Меня попросили изготовить устройство для организации игр, в которых требовалось быстрее остальных дать правильный ответ. (Аналогична игре «Угадай мелодию»). Данное устройство отображает на семисегментном дисплее номер одной из четырёх кнопок нажатой первой. Это моё первое устройство на микроконтроллере AVR, которое состоит из 5-ти кнопок, контролера ATMEL Mega8 и семи сегментного индикатора. При нажатии на одну из 4-х игровых кнопок на индикаторе выводится номер кнопки нажатой раньше остальных. Устройство находится в таком состоянии до тех пор, пока не будет нажата 5-я кнопка-кнопка сброса. Это устройство я опубликовал для начинающих, для тех, кто делает первые шаги в avr, так как оно очень простое, и его любой сможет собрать, я для него даже схемы не рисовал, всё было нарисовано в тетрадном листочке, и алгоритм, и схема, и распиновка семисегментного индикатора)))

Для меня это первое устройство на микроконтроллере AVR. Вообще на данном устройстве я очень много сделал впервые: собрал программатор по готовой схеме, изучил ассемблер для АВР, написал программу, впервые на компьютере в программе Sprint-Layout разработал первую печатную плату, и впервые изготовил плату по методу ЛУТ. Мотивация у меня была сильная, за изготовление я получил деньги))) Схема устройства простейшая, я использовал микроконтроллер ATMEL Mega8 в DIP корпусе, распиновка на схеме соответствует ему. Для статьи только что нарисовал принципиальную схему.

К выводам 1-4 порта C сконфигурированным на вход, подключены игровые кнопки, а к 5 выводу порта C подключена кнопка сброса. Все кнопки подключены таким образом, что при нажатии на них вывод к которому они подключены подтягивается к земле, то есть на них устанавливается логический ноль. При отпущенной кнопке вывод порта, за счёт подтягивающего резистора на 10К, подтянут к Vcc, то есть на выводе логическая единица. Микроконтроллеру остаётся только опрашивать эти выводы и в зависимости от логического уровня на них определять нажатую кнопку. Дальше микроконтроллер должен зафиксировать кнопку, нажатой раньше остальных, и вывести номер этой кнопки на индикатор, подключенный к порту D микроконтроллера. Для работы устройства была написана программа на языке ассемблер для АВР, кстати, обрати внимание, в программе и в схеме нет никаких элементов для подавления дребезга контактов кнопок, для реализации данного устройства это не нужно. Устройство ловит только первое нажатие, и блокируется до тех пор пока не будет нажата кнопка сброса, поэтому все остальные нажатия или дребезг контактов, устройство уже не будет отрабатывать, так как будет ждать только нажатие кнопки сброс. Текст программы (файлы проекта можно скачать в конце статьи), немного корявый, но это моя первая программа на ассемблере, да и не забывайте что это моё первое устройство на микроконтроллере. Программа работает следующим образом:

Include "m8def.inc" ; Используем ATMega8

Подключаем заголовочный файл с описанием регистров для микроконтроллера Atmeg8.

Ldi R16,0x00 out DDRB,R16 ;Порт на вход out DDRC,R16 ;Порт на вход ldi R16,0xFB out PortD,R16 ;Порт частично на ввход, частично на выход ldi R16,0xFF out PinB,R16 ;Подключаем подтяжку ко всем входам порта out PinC,R16 ;Подключаем подтяжку ко всем входам порта out DDRD,R16 ;Подключаем подтяжку к входным пинам порта порта, ;и переводим в лог "1" пины настроенные на выход

Конфигурируем PortB и PortС на вход с внутренней подтяжкой к Vcc, пины для подключения сегментов семисегментного индикатора PortD настраиваем на выход и выводим на них логическую единицу.

Main: sbis PinC,1 rjmp najat1 sbis PinC,2 rjmp najat2 sbis PinC,3 rjmp najat3 sbis PinC,4 rjmp najat4 rjmp main

Циклически опрашиваем пины 1-4 порта C к которому подключены игровые кнопки. Как только обнаруживаем на каком-то выводе «0» (например на PINC2), значит была нажата кнопка, в данном случае вторая игровая кнопка и выполнение программы переходит на метку najat2

Najat2: LDI R16,0x49 out PortD,R16 rjmp Sbros

Здесь на выходы порта D выводится комбинация которая отображает на семисегментном индикаторе цифру 2, и программа переходит на метку Sbros

Sbros: sbis PinC,5 rjmp Zanul rjmp Sbros Zanul: LDI R16,0xFB out PortD, R16 rjmp main

Здесь микроконтроллер циклически опрашивает 5 пин порта C, то есть кнопку сброса. При этом его не интересуют нажатия на другие кнопки, поэтому нажимай не нажимай на игровые кнопки 1-4, микроконтроллер никак на них не отреагирует, ведь он ждёт нажатие только на одну кнопку, на кнопку сброса, именно поэтому дребезг контактов на игровых кнопках микроконтроллеру параллельно! Если кнопка 5 (сброс) не нажата, микроконтроллер снова переходит на метку Sbros: и снова опрашивает данную пятую кнопку. Как только кнопка будет нажата, микроконтроллер переходит к выполнению программы с метки Zanul где на выводы подключённые к семисегментному индикатору выводится комбинация для отображения на дисплее нуля, и программа переходит к выполнению с метки main, то есть с самого начала программы, и снова ожидает нажатие на одну из 4-х игровых кнопок. Для данного устройства была разработана печатная плата (файлы проекта можно скачать в конце статьи).

При разработке я использовал имеющийся у меня семисегментый дисплей с общим анодом, но вы легко можете переразвести плату под имеющиеся у вас в наличии детали, это не сложно и очень интересно! Ну и на последок фото собранного устройства. Вид сверху.

Которой приведе-на на рисунке. Для постройки игры понадобится три интегральные микросхемы, столько светодиодов и несколько других радиодеталей.

Принципиальная схема игры «кто быстрее»

Познакомимся с работой игры. Как только выключа-телем S4 на нее будет подано питания, кон-денсатор С2 начнет заряжаться через резистор RJ и вскоре (примерно через 7 с) можно начать игру. В это время составной V1 V2 открыт и на выводах 1, 13 микросхемы D1 низкий - логический 0. Такой же уровень и на выводах 5, 9 этой микросхемы, поэтому светодиод V3 , на выводы 3 микросхем D2, D3 подан логический 0, а на выводы 13 - логиче-ская 1.

Судья нажимает кнопку S1, и конденсатор С2 раз-ряжается через резистор R2. Триггеры D1.1 и D1.2 пере-ходят в другое состояние, когда на выводах 5 и 9 - -гическая 1, а на выводе 6 (а значит, и на выводах 13 элементов D2.1 и D3.1) - логический 0. На выводах 8 микросхем D2 и D3 - логическая 1, и светодиоды У4, V5 не горят. Поскольку на выводы 3 этих микросхем поступила логическая 1, на выводах 5 появляется логический О - он поступает на входы D элементов D2.1 и D3, L

Как только конденсатор С2 вновь зарядится, вспых-нет светодиод V3 - в этот играющие (их двое) должны возможно быстрее нажать свою кнопку - S2 S3, Предположим, что раньше оказалась нажатой кнопка S2. Мгновенно на выводе 6 элемента D2.2 появ-ляется логическая 1 и вспыхивает светодиод V4. Одно-временно появляется логический 0 на выводе 5 - он поступает на D3.1 и запрещает его в дру-гое состояние, даже если после этого будет нажата кноп- S3.

А что произойдет, если один из играющих нажмет свою кнопку раньше времени, т. е. раньше зажигания светодиода ? В этом случае независимо от , кто из играющих повинен в фальстарте, на триггеры D2.1 и D3.1 поступит сигнал запрета и после зажигания стар-тового светодиода V3 не вспыхнет ни светодиод играющих. Это не изменится даже при после-дующих отжатиях и нажатиях кнопок S2 и S3. Вновь возобновить игру можно лишь после очередного нажатия кнопки S1 судьей.

Продолжительность зарядки конденсатора С2 зави-сит от его емкости и сопротивления резистора R2 и ее можно изменять время игры. Для этого судье доста-точно нажать на кнопку S1 кратковременно, чтобы не полностью разряжать конденсатор.

Детали игры монтируют на плате из изоляцион-ного материала, которую затем укрепляют внутри корпу-са подходящих габаритов ( может быть и на-весной печатной).

На лицевой стенке корпуса размещают кнопки, вы-ключатель и светодиоды. Кнопку S1 можно сделать вы-носной, чтобы играющие не видели действий судьи.

ББК 32.884.19 В80

Приведены описания конструкций, принципиальные схемы и методика расчета их некоторых узлов Учтены интересы начинаю-щих и квалифицированных радиолюбителей.

Существуют самые разнообразные профессии, требующие от человека быстрой реакции. К примеру, шофер, завидев препятствие или оказавшись в опасной ситуации, должен возможно быстрее затормозить автомобиль. Почти мгновенной реакцией должен обладать пилот авиалайнера, командир космического корабля.

А какая реакция у вас? Проверить это поможет автомат, состоящий из пульта управления, которым пользуется судья, двух пультов играющих и блока сигнализации. Каждый играющий (их, естественно, двое) берет свой пульт и следит за трабло сигнализации. Как только вспыхнет надпись «Старт» или раздастся звуковой сигнал (о том, на какой сигнал нужно реагировать, судья предупреждает заранее), каждый играющий должен возможно быстрее нажать кнопку на своем пульте. Если это сделал раньше первый играющий, на табло вспыхнет лампа с надписью «1», а если второй - лампа с надписью «2».

Проведя игру с несколькими участниками, нетрудно выявить победителя - того, кто обладает лучшей реакцией.

Принципиальная схема игрового автомата приведена на рис. 66. В пульте судьи размещены кнопочные выключатели SB1-SB3, в пульте первого играющего - выключатель SB4, в пульте второго - выключатель SB5. Все пульты соединены через разъем ХТ1 с блоком сигнализации - в нем находятся лампа

HL1 светового табло «Старт», звуковой сигнализатор и индикатор нажатия кнопок играющими.

Звуковой сигнализатор, выполненный на транзисторах VT1, VT2 и динамической головке ВА1, представляет собой генератор колебаний звуковой частоты. Питание на генератор подается через кнопочный выключатель SB1 на пульт* еудьи.

Лампы HL2 и HL3 индикации нажатия кнопок играющими подключены к тринисторам VS1 и VS2. Управляющие электроды тринисторов соединены через резисторы R2 и R3 с кнопочными выключателями пультов играющих. Предположим, что первый играющий успел нажать кнопку SB4 своего пульта раньше, чем второй - кнопку SB5. Тогда резистор R2 окажется подключвнным к плюсовому выводу источника питания, и через управляющий электрод трини-стора VS1 потечет ток. Трннистор откроется, и лампа HL2 зажжется. Если даже теперь второй играющий нажмет кнопку SB5 на своем пульте, тринистор VS2 на откроется, поскольку его управляющий электрод окажется нодключен-ным через диод VD1 и открытый тринистор VS1 к катоду. Лампа HL3 не зажжется.

Аналогично будет работать автомат, если первым нажмет кнопку на своей пульте второй играющий - вспыхнет лампа HL3, a HL2 светитьея не будет.

Поскольку указанные на схема тринисторы допускают ток в открытом состоянии не более 75 иА, лампы HL2 и HL3 следует использовать на напряжение 2,5 В при токе 0,068 А (МН 2,5-0,068). Лампа HL1-на напряжение3,5 В при токе 0,26 А (МН 3,5-0,26). Тринисторы могут быть любые другие из серии КУ101. Диоды - любые из серий Д226, Д7. Резисторы - МЛТ-0,25, конденсатор-МБМ. Вместо транзистора МП38 можно применить любой транзистор серий МП39-МП42. Динамическая головка - ОДГД-6 или другая, мощностью

0,1... 0,5 Вт со звуковой катушкой сопротивлением 6-10 Ом. Источник питания- батарея 3336, но более продолжительно будет работать источник, составленный из трех последовательно соединенных элементов 373. Кнопочные выключатели КМ1-1, разъем -любой конструкции.

Детали блока сигнализации устанавливают в корпусе а наклонной передней панелью -на ней крепят динамическую головку, лампы HL2, HL3 н проз

рачную пластину-табло, подсвечиваемую снизу лампой HL1. Остальные детали монтируют на плате из изоляционного материала. На задней стенке корпуса устанавливают гнездовую часть разъема ХТ1. Штырьковую же часть соединяют проводниками длиной 1 ... 1,5 м с пультами. Конечно, не обязательно использовать общий разъем, можно каждый пульт подключить к блоку сигнализации через отдельный малогабаритный разъем.

При проверке и налаживании устройства подбором (если это понадобится) резисторов R2 и R3 добиваются надежного открывания тринисторов при замыкании контактов кнопочных выключателей SB4 и SB5 соответственно. Тональность звукового сигнала можно изменить подбором резистора R1 или конденсатора С1.

В целях повышения экономичности подобный автомат может быть выполнен на транзисторах, интегральных микросхемах и светодиодах (рис. 67). В нем также есть кнопка судьи и кнопки играющих, но отсутствует звуковая сигнализация.

Как только выключателем SA1 на автомат подается напряжение, начинает заряжаться через резистор R1 конденсатор С2. Примерно через 7 с можно начинать игру. В это время составной транзистор VT1VT2 открыт и на выводах

1, 13 микросхемы логический 0. Такой же уровень и на выводах 5, 9 этой микросхемы, поэтому светодиод HL1 горит. На выводах 3 микросхем DD2 и DD3 - логический 0, а на выводах 13 - логическая 1.

Когда судья нажимает кнопку SB1, конденсатор С2 разряжается через резистор R2. Триггеры DD1.1 и DD1.2 переходят в другое состояние, когда на выводах 5 и 9 - логическая 1, а на выводе 8 (а значит, и на выводах 1 триггеров DD2.1 и DD3.1)-логический 0. На выводах 8 триггеров DD2.1, DD3.1 - логическая 1, поэтому светодиоды HL2 и HL3 не горят. Поскольку на выводы 11 триггеров DD2.2, DD3.2 поступила логическая 1, на выводах 9 появляется логический 0 - он подается на входы D триггеров DD2.1 и DD3.1.

Стоит конденсатору С2 вновь зарядиться, вспыхнет светодиод HL3 - в этот момент играющие (их двое) должны возможно быстрее нажать «свою» кнопку - SB2 или SB3. Предположим, что раньше оказалась нажатой кнопка SB2. Мгновенно на выводе 8 триггера DD2.2 появляется логическая 1 и вспыхивает светодиод HL2. Одновременно появляется логический 0 на выводе 9 -

он поступает на триггер DD3.1 и запрещает переход его в другое состояние, даже если после этого будет нажата кнопка SB3.

Что произойдет, если один из играющих нажмет свою кнопку раньше времени, т. е. раньше зажигания светодиода HL1? В этом случае независимо от того, кто из играющих повинен в фальстарте, «а триггеры DD2.1 и DD3.1 поступит сигнал запрета, и после зажигания стартового светодиода не вспыхнет ни один из оставшихся светодиодов. Это состояние не изменится даже при последующих отжатиях и нажатиях кнопок SB2 и SB3. Вновь возобновить игру можно лишь после очередного нажатия кнопки SB 1 судьей.

Продолжительность зарядки конденсатора С2 зависит от его емкости и сопротивления резистора R1, и ее можно изменять во время игры - для этого судье достаточно нажать на кнопку SB1 кратковременно, чтобы не полностью разрядить конденсатор.

Для игры взяты резисторы МЛТ-0,125, но подойдут, конечно, и МЛ Т-0,25. Конденсатор С1-любой малогабаритный, С2 - К53-1. Вместо указанных на схеме подойдут другие транзисторы серии КТ315, а вместо светодиодов АЛ307А-АЛ102Б, АЛ 102В. Яркость свечения их устанавливают подбором резисторов R3 и R4. Кнопочные выключатели, а также выключатель питания - любой конструкции. Источник GB1 - батарея 3336.

Детали игры, кроме выключателей, светодиодов и источника питания, монтируют на плате (рис. 68) из фольгированного стеклотекстолита. Монтаж может быть и навесной на плате из любого изоляционного материала. Плату укрепляют внутри корпуса подходящих габаритов, на лицевой стенке которого"

размещают остальные детали. Батарею питания укрепляют, например, на дне или нижней крышке корпуса.

Чтобы играющие не видели действий судьи, кнопку SB1 можно вынести за пределы пульта и соединить с ним двухпроводным шнуром достаточной длины.

А вот еще один вариант автомата (рис. 69), в котором использована только одна микросхема серии К176. По сравнению с микросхемами воляет значительно снизить потребляемый игрой ток от источника питания.

Как и в предыдущих конструкциях, в этой игре три кнопки: судьи (SB3) и двух играющих (SB1 и SB2). Как только судья нажимает свою кнопку (конечно, при подключенном выключателем SA1 источнике питания), зажигается световод HL1, извещающий о начале игры. Кому из играющих удастся быстрее нажать «свою» кнопку, зафиксирует вспыхнувший соответствующий светодиод - HL2 для первого играющего или HL3 для второго. Он будет светиться до тех пор, пока нажата судейская кнопка SB3, даже если играющие отпустят свои кнопки.

Логическое устройство невозможно обмануть, нажав кнопку раньше времени (фальстарт) в ожидании сигнала «судейского» светодиода. В таком варианте играющий неизбежно потерпит поражение, поскольку логика начинает реагировать на нажатие кнопок играющих только после подачи команды судьей.

Несколько слов о работе логики игры. В исходном состоянии, показанном на схеме, при подаче напряжения питания (выключателем SA1) заряжаются конденсаторы С1 и С2 - через резистор RI, светодиод HL1 и контакты кнопок SB1, SB2. На входах элементов DD1.1 и DD1.3, а также на выходах DD1.2 и DD1.4 логическая 1. На выходах же элементов DD1.1, DD1.3 и входах 13 элемента DD1.2 и 8 элемента DD1.4 - логический 0.

Если в таком положении нажать любую из кнопок играющих - SB1 или SB2, состояние логических сигналов не изменится.

Другая картина будет при нажатии кнопки SB3 - кнопки судьи. Тогда выводы конденсаторов замыкаются через ее контакты, и конденсаторы разряжаются. Стоит теперь нажать первой, скажем, кнопку SB1-и конденсатор С1 подключится к одному из входов элемента DD1.1. А это равнозначно подаче на вход логического 0. На выходе элемента (вывод 3) появится логическая 1, от которой сработает триггер, выполненный на элементах DD1.2, DD1.4, а также вспыхнет светодиод HL2. На выходе элемента DD1.2, а значит, и на входе (вывод 2) DD1.1 установится логический 0, на элементах же DD1.3, DD1.4 уровни логических сигналов останутся прежними, за исключением входа (вывод 9) элемента DD1.4 - здесь будет логический 0.

Предположим, что теперь второй играющий нажмет кнопку SB2. На выводе 6 элемента DD1.3 появится логический 0, а на выводе 4 - логическая 1.

Светодиод HL3 вспыхнет, но тут же погаснет, поскольку состояние логического сигнала на выводе 5 элемента не изменится, а конденсатор С2 быстро зарядится через резистор R4 до напряжения логической 1.

Светодиод HL2 будет светиться даже при отпускании кнопки SB1. И лишь после отпускания кнопки SB3 он (а также и HL1) погаснет. Потому что контакты этой кнопки замкнут резистор R3, и на выходе элемента DD1.1. напряжение снизится до прямого напряжения светодиода, которое значительно меньше логической 1. Логическое устройство установится в исходное состояние.

Вместо указанной на схеме в игре можно использовать аналогичную микросхему серии К561 или К564 (в последнем варианте придется изменить чертеж печатной платы). Светодиоды - любые излучающие свет, с постоянным прямым напряжением не более 3 В и возможно меньшим током потребления. Резисторы - МЛТ-0,125 или МЛТ-0,25, кнопки - КМ1-1, выключатель питания- любой малогабаритный (можно вообще исключить его, поскольку потребляемый игрой ток в исходном состоянии составляет единицы микроампер), источник питания - батарея «Крона». Оксидные конденсаторы - К50-6 или К50-12 (их выводы, показанные на чертеже печатной платы штриховой линией,

впаивают в дополнительные отверстия).

Большинство деталей игры смонтировано на плате (рис. 70) из одностороннего фоль-гированного стеклотекстолита. Плату размещают внутри корпуса (рис. 71), в верхней крышке которой просверлены отверстия под светодиоды и толкатель кнопки (сама кнопка установлена на металлической стойке) SB3. Выключатель питания может быть размещен на одной из боковых стенок корпуса, а источник питания - внутри корпуса. Через отверстия в боковых стенках корпуса выведены двухпроводные тонкие кабели или шнуры либо просто свитые между собой монтажные проводники в изоляции, которые припаяны

к кноякам играющих. В свою очередь, кнопки приклепаны к защитным уголкам, согнутым из алюминиевых полосок размерами 20X32 мм.

Включив питание собранной игры, нажимают кнопку SB3 и убеждаются в зажигании светодиода HL1. Не отпуская кнопки, нажимают одну из кнопок играющих. Должен загореться соответствующий светодиод. Нажимая после этого другую кнопку играющего, наблюдают за кратковременным вспыхиванием (одноразовым) оставшегося светодиода. На этом проверка игры перед ее эксплуатацией заканчивается.

Может случиться, что кроме HL1 не будет зажигаться ни один из светодиодов играющих. Тогда следует установить резистор R3 с большим сопротивлением - до 2 кОм. При этом, конечно, снизится яркость светодиодов HL2 и HL3. Избавиться от этого недостатка удастся подключением светодиодов к выходам элементов через эмиттерные повторители. Но в этом варианте придется изменить схему коммутации в режиме сброса. Д* и ток потребления несколько повысится,

У кого реакция лучше? Это можно определить с помощью автомата, схема которого изображена на рис. 2. Играют четверо. Каждый держит в руках небольшую планку с кнопкой. У ведущего находится в руках выносной пульт управления, с которого подается сигнал старта. А пока такого сигнала нет, на лицевой панели автомата периодически вспыхивают две лампы. Но вот ведущий незаметно от игроков нажал кнопку на пульте управления. Сразу же вспыхивает лампа сигнала старта. Теперь все зависит от реакции игроков - кто быстрее нажмет «свою» кнопку, тот и выиграет этот старт.

Рассмотрим работу игрового автомата. Кнопки S1-S4 на планках играющих включены в цепи питания обмоток соответствующих им реле К1-К4.

Рис. 2. Схема игрового автомата «Кто быстрее?»

Показанное на схеме положение кнопок играющих и кнопок на пульте управления является исходным. Если теперь автомат включить в электроосветительную сеть, начнут периодически вспыхивать лампы H1 и Н2 отвлекающего сигнала - они подключены в сеть через контакты S5 и S6 стартеров, используемых для ламп дневного света, и замкнутые контакты переключателя S8.

Но вот ведущий нажимает на кнопку переключателя S8. Загорается лампа Н3, что служит для играющих сигналом старта. Допустим, что первым после этого успел нажать свою кнопку S2 играющий № 2. Тогда сработает реле контактами К2.1 оно заб локируется, контактами К2.2 разомкнет цепь питания всех кнопок играющих, а контактами К2.3 включит сигнальную лампу Н6, фиксирующую первенство этого играющего. Одновременно загорится и лампа Н7, освещающая надпись «Выиграл». В случае преждевременного нажатие кнопки загорится лампа Н5, подсвечивающая надпись «Нарушены правила».

После определения лидера старта ведущий нажимает кнопку сброса S7 (реле К2 отпускает) и возвращает контакты кнопочного переключателя S8 в исходное положение.

Зачем нужны диоды V1-V4? Если их не будет (т. е. вместо них в цепях будут проволочные перемычки), то,после срабатывания одного из реле через замкнутые контакты кнопки победителя и играющего, нажавшего кнопку вторым, напряжение питания поступит на второе реле, и оно сработает, в таком случае загорятся две лампы, и лидера определить будет невозможно. Диоды V1 - V4 исключают такой исход игры.

Все реле в автомате должны "быть одинаковые. Подойдут реле РС-13, РС-52 и другие с обмотками сопротивлением не менее 6 кОм, двумя группами контактов на замыкание и одной на размыкание. Реле следует отрегулировать так, чтобы при срабатывании сначала замыкались блокирующие контакты (К1.1, К2.1, К3.1 и К4.1), а затем размыкались нормально замкнутые (К1.2, К2.2, К3.2 и К4.2). Если все же реле будут дребезжать, то параллельно их обмоткам надо будет подключить электролитические или бумажные конденсаторы емкостью 0,25...1 мкФ (подбирают в процессе настройки, причем емкость должна быть возможно меньшей).

Номинальное напряжение конденсаторов должно быть не менее 300 В.

Кнопки S1-S4 - звонковые; стартеры S5, S6 - СК-220; кнопка S7, рассчитанная на напряжение не менее 220 В, - любой конструкции, переключатель S8 - П2К или двухсекционный тумблер. Конденсатор C1 - К50-12, К50-3, ЭГЦ. Резистор R1 можно составить из трех резисторов MЛT-2 сопротивлением по 15 кОм, соединив их параллельно. Лампы H1-Н3 - на переменное напряжение 220 В и мощностью 15 Вт, Н4-Н9 - на напряжение 110 В и мощностью 8 Вт.

Если дри налаживании автомата реле не срабатывают, то подбирают резистор R1.

Автомат «Кто быстрее?» можно также выполнить по схеме, приведенной на рис. 3. Отличается он от автомата первого варианта лишь тем, что выполнен на более современных элементах - тринисторах.

Рис. 3. Схема варианта автомата «Кто быстрее?»

При нажатии на кнопку S2 «Старт» загорается лампа НЗ. Увидев ее сигнал, все играющие нажимают кнопки своих пультов (S3 - S6). Предположим, что первой оказалась нажатой кнопка S5. Тогда положительное напряжение выщрямителя на диодах V2 - V5 через замкнутые контакты кнопки S2, диод V1, резистор R1 и диод V14 будет подано на управляющий электрод тринистора V10, он откроется и загорится лампа Н6, определяющая лидера. Одновременно откроется диод V11, в результате чего напряжение на нижнем (по схеме) выводе резистора R1 уменьшится до 0,5...1 В, поэтому дри нажатии кнопок остальных играющих (S3, S4, S6) соответствующие тринисторы останутся закрытыми. В том же случае, если кто-то из играющих нажмет свою кнопку еще до подачи полезного сигнала, то одновременно с открыванием соответствующего тринистора и загоранием лампы этого играющего сработает и реле К1, которое контактами K1.1 включит звонок Н8 - сигнал нарушения правил игры.

Диод V1 предотвратит в этом случае загорание лампы Н3. Кноп кой S1 «Оброс» устройство устанавливают в исходное состояние.

Лампы H1 и Н2, мигая, выполняют функцию отвлекающих сигналов; ода переключаются простейшим генератором, собранным на реле К2, К3 и конденсаторе С1.

Тринисторы, используемые в этом ипровом автомате, могут быть серии КУ101 с любым буквенным индексом. Диоды V7,V9, V11, V13 - любые из серий Д9, Д311, V14 - Д220, Д223, Д2. Лампы H1-Н7 типа МН 18-0,1. Реле К1 - типа РЭС-10 (паспорт РС4.524.317), К2, К3 - РЭС-9 (паспорт РС4.524.202). Трансформатор Т1 мощностью 5...10 Вт, понижающий напряжение сети до 15...18 В при токе нагрузки не менее 300 мА. Кнопки тех же типов, что и в конструкции первого варианта.

Устройство, собранное без ошибок, в налаживании не нуждается.

В игровой автомат, представляющий собой рефлексометр можно внести некоторые усовершенствования. Например, вместо ламп накаливания, определяющих лидера, можно применить цифровой индикатор. Возможности такого рефлексометра значительно расширятся, если каждому из четырех играющих будет соответствовать свой цифровой индикатор и высвечиваемая им цифра позволит определить, каким по счету он среагировал на полезный сигнал. Можно ввести в рефлексометр и секундомер - это позволит фиксировать не только относительную, но и абсолютную реакцию.

Приведена схема самодельного игрового автомата Кто Быстрее, который рассчитан на четырёх игроков. Позволяет определить с 1-го по 4-ое места и измерить время реакции каждого игрока после подачи звукового и светового сигнала.

Техническое описание прибора

Принципиальная схема прибора изображена на рисунке 1. Возможность определять и отображать места и время реакции игроков реализуется на микроконтроллере DD1 PIC16F628A и знакосинтезирующем дисплее HG1 WH2002L-YYB-CT. Обмен данными между микроконтроллером DD1 и знакосинтезирующем дисплее HG1 происходит полубайтами. RS - выбор режима, а Е - разрешение на принятие данных.

Резисторы R1, R3, R5, Р7ограничивают ток на входах RA0-RA3 микроконтроллера DD1. Резисторы R2, R4, R6, R8 устанавливают низкий логический КМОП уровень в отжатом положении тактовых клавиш SB1-SB4.

Рис. 1. Схема игрового автомата Кто Быстрее на микроконтроллере PIC16F628A.

Функция принудительного сброса отсутствует - вход микросхемы NMCLR подключен к положительному потенциалу питания через токоограничивающий резистор R9.

Резистором R10 происходит ограничение тока для пьезоизлучателя звука BZ1. С помощью резистивного делителя напряжения собранного на резисторах R11 и R12 устанавливают напряжение для контрастности знакосинтезирующего дисплея HG1.

Двух-ватный резистор R13 устанавливает напряжение 4,5 В для подсветки знакосинтезирующего дисплея HG1. Мощный полевой MOSFET транзистор VT1 предназначен для управления подсветки дисплея HG1. Затвор подключен к выводу RB2 микроконтроллера.

Для генерации тактовой частоты микроконтроллера DD1 предназначен кварцевый резонатор ZQ1 на 4 МГц. Конденсаторы С1 и С2 стабилизируют генерацию частоты. Линейный интегральный стабилизатор напряжения DA1 стабилизирует напряжение 5 В. Питание постоянного или переменного тока от 9 В до 15 В подаётся на разъём Х1. Ток выпрямляется диодным мостом VD1.

Конденсаторы СЗ-С7 выполняют фильтрующую функцию. На рис. 2 изображена печатная плата размерами 180x40 мм на одностороннем фольгиро-ванном текстолите и расположение деталей.

Настройка прибора и замена электронных компонентов аналогами

Правильно собранный прибор работает сразу. Настройка прибора сводится к подбору резистора R11, которым можно установить контрастность дисплея. Номинал резисторов R1, R3, R5, R7 может быть от 200 Ом до 470 Ом. Номинал резисторов R2, R4, R6, R8 может быть от 4,7 кОм до 10 кОм.

Рис. 2. Печатная плата для игрового автомата.

Ёмкость конденсаторов С1 и С2 может быть от 10 пФ до 30 пФ. Ёмкость конденсаторов С3, С4, С7 может быть от 0,01 мкФ до 1 мкФ. Ёмкость конденсатора С5 может быть от 47 мкФ до 220 мкФ. Ёмкость конденсатора С6 может быть от 100 мкФ до 470 мкФ.

Пьезоизлучатель звука BZ1 (без встроенного генератора) может быть любой аналог с рабочей частотой генерации звука 2400 Гц, так как эту частоту генерирует микроконтроллер с помощью модуля ССР1 и модуля таймера TMR2, которая формируется на выходе ССР1 микроконтроллера DD1.

Практическое описание прибора (пользовательский вариант)

Подключите прибор к источнику энергии. Подсветка работает. Теперь четыре игрока должны нажать свои кнопки. Начало предстартовой паузы сигнализируется гашением подсветки дисплея. Как только игроки услышат монотонный звуковой сигнал и увидят свечение подсветки, они должны как можно быстрее нажать на кнопки.

Если кто-то из игроков нажмёт свою кнопку до начала подачи сигнала, то прибор фиксирует фальстарт. Теперь игроки опять должны нажать свои кнопки включая второго игрока. Бывает и так, что в данных игрокам 999 мс не хватает, чтобы определить реакцию тогда в скобках после номера игрока будет написан “0”, а ниже ’’.Out”. Отключить прибор можно в любое время для этого отсоедините источник энергии.

Прошивка для PIC микроконтроллера - Скачать (43 КБ).

Ковалев А. Ю. РК-2015-10.