором D2 и индикатором HI и двух делителей на шесть на триггерах D5.1, D5.2, D7.1 (D7.2, D9.1, D9.2) с дешифраторами D6, D8 и индикаторами Н2, ИЗ.

Принципиальная схема блока сенсорного переключения приведена на рис. 2.

Она содержит генератор прямоугольных импульсов частотой около 150 кГц, собранный на элементах D1.1D1.3, два ключевых каскада на транзисторах V2, V3 и V4, V5 и управляющий триггер на микросхеме D2.

Принцип работы сенсорного переключателя емкостной. В исходном состоянии импульсное напряжение с генера­тора через конденсаторы С1, С2 и С6, С7 поступает на вы­прямители на диодах VI и V6. Ключи V2, V3 и V4, V5 за­крыты положительным напряжением, образующимся на конденсаторах фильтра выпрямителей СЗ, С5. При каса­нии игроками сенсорных площадок XI или Х2 в резуль­тате шунтирования емкостью тела человека путей про­хождения высокой частоты срабатывает соответствующий ключ на транзисторах V2, V3 и V4, V5,u триггер D2 уста-авливается соответственно в состояние «1» или «0». Сиг-алы с прямого (А) и инверсного (Б) выходов триггера поступают на блок управления.

Принципиальная схема блоков управления и питания приведена на рис. 3. Блок питания выдает пульсирующее напряжение 200 В для анодного питания индикаторов счетчика времени и стабилизированное напряжение +5 В для питания микросхем и транзисторов. Стабилизатор на напряжение +5 В собран на операционном усилителе А1 и транзисторах V6 и V7.

Работу блока управления рассмотрим совместно с ра­ботой счетчиков времени и сенсорного переключателя. Перед началом игры тумблер .S1 замкнут, нажимается кнопка S2 «Сброс» и тем самым устанавливаются в нулевое состояние счетчики времени и декадные делители блока управления, собранные на микросхемах D4, D6, D5, D7. Шахматист, играющий черными, касается своей сенсорной площадки и переводит тумблер S1 в положение «Пуск». При этом с генератора, собранного на элементах D1.1 — D7.3, блока управления проходят импульсы частотой 200 Гц через элемент D3.1 (на входах 9, 10, 13 — высокий по­тенциал) на входы элементов D2.3, D2.4. Допустим, игрок коснулся сенсора XI. Триггер D2 (см. рис. 2) установится в состояние «1». Сигнал логического нуля с инверсного выхода триггера запрещает прохождение импульсов че-Рез элемент D2.4, а сигнал логической единицы разрешает прохождение импульсов через элемент D2.3 и далее через делитель (D4, D6) с коэффициентом деления 100 на счет­чик времени партнера. Партнер, сделав ответный ход, ка­сается сенсора Х2, триггер D2 перебрасывается в состоя­ние «0». Элемент D2.3 блока управления закрывается, а элемент D2.4 пропускает импульсы частотой 200 Гц на делитель (D5, D7) и далее на счетчик времени первого игрока и т. д.

При достижении одним из счетчиков времени состоя­ния 5 мин 00 с на прямых выходах триггеров D7.2 и D9.2 (см. рис. 1) окажется потенциал логической единицы, на выходе элемента D2.1 или D2.2 блока управления потен­циал логического нуля, на выходе элемента D3.2 сигнал логической единицы. Элемент D3.1 закрывается, запрещая прохождение импульсов на счетчики времени, a D1.4 от­крывается, пропуская импульсы частотой 200 Гц на громко­говоритель В1, сигнализирующий об окончании партии.

При необходимости можно прервать партию, переведя тумблер S1 в положение «Стоп».

Конструкция и детали. Часы собраны Б дюралюминиевом корпусе, оклеенном пластиком, имити­рующим древесину ценных пород.

Для удобства наблюдения за текущим временем ин­дикаторы расположены под углом 45° к передней стенке. На верхней крышке часов расположен тумблер S1 («Пуск — Стоп»), кнопка S2 («Сброс») и две сенсорные площадки, представляющие собой винты М4 с широкой плоской от­полированной головкой, изолированные от корпуса. Диа­метр головки винта 15 мм.

Транзистор V2 стабилизатора установлен без изоли­рующей прокладки на задней стенке, служащей ему теплоотводом. Громкоговоритель В1 крепится к передней стенке. Трансформатор 77 намотан на сердечнике от трансформа­тора кадровой развертки ТВК-ЛМ-К; обмотка 1 — 2 содер­жит 2480 витков ПЭВ-2 0,12; экранирующая обмотка 3 — один слой ПЭВ-2 0,12; обмотка 4 — 5 — 2300 витков ПЭВ-2 0,1; обмотка 6 — 7 — 132 витка ПЭВ-2 0,47. Детали часов смонтированы На пяти печатных платах из двусто­роннего фольгированного стеклотекстолита.

clip_image002

Рис. 1. Принципиальная схема счетчика времени

clip_image004

Рис. 2. Принципиальная схема блока сенсорного переключения

clip_image006

Рис. 3. Принципиальная схема блока управления и блока питания

На плате размером 150 х 30 мм расположены индика­торы счетчиков времени и анодные токоограничивающие резисторы.

На плате размером 150 х 30 мм расположены делители и дешифраторы счетчиков времени. Плата сенсорного пе­реключателя имеет размер 50 X 30 мм. Она крепится под верхней крышкой часов в непосредственной близости к сенсорным площадкам. На плате размером 72 X 45 мм расположены блок управления и стабилизатор. Диоды выпрямителя и конденсатор фильтра С1 размещены на от­дельной плате (50 х 45 мм). Монтаж плат может быть разработан радио­любителями самостоятельно.

Громкоговоритель В1 типа 0.1ГД-13. южно использовать любой малога­баритный громкоговоритель с сопро­тивлением звуковой катушки 60 Ом. 1 езистор R1 блока управления СП5-3. конденсатор С4 К52-1, остальные кон­денсаторы КМ4, КЛС, К50-6. Тумб­лер Si MT-1, кнопка S2 КМ-1.

clip_image008

Рис. 4. Схема делителя на шесть на микросхе­ме К133ИЕ4

Микросхемы 155 серии заменяются на аналогичные 133-й се­рии. Делитель на десять счетчиков времени можно ссб-рать на микросхеме К155ИЕ2 или К133ИЕ2, делитель на шесть — на микросхеме К155ИЕ4 или К133ИЕ4. Схема делителя на шесть на микросхеме К133ИЕ4 приведена на рис. 4. Триггер К1ТК341 (К134ТВ1) можно заменить на К1ТК551 (К155ТВ1) или К1ТК331 (К133ТВ1).

Налаживание часов начинается со стабилизатора. Под­бирая резистор R7, (см. рис. 3) устанавливают на выходе напряжение 5 В ±5%. В сенсорном переключателе (см. рис. 2) подбором резисторов R2 и R8 добиваются четкого переключения триггера D2 от прикосновения к сенсорным площадкам. В блоке управления (см. рис. 3) резистором-R1 устанавливают частоту генератора 200 ±1 Гц. Это можно выполнить при помощи частотомера или с секундо­мера по индикаторам часов.

Счетчики времени налаживания не требуют.

OCR Pirat

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