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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Indicación del juego de dominó. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Indicadores, sensores, detectores A veces es necesario construir un indicador digital para un pequeño número de dígitos (1 o 2), cuya información debe leerse desde una gran distancia, desde diferentes direcciones y posiciones del observador, o cuando el propio indicador es difícil de mover. (por ejemplo, se inclina o da vuelta). Dichos indicadores son convenientes para vehículos, sistemas de seguridad, donde pueden mostrar el estado actual del sistema (grado de preparación, etc.). Los indicadores tradicionales de siete segmentos son de poca utilidad aquí, ya que para una lectura rápida y sin errores de los números arábigos, es necesaria su orientación horizontal y se leen mal en forma invertida u oblicua. Cuando solo se apaga un segmento, la imagen es casi ilegible. Los creadores de juegos populares enfrentaron problemas similares en algún momento. Después de todo, los jugadores deben leer de forma rápida y precisa la información actual inscrita en los accesorios de juego. La posición de los accesorios de juego en la mesa puede ser arbitraria, pero la información debe leerse sin ambigüedades desde cualquier lugar de la mesa de juego. El principio más exitoso y probado en el tiempo fue el principio de una representación mnemotécnica estilizada de números con puntos contrastantes sobre el fondo de una familiaridad cuadrada, utilizada en el popular juego "Domino". Los huesos para el juego "Domino" son barras, cuya parte frontal se divide en dos espacios familiares de forma cuadrada, cada uno de los cuales contiene números del "0" (vacío) al "6" (en forma de seis puntos). De manera similar, se marcan las caras de los dados de lanzamiento utilizados en muchos juegos populares. Es fácil ver que los puntos en la familiaridad cuadrada están en los nodos de la matriz 3x3. Codificación Un número simple de puntos corresponde a un dígito, pero no es necesario contar los puntos: su ubicación forma un símbolo mnemotécnico fácil de recordar y una mirada superficial es suficiente para identificarlo. El secreto de la legibilidad de dichos caracteres desde cualquier dirección es que todos los caracteres son axialmente simétricos con respecto al nodo central de la matriz 3x3. Además, los símbolos mnemotécnicos de todos los dígitos, excepto "2" y "3", también tienen simetría axial. Propongo un nuevo estilo de mnemosímbolos para los números "2" y "3", que también tienen simetría axial (Fig. 1).
Para construir un indicador LED basado en el principio de indicación descrito, basta con instalar LED en los nodos de una matriz cuadrada. Con el diseño propuesto de los símbolos mnemotécnicos "2" y "3", los LED se pueden combinar en grupos que se encienden a lo largo de tres líneas 1, 2 y 4. Con el encendido descrito, aparece un nuevo símbolo "7". Pero lo más sorprendente es que el principio descrito se combina con el código binario 1-2-4. Esto significa la capacidad de abandonar el circuito decodificador. La figura 1, a muestra un diagrama práctico de un indicador encendido directamente desde un contador binario, en la figura 1, b: un diagrama de un nodo de reinicio para limitar el conteo a la posición "7". A pesar de la simplicidad del circuito de la Fig. 1, debe tenerse en cuenta que la capacidad de carga de los microcircuitos TTL es limitada y el brillo de los LED puede ser insuficiente. Por lo tanto, se propone un circuito en la Fig. 2, en el que los LED se encienden a través de transistores y, por lo tanto, el brillo del brillo será suficiente. Con la llegada del controlador, es posible ingresar dos caracteres más "8" y "9", que se suman a la matriz de LED al completo (3x3). Apareció otro (cuarta línea de control) - 4.
Para probar estas nuevas funciones en la práctica, diseñé un conjunto de placas de circuito impreso. Estos tableros son tableros de demostración y unidades universales completas para estructuras digitales, una especie de espacios en blanco. Las placas de circuito impreso de los nodos están hechas del mismo estilo con un tamaño de 40x40 mm. La figura 3, a muestra un dibujo de un panel falso, en la figura 3, b - un dibujo de la placa de circuito impreso del indicador según la figura 1, en la figura 3, c - un dibujo de la placa de circuito impreso del controlador Fig. .2 junto con un contador BCD en el chip K155IE6.
Propongo un tablero separado para el contador, en el cual, basado en el temporizador integrado 555 (análogo doméstico KR1006VI1), se construye un generador de pulso Fig. 4, a, o un botón de reloj (botón con rebote suprimido) Fig. 4, b. También hay dos opciones para encender el contador. Este es un registro de búfer de entrada con control potencial (similar al registro K555IR22) Fig. 4d, en el que las entradas R y P están conectadas a un cable común, y los datos de las entradas 1, 2, 4, 8 se transmiten libremente a salidas 1, 2, 4, 8. La segunda opción es un contador de pulsos decimal reversible Fig. 4, c.
La Figura 5, a, b muestra el diseño de la placa de circuito impreso del temporizador y su instalación. La figura 5, c muestra la instalación del botón del reloj.
Al montar el botón del reloj, uno de los puentes j1 se reorganiza, se instala un botón en lugar de la resistencia de "frecuencia" R * y las almohadillas de resistencia para restaurar el circuito se conectan mediante el puente jp2. En ambos circuitos en un temporizador integrado (Fig. 4, a y b), solo se utilizan dos elementos de ajuste de frecuencia R y C, de la misma clasificación R \u10d 10 kOhm, C \u6d 7 μF. En el modo generador, se utiliza una resistencia variable, denominada R *, para cambiar la frecuencia y, debido a la ausencia de una resistencia de bit (segunda) (entre las terminales 20 y XNUMX), los pulsos de salida del generador de polaridad positiva tienen una corta duración del orden de XNUMX μs, determinada por el retardo interno del temporizador. El generador se puede conectar a un contador (a una de las entradas de reloj para contar hacia adelante o hacia atrás cuando se visualizan símbolos indicadores hasta 9) o con un circuito de reinicio en la Fig. 1,b, si solo se necesitan símbolos hasta 6, o con tres dígitos de un contador binario, puede ver caracteres hasta 7. Usando el indicador de dominó y un generador de pulsos, es fácil construir un generador de pulsos aleatorios (un análogo electrónico de un dado rodante). Junto con los tableros adjuntos - 40x40 nodos, realmente puede caber dentro del cubo (juego para niños). En este caso, la frecuencia del generador debe aumentarse a 100 Hz (para lo cual la capacitancia del capacitor C debe reducirse 10 veces) y la resistencia R* debe puentearse o eliminarse. Cuando el generador de temporizador se detiene, el indicador mostrará una señal aleatoria (al iterar, todos los LED se encenderán). Con un botón táctil, puede pasar manualmente por los caracteres o contar el número de veces que se ha activado el interruptor de límite de un dispositivo. Si el contador en la placa del controlador parece superfluo, entonces no puede instalarlo o soldar un enchufe de 16 pines allí, por lo que puede insertar un contador IE6 o IE7. Estos contadores son interesantes porque no pueden interferir con la transferencia de datos de las entradas a las salidas e incluso almacenar datos (incluyen un registro de búfer con control potencial en la entrada P) y "tomar" datos del flujo. La figura 4d muestra la inclusión de un contador reversible IE6 o IE7 como registro. Cuando la entrada de carga externa P está conectada a tierra, el medidor transfiere libremente los datos de la entrada a la salida (al controlador del indicador). Como fuente de datos simple y conveniente, propongo una implementación de otro nodo universal: un interruptor codificado (Fig. 6 y 7) en el código 1-2-4-8. La figura 6 muestra el esquema del conmutador codificador, que permite implementar la encriptación, tanto de un código binario de 4 bits (para 16 posiciones) como binario-decimal (para 10 posiciones).
Las placas de circuito impreso y la colocación de los detalles de la última de ellas se muestran en la Fig. 7 en una galleta del interruptor de galleta 11P1N.
Al implementar un interruptor binario-decimal en una matriz de 9x4, solo se requerían 11 diodos VD1 ... VD11, que están montados en el cabezal del interruptor (en la Fig. 6, la parte para implementar el código para 16 posiciones está rodeada con un círculo punteado línea, pero tal implementación requerirá un interruptor especial). Dado que el circuito opera en TTL, tomó 4 transistores de abrazadera VT1 ... VT4 del tipo pnp. El esquema de las abrazaderas está hecho en una placa de circuito impreso de 40x40, que también es un panel falso (oculta la tuerca del interruptor debajo del panel). El interruptor del codificador, el generador y el botón táctil en forma de unidades terminadas propuestas en tableros unificados se fijan a los paneles del dispositivo con tornillos M2,5 a través de casquillos espaciadores de 5 mm de altura. Los diagramas de cableado (Fig. 5 y 7) muestran opciones de montaje con la instalación de las placas de los nodos enumerados con el lado de las pistas impresas en el panel. Es recomendable utilizar los LEDs del indicador "dominó" con color de brillo rojo (están conectados principalmente por 2 piezas en serie y cuando se alimentan a +5 V tienen un pequeño margen de voltaje, y los LEDs verde y amarillo pueden no encenderse en absoluto). Puede aplicar una resistencia limitadora de corriente separada para cada LED (como para HL1 en la Fig. 2) o aumentar el voltaje de suministro para los LED. Con LED ultrabrillantes, el indicador (Fig. 3, a) se podía ver desde una distancia de 100 m (por la noche, los caracteres incluso se podían distinguir claramente a simple vista). Y los 9 LED encendidos juntos (número 9) iluminan la habitación con bastante intensidad. Sin embargo, el color rojo es adecuado, excepto para un laboratorio fotográfico, y los "blancos" todavía son un poco caros ... Autor: Yu.P. Sarazha
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