Elektronikus dobókocka

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Elektronikus dobókocka"

Gergely Kis
8 évvel ezelőtt
Látták:

1 Elektronikus dobókocka I. Feladat: egy olyan készülék elkészítése, amely a különféle játékokban használatos dobókockát helyettesíti. II. Gyakorlati megvalósítása: Az elektronikus dobókocka szerkezetileg 3 fő részre bontható (bontottam): 1.,Oszcillátor Periodikus, elektromos rezgéseket előállító áramköröket oszcillátoroknak vagy rezgéskeltőknek nevezik. A működés lényegét tekintve, olyan áramköröknek tekinthetők, amelyek egyenfeszültséget (a tápfeszültséget) időfüggő, azaz adott frekvenciájú jellé alakítanak át. Szinuszos rezgések előállítására szolgáló áramkör, és mindig egy erősítő áramkörből, egy visszacsatolásból és egy frekvenciafüggő tagból áll. Az erősítő visszacsatolással működik, azaz a kimeneti feszültség egy része fázishelyesen a bemenetre kerül vissza. A fázishelyességen azt értjük, hogy a bemeneti és a kimeneti feszültség között nincs fáziseltolás. A tápfeszültség kapcsolása után az áramkör rezgésbe jön, ha az úgynevezett berezgési feltétel teljesül. A berezgés létrehozásához a kimeneten mindig keletkező zaj egy részét a bemenetre vezetjük vissza. Csak a kívánt frekvenciájú zajkomponenst erősítjük fel. Az így kapott kimeneti feszültség egy részét újból visszaadjuk a bemenetre és így tovább. Oszcillátorok alapkapcsolásai: 2., Számláló A számlálás általában értékek vagy mennyiségek folyamatos összeadását és tárolását jelenti. Minden egyes lépésben hozzáadunk egy bizonyos értéket a meglévő összeghez, és most már az új összeget tároljuk

,Oszcillátor Periodikus, elektromos rezgéseket előállító áramköröket oszcillátoroknak vagy rezgéskeltőknek nevezik.

2 Aszinkron számlálók Csak az első tárolót vezérli az ütemimpulzus, a második és a többi tároló mindig az előző tárolótól kapja az ütemjelet, azaz megvárja, amíg a sorban előtte lévő utasítja a továbbszámlálásra. Ennek az elrendezésnek a hátránya az, hogy az egyes tárolók késleltetési idői összeadódnak, tehát minél nagyobb a számláló, annál kisebb a megengedhető számlálási frekvencia. Az aszinkron számláló azért előnyös, mert egyszerű a felépítése. Csak egytípusú IC-k kellenek hozzá, és ezek között is kevés az összekötés. 3., Kijelző A dobókocka számainak megjelenítésére egy hexadecimális kijelzőt használtam (ez a megoldás tűnt egyszerűbbnek, de viszont drágább). Egy másik megoldás, hogy LED-ek jelzik a dobott értéket. Ebben az esetben a hét LED a dobókocka pontjainak megfelelően helyezkedik el és az aktuális értéknél a LEDek világítanak (1-es dobásnál: a középső LED, 2-es dobásnál: a két szemközti sarokban lévő LED, 3-asnál: átlósan, 4-esnél a négy sarokban lévő, 5-ösnél: a középső és a négy sarokban lévő, míg a 6-os dobás esetén a két szélső három LED világít). Játék közben a dobó kocka mindaddig gyorsan változtatja a kijelzett értéket, amíg egy kapcsolót (SW1) lenyomva tartunk. Amikor a kapcsolót elengedjük, akkor az aktuális érték jelenik meg. III. Az áramkör elemei és működésük: Oszcillátor: - feszültségvezérelt oszcillátor és fáziskomparátor (PLL áramkör): CD 4046 (CMOS IC) Funkció kompatibilis TTL: PCP OUT 9. VCO IN 2. PC1 OUT 10. DEM OUT 3. COMP IN 11. R1 4. VCO OUT 12. R2 5. INH 13. PC2 OUT 6. C1 A 14. SIG IN 7. C1 B 15. PC3 OUT 8. GND Vcc + VCO: feszültségvezérelt oszcillátor PCP: fázis komparátor impulzus kimenet PCn: fázis komparátor kimenet COMP: fázis komparátor bemenet SIG: szignál jel Feladata: az előre beállított frekvenciának megfelelő négyszögjel generálása. Ezt a jelet használjuk fel a számláló bemenő jelének

Az aszinkron számláló azért előnyös, mert egyszerű a felépítése. Csak egytípusú IC-k kellenek hozzá, és ezek között is kevés az összekötés. 3.

3 Ellenállás és kondenzátor segítségével lehet a frekvenciát, rezgőkört beállítani. Számlálok: - számláló IC : IC 74LS92 típusú bináris számláló (TTL IC) Feladata: 0-tól 5-ig való számlálás. A bemenetére (14-es láb: CA) kerülő órajel hatására elkezd számlálni, és a szám, 2-es számrendszerben megjelenik a kimeneteken QA, QB, QC (12, 11, 9-es lábakon). Ezeket a jeleket majd az összeadó aritmetikai egységbe vezetjük. Kijelző: - hexadecimális display: TIL311 Ez egy olyan kijelző, melynek bemenete bináris adatokat fogad és hexadecimálisakat jelenít meg. Magában foglalja a meghajtót, így azt nem kell külön az áramkörbe bekapcsolni. Az elektronikus dobókocka dobott számainak megjelenítésénél jelentkezett egy probléma, hiszen a dobható számok: 1, 2, 3, 4, 5, 6. Azonban a számlálótól érkező jelek sorra kettes számrendszerben: 0000, 0001, 0010, 0011, 0100, Így a kijelzőn a megjelenített számok értékileg egyel balra tolódtak: 0, 1, 2, 3, 4, 5. Ennek a problémának - 3 -

Ezeket a jeleket majd az összeadó aritmetikai egységbe vezetjük.

4 a kiküszöbölésére egy összeadó aritmetikai egységet kellett a számláló és a kijelző közé illeszteni, mely a számlálótól jövő jelekhez rendre 1-et hozzáad. Aritmetikai egység: - összeadó aritmetikai egység, 4bit: SN7483AN. Feladata az áramkörben: a számlálótól jövő jelekhez rendre 1-et hozzáad. Így a helyes, dobható számok jelenek meg a kijelzőn. IV. Összefoglalva az elektronikus dobókocka működését: A nyomógomb megnyomásával az oszcillátor négyszögjeleket generál és ezek a jelek a számlálót működtetik (amely 0-tól 5-ig számol). A számlálótól jövő jeleket előbb egy összeadó aritmetikai egységbe kell vezetni, hisz a számláló 0-tól kezd el számlálni, és a dobókockával nem lehet 0-s számot dobni. Ez az IC a számlálótól jövő jelhez mindig 1-et hozzáad, így 0-ból 1 lesz, 1-ből 2-tő, és így tovább. A helyes jeleket (még mindig 2-es számrendszerben) a kijelző bemeneteire vezetve a kijelzővel egybeépített meghajtó hexadecimális számmá alakítva megjeleníti. A nyomógomb nyomva tartása alatt a kijelzőn a számok folyamatosan megjelennek (periódikusan ismétlődnek), és ha a gombot elengedjük, akkor egyre lassabban ugrik az egyik szám a másikra, majd végül egy számon megáll. Tápellátás: 5V 4.5V-os elemről is működik, csak hosszú ideig való működtetés esetén, mivel az elem merül az IC-k egyre kevesebb áramot kapnak, és megbízhatatlanok lesznek, nem megfelelően működnek, olyan számok is megjelenek, amelyeknek elvileg nem szabadna. Mint látható, egy CMOS-os és kettő TTL IC található az áramkörben. Ez a párosítás nem szerencsés, jobb lenne, ha minden elem TTL vagy CMOS-os lenne. Nálam azért lett az oszcillátor CMOS-os, mert kezdetben ilyen IC-kel dolgoztam és ez bevált, így hagytam, de ki lehet cserélni as IC-re és így nem kell jelillesztést végezni (amit elvileg kellene a MOS-os és TTL-es IC között) V. Kapcsolási rajz: - 4 -

Összefoglalva az elektronikus dobókocka működését: A nyomógomb megnyomásával az oszcillátor négyszögjeleket generál és ezek a jelek a számlálót működtetik (amely 0-tól 5-ig számol).

5 : oszcillátor (CMOS) 7492: bináris számláló (TTL) 7483: összeadó aritmetikai egység (TTL) TIL311: hexadecimális kijelző SW1: nyomógomb

Hasonló dokumentumok

CA-RX2/4K 1 SATEL. RX2/4K rádiókontroller

CA-RX2/4K 1 SATEL. RX2/4K rádiókontroller CA-RX2/4K 1 SATEL RX2/4K rádiókontroller Az RX2K (RX4K) többcsatornás rádiókontroller vagyonvédelmi rendszerekben való használatra lett tervezve, ahol vezérlő funkciókat tud ellátni a partíciók élesítése,