Zadanie 11. Rozwiązanie zadania 8 - rozerwij się. (607KB) - Elportal

Szkoła Konstruktorówprościej: wykorzystamy bramki NAND z we−jściem Schmitta, czyli kostkę CMOS 4093.Schemat ideowy może wyglądać jak na rys.12. Przebiegi czasowe w jego ważniejszychpunktach będą takie, jak na rysunku 13.Generator z bramką U1A wyznacza kolej−ne cykle. Jeden cykl (przebieg A) powinientrwać przynajmniej kilka lub kilkanaście se−kund. Nie może być krótszy, bo czas wy−świetlania wyniku będzie za krótki i graczmógłby przyzwyczaić się do rytmu pracy ge−neratora.Krótki impuls wytwarzany przez opadającezbocze przebiegu A ustawia przerzutnik RSzbudowany z bramek U1C i U1D. Stan niskiw punkcie E zaświeca diodę LED X i urucha−mia brzęczyk. Natomiast wysoki stan sygnałuD uruchamia generator zbudowany na bram−ce U1B. Impulsy z tego generatora są zlicza−ne w liczniku 4017 i wyświetlane do czasuskasowania licznika przez sygnał G (wytwa−rzany przez posnące zbocze sygnału A).Przy praktycznej realizacji układu należało−by przewidzieć możliwość regulacji częstotli−wości generatora U1B, stosownie do stopniawytrenowania graczy − stąd potencjometrPR1.Oczywiście przy projektowaniu płytki dru−kowanej, bramki można zamieniać miejscamitak by układ połączeń był jak najprostszy.Dobranie wartości elementów pozostawiamCzytelnikom. Może ktoś zechce wykonać takiukład?A teraz zadanie domowe dla bardziej za−awansowanych Czytelników. Zechcą oniprzeanalizować połączenia wejść licznika4017. Przy połączeniu wejścia CLI (nóżka 13)do masy, licznik reaguje na narastające zbo−cza impulsów podawanych na wejście CL (n.14). Natomiast przy połączeniu CL z plusemzasilania, wejście CLI reagowałoby na opada−jące zbocza podawanych na nie impulsów.Która wersja jest lepsza?Porównanie rysunków 8 i 12 pokazuje, żenaprawdę warto przeprowadzić dokładnąanalizę założeń i celów, bo zazwyczaj pomagato zrealizować postawione zadanie w sposóbdużo prostszy i tańszy, niż wygląda to na po−czątku. Właśnie umiejętność takiej analizyjest bardzo cenną cechą każdego konstrukto−ra. Warto więc nabywać takiej umiejętności.Właśnie Szkoła Konstruktorów ma w tym po−magać.Nie chcę tu krytykować projektu PiotraWójtowicza. Piotr jest młody i dopiero sięuczy − za nadesłane rozwiązanie otrzyma na−wet drobny upominek.Bardzo ciekawy projekt refleksomierzaprzysłał Waldemar Rogowski z Sieradza.Układ jest rozbudowany (zawiera 40 układówscalonych) i niewiele osób zdecydowałobysię na jego budowę w warunkach domo−wych. Idea jest zapożyczona z urządzenia dobadania refleksu zawodowych kierowców.Na płycie czołowej umieszczona jest tablicazawierająca sto przycisków rozmieszczonychw dziesięciu rzędach i dziesięciu kolumnach.Każdy rząd i każda kolumna mają swoje diodyświecące. W trakcie pracy urządzenia w pew−nych odstępach czasu zapalają się po dwiediody, jedna przy rzędzie, druga przy kolum−nie. Zadaniem zawodnika jest jak najszybciejnacisnąć przycisk umieszczony na skrzyżowa−niu wyróżnionego rzędu i kolumny. Dwucyf−rowy wyświetlacz pokazuje czas opóźnienia.Autor proponuje wykorzystanie kostekCMOS 4017, 4001, 4026 i 4073.ZręcznościomierzeNadesłaliście kilka innych interesującychpropozycji dotyczących pomiaru zręczności.Na przykład Michał Kobierzycki z Grójcaproponuje wykonanie zabawki, w którejw ciągu jak najkrótszego czasu należy włożyćkilkanaście klocków o różnym kształcie w od−powiednie otwory. Rzeczywiście, może byćto znakomita zabawka dla mniejszych dzieci.Pomysł Michała jest dobry, zaproponowanyukład elektroniczny jest poprawny (choć zbu−dowany z układów TTL, które nie są do tegocelu najlepsze). Natomiast istotną wadą pro−pozycji jest konieczność wykonania dośćskomplikowanych elementów mechanicz−nych. Wiadomo, że sprawy mechaniki są naj−większą zmorą elektroników. Jedynie prze−róbka gotowej, fabrycznej zabawki daje szan−sę realizacji układu zaproponowanego przezMichała.Ciekawy układ zaproponował Tomasz Kućz Babimostu. Tomek pisze: Mój projekt miałdziałać podobnie jak bardzo popularne i taniegry rosyjskie, tak zwane “jajka”. Polegały onena tym, że postać łapała jajka. Gdy je złapała,następowało dodanie punktu, gdy nie − odję−cie szansy. Ja postacie z tych gier zastąpiłemprzez cztery zielone LEDy, a przesuwające sięjajka, przez czerwone LEDy.Schemat ideowy zaproponowany przezAutora zawiera kilkanaście układów scalo−nych CMOS. Zawiera też błędy uniemożliwia−jące jego realizację, dlatego nie zamieszczamtego schematu. Idea jest jednak bardzo cieka−wa, a i szczegóły układowe wzbudzają zainte−resowanie. Zachęcam Tomka do dalszychprób. Zacznij jednak od prostszych układów.Nie mogę też pominąć propozycji Krzysz−tofa Kaliszewskiego z Opoczna. Oto frag−ment jego listu: Proponuję układ do gry w łap−ki. Układ ma na celu zliczanie ilości uderzeńprzeciwnika w dłonie. Gdy przeciwnik spudłu−je, przełączamy przełącznik na zliczanie ude−rzeń drugiego gracza. Do wejścia We1 podłą−czamy zasiski. Zaciski przypinamy np. do uszuzawodników i gramy. Jako wyświetlacz służądiody LED.Układ zlicza impulsy powstające podczasdotknięcia rąk zawodników − reaguje na zmia−ny rezystancji pętli.Krzysztof proponuje wykorzystanie prze−rzutników JK 7472 z rodziny TTL. Cztery prze−rzutniki tworzą licznik 0...15. Cztery diody po−łączone z wyjściami licznika mają wagi 1, 2, 4,8. Pozwalają więc odczytać stan licznika.W układzie występują dwa takie liczniki i do−datkowo bramki, co daje w sumie dziesięćkostek. Dowcipnego pomysłu trzeba Krzysz−tofowi pogratulować, zwłaszcza krokodylkazaciśniętego na uchu. Natomiast każdemu,kto chciałby praktycznie wykonać taki układproponuję wykorzystanie kostki CMOS 4520,zawierającej dwa niezależne czterobitoweliczniki binarne. Trzeba wtedy zastosowaćukład kształtowania impulsów z bramkąSchmitta. Można też wykorzystać znaną kost−kę 4017, której wejścia wyposażone sąw układ Schmitta − wtedy wystarczy zastoso−wać na wejściu prosty układ RC współpracu−jący z pętlą zawierającą zaciski dołączone dozawodników.Do tej grupy rozwiązań należy też zręcz−nościomierz opracowany i wykonany przezKrzysztofa Paprzyckiego z Wrocławia. Sche−mat ideowy pokazany jest na rysunku 14,a model na fotografii. Oto fragmenty listu:Do czego służy “zręcznościomierz elektro−niczny”?Oczywiście do zabawy i testów sprawnoś−ciowych. Bawiąc się, ćwiczymy precyzyjnemanewry dłonią. Przyda się to przy montażupowierzchniowym SMD.Jak grać?W całej zabawie chodzi o to, aby przejśćpo torze ze srebrzanki, za pomocą kółka tak,aby jak najmniej razy dotknąć toru, to znaczyzewrzeć obwód. Liczy się również czas prze−jścia. Gdy przekroczymy limit dotknięć (w mo−delu 9) lub limit czasu (ok. 40 sek) to dźwiękprzerwie nam zabawę, po prostu GAMEOVER. Trudność regulujemy za pomocąkształtu, długości toru i wielkości oczka oraz−przy pomocy limitu czasu (regulacja VR2). Gręmożna urozmaićić dowolnie, np dla pełno−letnich − po jednym drinku. Albo za oczkomoże służyć pierścionek jakiejś osoby.(...)16 ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 1/97