Embed Size (px)
Citation preview
SLO ‐ NAVODILA ZA UPORABO IN MONTAŽO Kat. št.: 19 22 82 www.conrad.si
NAVODILA ZA UPORABO
Osnovni učni komplet za elektronske igre Conrad
Kataloška št.: 19 22 82
2
KAZALO
1. UVOD....................................................................................................................3
2. SESTAVNI DELI NAPRAVE ......................................................................................3 2.1 BATERIJA.................................................................................................................... 3 2.2 DELOVNA PLOŠČA...................................................................................................... 4 2.3 UPOR ......................................................................................................................... 4 2.4 ELEKTROLITSKI KONDENZATOR .................................................................................. 5 2.5 GUMBI ....................................................................................................................... 6 2.6 SVETLOBNA DIODA .................................................................................................... 6 2.7 TRANZISTOR .............................................................................................................. 7 2.8 INTEGRIRANA VEZJA (IV) ............................................................................................ 7
3. PRIMERI ................................................................................................................9 3.1 ŽAREČA ŽICA ............................................................................................................ 10 3.2 ŽAREČA ŽICA S POMNILNIKOM ................................................................................ 11 3.3 TESTER LJUBEZNI...................................................................................................... 12 3.4 ČASOVNA BOMBA.................................................................................................... 13 3.5 GUMB ZA TRENIRANJE ............................................................................................. 14 3.6 IGRA NA SREČO........................................................................................................ 16 3.7 BINARNA KOCKA...................................................................................................... 17 3.8 RESNICA ALI IZZIV .................................................................................................... 18 3.9 TESTER REAKCIJ........................................................................................................ 19 3.10 CIFRA ALI GRB ........................................................................................................ 21 3.11 IGRA UGIBANJA...................................................................................................... 22 3.12 IGRALNI AVTOMAT ................................................................................................ 23
4. OKOLJU PRIJAZNO ODSTRANJEVANJE ................................................................. 24 GARANCIJSKI LIST ..................................................................................................25
1. UVOD Elektronske komponente predstavljajo osnovo vseh elektronskih naprav in so na voljo v številnih oblikah. V večini primerov gre za digitalne komponente, ki izvajajo logične operacije in izračune. Vsi poznajo računalniške igrice, ki uporabljajo strojno opremo računalnika. Kljub temu pa le malo ljudi ve, kako strojna oprema v resnici deluje. Ta učni komplet ponazarja, kako delujejo komponente in se ga lahko priklopi v vezje, ki izvaja različne funkcije, ki na osnovi manjših elektronskih iger izvede različne funkcije. Prikazuje, kako lahko peščico enostavnih komponent uporabite za izgradnjo različnih iger. V prvem delu navodil za uporabo se lahko seznanite s sestavnimi deli komponent in njihovimi funkcijami. V drugem delu pa so elektronske igre podlaga za prikaz različnih možnosti uporabe teh komponent. Ponazorjeno je, kako nastaviti enostavni ciklični generator in za kaj se lahko uporabljajo integrirana vezja (IV). Prikazana je funkcija tranzistorjev in kako skupaj z upori in kondenzatorji vplivajo na funkcije vezja. Med eksperimentiranjem z elektronskimi komponentami boste spoznali, da ne gre za čarovnijo ampak preproste logične povezave. Na tiskanem vezju lahko primere na enostaven način spremenite. Lahko si tudi izmislite in sestavite lastna vezja.
2. SESTAVNI DELI NAPRAVE Za uspešno preizkušanje primerov v tem učnem kompletu, se je najprej potrebno seznaniti s sestavnimi komponentami in se tako izogniti napakam pri njihovem povezovanju. V naslednjih poglavjih so opisane lastnosti, funkcije in dodelitev povezave.
2.1 BATERIJA Vsako elektronsko vezje za vir napetosti potrebuje napajanje. Vse primere vezij v tem učnem kompletu napaja konvencionalna 9V blok baterija (ni priložena). Baterija ima dva priklopa, manjši kontakt s pozitivnim polom in večji kontakt z negativnim polom. Za priklop baterije na delovno ploščo je v učnem kompletu priložena baterijska sponka. To sponko namestite na baterijo in na delovno ploščo povežete z dvema žicama. Rdeča žica predstavlja pozitivni pol, črna žica pa negativni pol.
Schwarz = črna Rot = rdeča
Slika 1: 9V blok baterija s sponko
3
2.2 DELOVNA PLOŠČA Delovno ploščo lahko uporabite za postavitev različnih primerov. Komponente lahko nanjo namestite neposredno brez spajkanja. Za vzpostavitev povezav med komponentami, so notranje vtičnice delno povezane. Na sliki 2 je prikazano, katere vtičnice so povezane.
Slika 2: Delovna plošča z notranjimi vtičnicami
2.3 UPOR Upori so komponente, ki omejujejo tok. Omogočajo, da lahko tok in napetost ustrezno nastavite. Uporabljajo se na primer za omejitev toka v svetlobni diodi. Če bi svetlobna dioda (LED) delovala brez upora, bi se hitro preobremenila in pregorela. Slika 3 prikazuje upor in simbol, ki se za upor uporablja na diagramu vezja.
Slika 3: Upor in simbol na diagramu vezja Na voljo so upori z veliko različnimi vrednostmi, ponavadi med 1 in 10Ω. Vmesne vrednosti so večje ali manjše, odvisno od tolerance. Da lahko vrednosti lažje razločite, imajo žični upori na sebi vtisnjeno barvno oznako. Tabela 1: Barvne oznake uporov Barva 1. prstan 2. prstan Večkratnik Toleranca Črna 0 0 x 100 ‐ Rjava 1 1 x 101 +/‐ 1% Rdeča 2 2 x 102 +/‐ 2 % Oranžna 3 3 x 103 ‐ Rumena 4 4 x 104 ‐ Zelena 5 5 x 105 +/‐ 0,5 % Modra 6 6 x 106 +/‐ 0,25 % Vijolična 7 7 x 107 +/‐ 0,1 %
4
Barva 1. prstan 2. prstan Večkratnik Toleranca Siva 8 8 x 108 ‐ Bela 9 9 x 109 ‐ Zlata ‐ ‐ x 10‐1 +/‐ 5% Srebrna ‐ ‐ x 10‐2 +/‐ 10% V tem učnem kompletu se uporabljajo upori s toleranco +/‐ 5%. Skupno imajo 4 prstane. Upori z nižjo toleranco imajo lahko tudi več kot štiri prstane. Prva dva prstana predstavljata prvi dve števili vrednosti. Tretji prstan je večkratnik dveh števil in določa vrednost upora. Četrti prstan določa toleranco te vrednosti. Na sliki 4 je primer za 1.5‐kΩ upor s toleranco 5%. To pomeni, da je dejanski upor med 1.425 kΩ in 1.575 kΩ.
1. prstan: rjav (1) 2. prstan: zelen (5) 3. prstan: rdeč (x 102) 4. prstan: zlat (+/‐ 5%)
Slika 4: primer barvne oznake Standardne serije Če želite kupiti upore, boste ugotovili, da ne obstajajo upori z vrednostjo na primer 1.412 kΩ. Takšne nenavadne vrednosti ponavadi izvirajo iz izračunov. Takrat morate izbrati vrednost iz standardnih serij. Obstajajo različne standardne serije (E6, E12, E24, E48, E96), v katere so razdeljene vrednosti uporov. Če želite izbrati upor iz serije E24, lahko uporabite naslednje vrednosti. Tabela 2: Vrednosti uporov standardne serije E24
Standardna serija E24 ima 24 stopnjevalnih vrednosti. Navedeno vrednost je potrebno pomnožiti z močjo 10. Katalog ima upore z vrednostmi 36 Ω, 360 Ω, 3.6 kΩ, 36 kΩ in tako dalje. Namesto upora z vrednostjo 1.412 kΩ, morate uporabiti upor z 1.3 kΩ ali 1.5 kΩ.
2.4 ELEKTROLITSKI KONDENZATOR Elektrolitski kondenzator je polariziran kondenzator, s katerimi je mogoče dosegati relativno visoke kapacitivnosti (v primerjavi s keramičnimi ali kondenzatorji s filmi). Kondenzator je sestavljen iz tekočega elektrolita, v katerega je vstavljen tanek kolobar aluminijeve folije. Za pridobitev čimvečje površine je folija hrapava. Velika površina in nizka oddaljenost od posameznih plasti, vodi do visokih kapacitivnosti. Enako kot pri
5
bateriji, je potrebno kondenzator priklopiti v pravilni smeri, sicer se komponenta lahko uniči. Negativni pol je z belo črto in znakom minus označen na ohišju.
Slika 5: elektrolitski kondenzator
2.5 GUMBI Gumbi uporabniku omogočajo lažje komuniciranje z vezjem. Gumb ima najmanj dva priklopa, ki se ob pritisku na gumb povežeta in omogočita pretok toka. Na prvi pogled izgleda (glejte sliko 6), da ima gumb v tem učnem kompletu štiri povezave. Vendar pa sta dve od teh povezav priklopljeni ena na drugo. Kontakt preklopa je med potisnjenimi povezavami. Prednost štirih povezav je v tem, da gumb lahko pritrdite na tiskano vezje in dobro deluje. Gumb z le dvema povezavama je mehansko manj stabilen in se med delovanjem lahko premika. Velika pomanjkljivost gumbov je, da se odbijajo. To pomeni, da se kontakt ob pritisku na gumb zaradi vzmetnega obnašanja večkrat odpre in zapre, predno se stabilizira. Ta učinek lahko traja nekaj milisekund. Ker integrirano vezje zaznava tudi zelo hitre spremembe signala, lahko pride do napačne interpretacije. Če se na primer šteje število pritiskov na gumb, lahko odbijanje povzroči, da se en pritisk šteje večkrat. Učinek odbijanja lahko na primer zmanjšate s povezavo daljinskega upravljalnika.
Slika 6: gumb
2.6 SVETLOBNA DIODA Svetlobne diode so polprevodniški elementi, ki, ko teče tok, oddajajo svetlobo. Okrajšava LED pomeni “dioda, ki oddaja svetlobo“. Krmiljenje LED diode je zelo preprosto in zaradi nizkega vnosa moči možno tudi neposredno preko CMOS integriranega vezja. Na sliki 7 je prikazana LED dioda in ustrezni simbol zanjo na diagramu vezja.
Slika 7: svetlobna dioda
6
Ker gre za polprevodnik, je potrebno ob nameščanju svetlobne diode upoštevati polariteto. Priklopa sta označena z A (anoda) in K (katoda). Obstaja več značilnosti, kako lahko priklopa ločite med seboj. Ko držite novo LED diodo, je žica za povezavo katode nekoliko krajša od žice za povezavo anode (K kot katoda ali krajša). Ko žici s kleščami skrajšate na enako dolžino, se ta značilna razlika izgubi. Druga značilnost je tudi sploščena stran na LED ohišju, medtem ko je druga stran okrogla. Tudi sploščena stran označuje katodo. Zapomnite si lahko tako, da je K v kotu in označuje katodo. Zadnjo značilnost lahko opazite, če LED diodo obrnete proti svetlobi. Znotraj diode sta dve različno veliki povezavi. Večja je katoda. LED diode lahko delujejo samo skupaj z uporom, ki omeji tok skozi LED. Izračun pravilne upornosti je opisan v primeru “Žareče žice“.
2.7 TRANZISTOR Tranzistorji so na voljo v mnogih različicah, ki se med seboj razlikujejo glede na gibljivost toka, zgradbo in preklopno frekvenco. Ta učni komplet uporablja bipolarni NPN tranzistor tipa BC547. To je tranzistor z majhnim signalom, s katerim se ne morejo menjati veliki toki. Oznake priključkov so: baza (B), emitor (E) in kolektor (C).
Slika 8: tranzistor Tranzistor omogoča, da manjši bazni tok (IB) sproži tok večjega kolektorja (IC). Pri BC547 je ojačitev toka nekje med 200 in 450 mA. Največji tok ne sme preseči 100 mA, ker se lahko tranzistor uniči. Zato je potrebno tok skozi tranzistor zmanjšati z upori ali porabniki.
2.8 INTEGRIRANA VEZJA (IV) Ta učni komplet vsebuje dve vezji v CMOS tehnologiji iz družine 40xx. V tej družini so na voljo vsa logična vrata in različni števci, kot tudi veliko IV (IV = integrirano vezje) s posebnimi funkcijami. Te komponente se lahko uporabi za vzpostavitev veliko različnih digitalnih vezij. Velika prednost te družine je, da je dovoljeno območje napajalne napetosti 3‐15 V, v nasprotju s TTL integriranimi vezji (74xx družina), ki ponavadi lahko delujejo samo na +5 V. Zato se lahko integrirana vezja v tem učnem kompletu napajajo neposredno iz 9V baterije brez uvajanja dodatnih regulatorjev napetosti pred njimi. Ob dobavi so nogice integriranega vezja pogosto rahlo upognjene navzven. Zato se integrirano vezje z delovno ploščo ne ujema popolnoma. Pred prvo uporabo je tako priporočljivo nogice malenkost previdno upogniti navznoter, da se vezje popolnoma prilega mreži. Tako lahko integrirano vezje namestite na delovno ploščo. Če želite
7
vezje odstraniti, ga ob strani nežno privzdignite z izvijačem in se tako ob iztikanju izognite upogibanju nogic. NAND‐vrata (4093) Digitalna integrirana vezja imajo več priključkov, ki jih je potrebno pravilno povezati med seboj. Pri priklopih je potrebno še posebej paziti, da izhodi niso priklopljeni, ker lahko pride do kratkega stika. Če ima en izhod nizek nivo (0 V) in drugi visok nivo (9 V), med izhodi teče visok tok, kar lahko uniči komponente. Priklop vhodov ni problematičen, ker so visoko odporni. Pini se štejejo začenši na pin 1, ki je pogosto označen s piko in potekajo v nasprotni smeri urinega kazalca do zadnjega pina. Zgradba v tem učnem kompletu ima med prvim in zadnim pinom utor. Če utor poravnate v levo, je pin 1 v spodnjem levem kotu. Tako je tudi etiketo možno pravilno prebrati. Ker gre za integrirano napetost, le‐ta potrebuje tudi električni tok. Priključek za oskrbo z napetostjo se ponavadi v družini 40xx nahaja na diagonalno nasprotnih pinih. Pin v spodnjem desnem kotu se uporablja za priklop ozemljitve (GND ali 0V), pin v zgornjem levem kotu pa se uporablja za priklop pozitivne obratovalne napetosti V+ (9 V). Pri 4093 (NAND‐vrata) je ozemljitev priklopljena na pin 7 in V+ na pin 14.
Slika 9: določite priklopov na NAND‐vrata NAND‐vrata so v bistvu AND‐vrata z obrnjenim izhodom. Na ta način je na izhodu vedno visok nivo, vsak vhod pa ima nizek nivo. Izhod se na nizek nivo preklopi samo v primeru, če se na oba vhoda hkrati priklopi visok nivo. Logična funkcija je ponazorjena v spodnji tabeli.
Vhod 1 Vhod 2 Izhod 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 Binarni števec (40193) Binarni števec prešteje interno shranjene odčitke števca navzgor ali navzdol za 1 ob vsakem ciklu. To je odvisno od tega ali se odčitek šteje s pinom CPU (prištevanje vrednosti – štetje navzgor) ali CPD (odštevanje vrednosti – štetje navzdol). Vhodi D0, D1, D2 in D3 se lahko uporabljajo za določitev odčitka števca na katerem se začne štetje. Ta začetna vrednost je določena ko se pin PL preklopi z visokega na nizek nivo. Če je D0 = 1, D1 = 0, D2 = 1 in D3 = 0, je odčitek števca nastavljen na 5. Ponastavitev poteka preko pina MR, ki odčitek števca ponastavi na 0, ne glede na to kaj se
8
uporablja za pine D0 do D3. Odčitek števca je izhod preko izhoda Q0 do Q3. Q0 pomeni vrednost 1, Q1 pomeni 2, Q2 pomeni 4 in Q3 pomeni 8. Za vrednost 10, imata izhoda Q1 in Q3 visok nivo (2 +8 = 10). Q0 in Q2 imata v tem primeru nizek nivo.
Slika 10: določitev priključkov binarnega števca V nasprotju z NAND‐vrati (4093), ima to integrirano vezje 16 pinov. Zato mora biti napajalna napetost V+ priključena na pin 16 in ozemljitev na pin 8. Na splošno velja, da je potrebno vhode integriranih vezij, ki se ne uporabljajo, uporabiti z določenim nivojem (nizkim ali visokim). Če vhodi ostanejo odprti, lahko zaradi motenj zelo hitro nivo na vhodu interpretirajo napačno in tako pride do napake. Popoln seznam poatkov integriranega vezja lahko najdete na spletu pri številnih proizvajalcih.
3. PRIMERI Pri postavljanju in spreminjanju primerov, je v izogib kratkemu stiku pri vstavljanju komponent vedno potrebno najprej odklopiti baterijo. Baterijo lahko nazaj priklopite šele po natančnem pregledu celotnega vezja. Vedno bodite tudi pozorni, da se ne dotaknete nogic uporov – nekatere postavitve so lahko zelo ozke. Pri vseh postavitvah je najprej prikazana postavitev na delovni plošči, šele potem sledi razlaga. Vrednosti uporov, kondenzatorjev in LED barv lahko najdete na diagramu vezja. Če je na primer naveden R1, to pomeni da gre za vrednost 820 kΩ. Predpriprava Pred postavitvijo primerov, je potrebno nekaj predpriprave. Vnaprej lahko žice narežete na prave dolžine in jih ogulite. Pri spodnjih primerih potrebujete naslednje dolžine žic: 11 x 30mm 7 x 50 mm 5 x 70 mm Odrezane žice je nato na katerikoli strani potrebno oguliti (odstraniti izolacijo) v dolžini 7‐8 mm. Za guljenje uporabite za to primerne klešče s premerom 0.6 mm. Če takšnih klešč nimate pri roki, lahko izolacijo previdno zarežete tudi z ostrim nožem in jo nato odstranite.
9
3.1 ŽAREČA ŽICA Žareča žica je zelo popularna in enostavna igra. Potrebujete le kos žice, baterijo in žarnico ali brenčač. V tem primeru uporabite svetlobno diodo (LED) z uporom. Smisel igre je slediti na kakršenkoli način upognjeni žici z zanko narejeno iz žice, brez da se pri tem upognjene žice dotaknete. Če se upognjene žice kljub temu dotaknete, zasveti LED in potrebno je začeti znova. Zmaga igralec, ki pot brez dotika izpelje najhitreje. Slika 11 prikazuje postavitev igre na delovni plošči. Pred postavitvijo igre je potrebnih nekaj predpriprav. V učnem kompletu je priložena izolirana žica, ki jo je za vzpostavitev kontakta potrebno oguliti. Za to odrežite približno 20 cm dolg kos žice in na enem koncu ogulite približno 5 cm izolacije. Nato žico držite na oguljenem koncu in z nohti odstranite vso preostalo izolacijo. Šele nato lahko žico po želji upognete in vstavite v odprtine na delovni plošči. Nato je potrebno narediti žico z zanko, ki jo drži igralec. Za to odrežite 25 cm dolg kos izolirane žice in na enem koncu odstranite okoli 7 mm izolacije. Ta del žice se kasneje vstavi v delovno ploščo. Na drugem koncu odstranite približno 4 cm izolacije in ukrivite zanko s premerom 1 cm. Da lahko najlažje naredite žično zanko je najbolje, da neizolirani del navijete okoli okroglega svinčnika. Sedaj lahko komponente vstavite v ustrezna mesta na delovni plošči. Baterijo lahko praviloma priključite šele potem, ko preverite, če so vse komponente pravilno priključene in ste vezje ponovno preverili.
Slika 11: Postavitev žareče žice na delovni plošči Opis vezja Na splošno velja, da se žična zanka z upognjeno žico uporablja kot preklopni kontakt, ki vezje zapre takoj, ko se obe žici dotakneta. Na ta način steče tok in LED zasveti. LED mora imeti vedno poleg upor, ki omeji tok skozi diodo in tako prepreči njegovo uničenje.
10
Slika 12: Diagram vezja žareče žice Vrednost dopustnega toka skozi LED je odvisna od uporabljenega tipa in jo je v primeru dvomov potrebno preveriti v obrazcu proizvajalca. Svetlobna dioda v tem učnem kompletu je standardna komponenta, ki bo zasvetila tudi pri toku 1‐2 mA. Napetost ki se posreduje je 2,0 V na rumeno LED, 2,1 V na rdečo in 2,4 V na zeleno LED. LED se ponavadi upravlja s tokom približno 2 mA. Ta podatek se lahko uporabi za izračun upora za LED.
Ker upor s 3450 Ω med standardnimi serijami uporov ne obstaja, je potrebno uporabiti najbližjo vrednost. V tem primeru je to upor s 3.3 kΩ.
3.2 ŽAREČA ŽICA S POMNILNIKOM Ta primer je nadgradnja prejšnjega. Pravila igre so enaka. Če svetlobna dioda zasveti ob le rahlem dotiku žice, se bodo igralci hitro kregali. En vidi LED lučko, drugi trdijo da je ni bilo. V izogib temu problemu, je vezje razširjeno z mehanizmom pomnilnika. Sedaj svetlobna dioda po dotiku ne ugasne več sama, ampak jo lahko ponovno izklopite samo še z gumbom.
Slika 13: postavitev žareče žice s pomnilnikom na delovni plošči Vezje je dodatno razširjeno z zeleno svetlobno diodo ki kaže, da vezje deluje in da do stika še ni prišlo. Če po priklopu napajalne napetosti namesto zelene zasveti rdeča LED, na kratko pritisnite gumb in vezje ponastavite na začetno stanje. Opis vezja
11
Dvoja NAND‐vrata (IC1A in IC1B) se uporabljata za izvajanje NAND‐flip‐flop. NAND‐flip‐flop deluje kot RS‐zapah z narobe obrnjenimi vhodi. Zato je mogoče stanje izhoda na vhodu spremeniti z nizkim nivojem. Upora R1 in R2 na vhode vnašata visok nivo. Če z zanko pride do dotika žice, se ozemljitveni potencial prenese na pin 1 IC1A in s tem ustreza nizkemu nivoju. Da bi razumeli sekvenčna vezja, je potrebno najprej predvidevati stabilno stanje. Ob predpostavki, da sveti zelena LED in ima pin 4 zato visok nivo, ima tudi pin 2 visok nivo. Če pin 1 s kontaktom povlečete na nizek nivo, se skladno NAND funkciji pin 3 preklopi na visok nivo. Ta nivo se prenese tudi na pin 5. Medtem ko ni pritiska na gumb, sta oba vhoda IC1B na visokem nivoju, izhod pa je nastavljen na nizek nivo. To povzroči da zelena LED (V2) ugasne in zasveti rdeča LED (V1). Če se pritisne gumb, hkrati pa ne pride do dotika žice, zelena lučka še vedno deluje po istem principu delovanja, rdeča pa ugasne. Če pri pritisku na gumb pride še do dotika žice, stanje ni definirano. Ker v tem primeru ni jasnega rezultata, se je takim primerom potrebno izogibati.
Slika 14: diagram vezja žareče žice s pomnilnikom
3.3 TESTER LJUBEZNI Tester ljubezni je primer, s katerim se lahko dva človeka preizkusita, če čutita isto stvar. Za to morata dve osebi vsaka v rokah držati povezavo in misliti ena na drugo. Če zasveti le zelena lučka, obe osebi razmišljata o svojem partnerju. Če ena oseba trenutno razmišlja o nečem drugem in zaradi slabe vesti njene roke postajajo vlažne, zasveti rdeča ali rumena LED lučka.
12
Slika 15: postavitev testerja ljubezni na delovni plošči Opis vezja Dva tranzistorja sta nadzorovana preko upornosti kože. Nižja kot je, na primer zaradi vlažnosti rok, bolj bo tranzistor prevoden in nižji bo upor na relaciji kolektor‐emitor. Če pade upornost tranzistorja, lahko teče več toka in svetlobne diode lahko svetijo svetleje. Največji tok skozi svetlobne diode omejujeta upora R1 in R2. Če so upornosti kože enake, bosta tranzistorja enako močno nadzorovana in padec napetosti na relaciji kolektor‐emitor je enaka. To ne povzroči padca napetosti na svetlobnih diodah V1 in V2, ki zato ostaneta temni. Ker zelena LED preklopi med emitorjem in ozemljitvijo, bo potem, ko tranzistor postane prevoden, vseskozi svetila.
Hautkontakte = stik s kožo
Slika 16: diagram vezja testerja ljubezni
3.4 ČASOVNA BOMBA To je igra za dva ali več igralcev. V igri časovne bombe, boste morali za kratek čas pritisniti gumb. Ta "aktivira" bombo. Nato se vezje prenaša okoli med igralci. Na neki točki povezana svetlobna dioda zasveti, kot da simulira eksplozijo bombe. Igralec, ki v tistem trenutku drži vezje je izgubil in mora zapustiti igro. Nato preostali igralci ponovno prenašajo vezje, dokler ne ostane le en igralec, ki postane zmagovalec.
13
Slika 17: postavitev časovne bombe na delovni plošči Opis vezja RC povezava R1 in C1 izvaja relativno visoko časovno konstanto. To traja približno 100‐130 sekund, dokler ni dosežen prag za preklop IC1A.
Slika 18: diagram veja časovne bombe Ko se na začetku igre pritisne gumb, se kondenzator C1 zelo hitro izprazni in napetost na obeh vhodih NAND‐vrat je 0V. Dvoje vrat delujeta kot pretvornik, ker so vhodi povezani. Potem ko spustite gumb, se kondenzator C1 skozi upor R1 napolni in napetost se poveča. Na neki točki je dosežen prag preklopa NAND‐vrat (IC1A) in izhodni nivo vrat A se preklopi na nizek nivo. Pretvornik navzdol (IC1B) vodi do visokega nivoja na R2. Na ta način se tranzistor T1 prenese in LED V1 zasveti. Če želite preizkusiti vezje, lahko na hitro izvlečete kondenzator C1. Ko je kondenzator odstranjen, LED diode zasvetijo in vam ni treba čakati.
3.5 GUMB ZA TRENIRANJE Naslednji primer vam omogoča, da vadite dotik na gumb ob posebnem ciklu. Za treniranje potrebujete gumb, ki ga je potrebno pritisniti ob vsakem ciklu ko sveti rumena LED. Če gumb pritisnete ob pravem času, zasveti zelena LED. Če pritisnete gumb medtem ko rumena LED ne sveti, se vklopi rdeča LED. To ponazarja, da je bil gumb pritisnjen ob nepravem času.
14
Slika 19: postavitev gumba za treniranje na delovni plošči Opis vezja IC1A (NAND‐vrata kot pretvornik), R1 in C1 se uporabljajo za postavitev generatorja enostavnega cikla. Določa vzorec, ki se kopira na gumb. Po uporabi napajalne napetosti, je kondenzator še vedno prazen in nizek nivo se prenese na oba vhodna pina (1 in 2). Funkcija pretvornika vrat vodi do visoke ravni na izhodu (pin 3). Visok nivo skozi upor R1 napolni kondenzator C1 in napetosti na obeh vhodih se dvigneta. Na neki točki je dosežen prag, kjer pretvornik prepozna visok nivo in preklopi izhod na nizek nivo. Nato se skozi R1 kondenzator C1 ponovno izprazni, dokler vhodi ne prepoznajo nizke ravni in se pretvornik ponovno vklopi. To neprekinjeno polnjenje kondenzatorja vodi v cikel, ki je viden z LED V1.
Slika 20: diagram vezja gumba za treniranje Cikel je skozi upor R4 speljan na osnovo tranzistorja T2. Tranzistor T1 se s ciklom pretvornika nadzoruje prek vrat IC1C. Če ne pritisnete gumba, do svetlobne diode ne pride napetost in LED ne posveti. Če pritisnete gumb, medtem ko sveti rumena lučka, se tranzistor T2 prenese skozi in zelena LED lahko zasveti. S pritiskom na gumb medtem ko rumena LED (V1) ne sveti, se tranzistor T1 prenese preko pretvornika (IC1C) in zasveti rdeča LED. Tranzistor T2 je v tem trenutku zaklenjen in zelena LED lahko sveti. Če gumb držite, to povzroči izmenično utripanje rdeče in zelene LED.
15
3.6 IGRA NA SREČO Pravila iger na srečo so enostavna. Gre za pritisk gumba v pravem trenutku. Le redko je mogoče, da LED zasveti zaradi pritiska na gumb. Po pritisku na gumb, se igra prenese k drugemu igralcu, ki lahko poskusi srečo. Zmaga igralec, ki mu uspe, da s pritiskom na gumb LED zasveti.
Slika 21: postavitev igre na srečo na delovni plošči Opis vezja V ozadju deluje počasen cikel, ki za kratek čas na vsakih 7‐8 sekund preklopi na visok nivo. Če se v tem trenutku pritisne gumb, lahko povzročite, da LED zasveti.
Slika 22: diagram vezja igre na srečo Upor R1 in kondenzator C1 ustvarjata relativno dolgo časovno konstanto. Ko je dosežen prag preklopa IC1A, se izhod (pin 3) preklopi na nizek nivo in se pretvori preko vrat IC1B. Visok nivo na pinu 4 vodi v prehod tranzistorja T1 in preko R2 hitreje izprazni kondenzator C1, saj je upor le 10 kΩ. Če pritisnete gumb v trenutku, ko se na pinu 9 IC1C uporabi visok nivo, bo imel izhod (pin 10) nizek nivo, ki se preko IC1D pretvori in s tem vklopi LED.
16
3.7 BINARNA KOCKA Binarna kocka je elektronska kocka, ki deluje s samo 3 LED diodami. Tri LED diode ne morejo pokazati šestih rezultatov kot pri drugih elektronskih kockah, ampak je vržena številka prikazana kot binarno število. LED V3 (rumena) ima vrednost 1, LED V2 (zelena) ima vrednost 2 in LED V1 (rdeča) ima vrednost 4. Spodnja tabela prikazuje katere LED diode svetijo za katero številko. Prvi stolpec kaže vrženo število, X v ustreznih stolpcih pod oznako LED pa kaže, katera LED zasveti. Številka V1 (rdeča) = 4 V2 (zelena) = 2 V3 (rumena) = 1 1 X 2 X 3 X X 4 X 5 X X 6 X X Tabela 3: pregled LED ki svetijo ob vrženi številki Za 5, morata svetiti LED V1 in V3. Seštevanje vrednosti dveh številk vodi do: 4 +1 = 5. Medtem ko se pritisne gumb, LED diode hitro spreminjajo svoje stanje in številke ni mogoče prepoznati. Potem ko gumb spustite, LED ostane v stabilnem stanju in vrženo številko je mogoče prebrati. Vezje je prilagojeno, tako da je preklapljanje posameznih pogojev še vedno možno prepoznati. Če igralci lahko prepoznavajo številke in uspejo gumb spustiti v pravem trenutku, lahko cikel pospešite. Za to je potrebno zmanjšati upornost R1. Upor 100 kΩ lahko na primer zamenjate z enim uporom 10 kΩ. Pogoji se nato preklopijo približno 10‐krat hitreje.
Slika 23: postavitev binarne kocke na delovni plošči Opis vezja Cikel za prehod skozi pogoje se doseže z NAND‐vrati IC1A. Upor R1 in kondenzator C1 določata hitrost cikla. Cikel se ob pritisku na gumb uporablja samo za binarni števec
17
(IC2). Če na gumb ne pritisnete, se cikel vhoda (CPU) preko upora R2 poveže z ozemljitvijo. Če bi binarni števec deloval brez dodatnega vezja, bi lahko vrgli število med 0 in 15 – dejansko le med 0 in 7, ker na izhod Q3 ni priklopljena nobena LED dioda. Pravilna kocka pa ponuja samo števila od 1 do 6. Vhodi D0 do D3 določajo, da števec začne z 1. Za to je le vhod D0 (pin 15) priklopljen na visok nivo. Vhodi D1 do D3 so priključeni na ozemljitev (nizek nivo). Ko se pin PL (11) povleče na nizek nivo, se odčitek števca vedno ponastavi na 1. To je potrebno storiti po številu 6, ker tudi številka 7 ni dovoljena. Ponastavitev na 1 se udejani s številko 7; potem imajo vsi izhodi (Q0 do Q3) visok nivo. Tri NAND‐vrata se s tremi vhodi preklopijo na rezultat v NAND‐vratih. Pri treh visokih nivojih na vhodih, je rezultat nizek nivo na izhodu IC1D (pin 11). Nizek nivo tako ponastavi odčitavanje števca na 1. Ponastavitev je tako hitra, da odčitek števca 7 (vsi na visokem nivoju) ni viden.
Slika 24: diagram vezja binarne kocke
3.8 RESNICA ALI IZZIV Bistvo resnice ali izziva je izbiranje drugega igralca, tako kot v resnični igri vrtenja steklenice. Naključno izbrana oseba mora nato opraviti predhodno določeno nalogo. Pri tej elektronski različici resnice ali izziva, je igralec izbran preko svetlobnih diod. Pred začetkom igre vsak igralec izbere LED barvo. Nato se za približno 1‐5 sekund pritisne gumb. Ko se sprosti, sveti ena LED dioda. Igralec, ki je izbral to barvo, mora nato opraviti predhodno določeno nalogo.
Slika 25: postavitev resnice ali izziva na delovni plošči
18
Postavitev tega vezja je namenjena za tri igralce. Za dva igralca lahko uporabite primer igre cifra ali grb. Za več igralcev bi bilo potrebno postaviti binarni števec, ki igralca izbere na podlagi binarnega števila.
Slika 26: diagram vezja resnice ali izziva Opis vezja Kot v zgornjem primeru, IC1A skupaj z uporom R1 in kondenzatorjem C1 deluje kot generator cikla, ki tukaj nadzoruje tudi števec. Vendar pa se cikel uporabi samo na vhod cikla števca ob pritisku na gumb. Vseskozi sveti vsaj ena LED dioda. Ko se nizek nivo uporabi na pinu PL (11), se preko vhodnih pinov D0 do D3 odčitek števca nastavi na 1. Odčitek 0 ni dovoljen in števec je potrebno ponastaviti po številu 3. Ker je malo težje zgraditi delujočo luč iz binarnega števca z nekaj komponentami, je potrebno uporabiti trik. Druga možnost bi bila decimalni števec ali dodatni dekoder z binarnega na decimalno število. Ko pride do številke 4, se Q2 preklopi na visok nivo in takoj preko pretvornika IC1D ponastavi odčitek števca na 1. Zdaj je potrebno tri LED diode nadzorovati z dvema izhodoma (Q0 in Q1). Če imata oba izhoda visok nivo, to pomeni številko 3. Preko IC1B se prižge LED V3, ker se izhod preklopi na nizek nivo in rezultat je pretok toka V+ čez V3 in R5. Nizek nivo na pinu 4 IC1B povzroči visok nivo v dveh LED V1 in V2 za pretvornikom (IC1C). Ker imata izhoda Q0 in Q1 naenkrat visok nivo, skozi LED diode ni pretoka moči. LED V1 in V2 svetita samo, če se en od dveh izhodov Q0 ali Q1 preklopi na visok nivo. Šele potem se nizek nivo preko IC1B in IC1C prenese na pin 10 in dovoljuje toku pretok skozi eno od dveh LED diod.
3.9 TESTER REAKCIJ Bistvo testerja reakcij je čim hitrejši pritisk na gumb v določenem trenutku. LED diode prikazujejo pretečen čas in kažejo čas za reakcijo. Tester reakcij deluje v dveh fazah. Prva faza je faza čakanja, v kateri so LED diode nadzorovane razmeroma počasi. Status števca je prikazan binarno s pomočjo svetlobnih diod (V3 = 1, V2 = 2 in V1 = 4). Pri prehodu od številke 7 (svetijo vse LED) do 0 (ne sveti nobena LED), se začne druga faza. Zdaj se status števca šteje zelo hitro in temu ustrezno je LED potrebno
19
nadzorovati hitreje. S pritiskom na gumb se štetje lahko ustavi. Nižja je prikazana številka, boljša je reakcijska hitrost.
Slika 27: postavitev testerja reakcij na delovni plošči Opis vezja Za stabilno delovanje vezja, je potrebno čakati celoten prehod. Ko ni pritiska na gumb, se ustvarjeni cikel IC1A preko upora R2 prenese na binarni števec IC2 in status števca se šteje navzgor. Po številki 7 (Q0, Q1 in Q2 = visok nivo), sledi številka 8, kjer le Q3 prikaže visok nivo. To preklopi tranzistor T1 in kondenzator C2 poveže na ozemljitev. Zdaj sta dva kondenzatorja vklopljena vzporedno in dobili boste veliko daljšo časovno konstanto, zaradi katere števec zdaj sešteva relativno počasi. V notranjosti števec dejansko šteje od 0 do 15, vendar so le 3 LED priključene na izhode, tako da svetlobne diode izgledajo, kot da bi števec dvakrat štel od 0 do 7. Najvišja bitna vrednost (Q3) nadzira samo tranzistor in s tem spreminja časovno konstanto. Od 8 navzgor teče faza čakanja in števec počasi šteje do 15. Po 15 začne integrirano vezje ponovno šteti od 0. V tem stanju imajo vsi izhodi (Q0 do Q3) nizek nivo, tranzistor T1 pa je zaklenjen. Na ta način je za časovno konstanto pomemben samo kondenzator C1. Nato števec sešteva zelo hitro in igralec lahko odčitek števca ustavi s pritiskom S1. Ko pritisne na gumb, se na cikel vhoda (CPU) vedno prenese nizek nivo in števec preneha s štetjem. Ob pritisku na gumb se lahko reakcijski čas prebere na LED diodah.
Slika 28: diagram vezja testerja reakcij
20
3.10 CIFRA ALI GRB Vsi poznajo igro cifra ali grb. Ta ima lahko različna imena, vendar je pomen vedno isti: potrebno je sprejeti odločitev. Lahko seveda preprosto vržete kovanec in preverite, ali ste dobili cifro ali grb. In ta različica je za elektrotehnike precej dolgočasna. Ta primer kaže, kako lahko sprejmete odločitev z majhnim vezjem. Medtem ko ni pritiska na gumb, dve svetlobni diodi zelo hitro izmenično utripata. Nato je potrebno pritisniti in držati gumb. Ob pritisku na gumb zasveti ali rdeča ali zelena LED dioda. Zmaga igralec, ki je pred pritiskom na gumb izbral to barvo.
Slika 29: postavitev cifre ali grba na delovni plošči Opis vezja Ciklični generator sestavljen iz IC1A, R1 in C1, je že znan iz prejšnjih primerov. Upor 3,3 kΩ in kapacitivnost 10 µF ustvarita dovolj hiter cikel, da spreminjanje LED diod ni več vidno. Ko ni pritiska na gumb, se cikel prenese na števec integriranega vezja na pinu 5 (CPU) in preklopi pogoje števca. Ker mora ves čas svetiti vsaj ena LED dioda, odčitek števca 0 ni dovoljen, ker bi se v tem primeru na vse izhode prenesel nizek nivo. Tudi odčitek števca 3 ni dovoljen, ker bi hkrati svetili obe LED diodi.
Slika 30: diagram vezja cifra ali grb Pri odčitku števca 3, se visok nivo uporablja za izhode Q0 in Q1. Na ta način se preko NAND‐vrat vhodni pin PL (11) preklopi na nizek nivo. To povzroči, da se odčitek notranjega števca prepiše z vrednostjo vhodov D0 do D3. Ker je D0 nastavljen na visok
21
nivo in D1 do D3 na nizek nivo, je odčitek števca nastavljen na 1. Odčitek števca se ponastavi tako hitro, da tega ni mogoče opaziti. Na 1 zasveti LED V2 (zelena), na 2 zasveti LED V1 (rdeča). Medtem ko gumb držite, je cikel vhoda povezan z ozemljitvijo in integrirano vezje prepreči štetje naprej.
3.11 IGRA UGIBANJA V tej igri mora igralec uganiti številko. Igralec izbere število med 0 in 7 in jo pove drugim igralcem. Potem za sekundo pritisne gumb. Ko gumb spusti, preteče še nekaj trenutkov preden LED diode prehajo spreminjati status in se prikaže številka. Če je igralec uganil pravo številko, dobi točko. Nato je na vrsti naslednji igralec, da poskusi svojo srečo. Zmaga igralec, ki ima po 10 krogih največ točk.
Slika 31: postavitev igre ugibanja na delovni plošči Opis vezja Zanimiva stvar pri tem vezju je zakasnitev odčitka števca potem ko spustite gumb. Hitrost, s katero se spreminja odčitavanje števca, je določena s pomočjo cikličnega generatorja od IC1A, R1 in C1. Ciklični generator je povezan na binarni števec preko serijskega upora R2. Dodatni tranzistor T1 je priključen na cikel vhoda, ki prehaja ko ni pritiska na gumb. Tok teče skozi upora R3 in R4 v bazo tranzistorja, zaradi česar je pot kolektor‐emitor nizko‐Ohmska in na ciklu vhoda (CPU) generira nizek nivo. Na ta način binarni števec ne prepozna več cikla in s tem preneha tudi s štetjem navzgor.
Slika 32: diagram vezja igre ugibanja
22
Če sedaj pritisnete na gumb, se kondenzator C2 prazni zelo hitro in baza tranzistorja se priključi na ozemljitev preko upora R4. Tranzistor je zaklenjen in pot kolektor‐emitor je tako visoko‐Ohmska. Cikel lahko preklopi skozi pogoje števca, ker cikel vhoda ne uporablja več nizkega nivoja. Ko gumb spustite, se kondenzator C2 počasi polni preko upora R3. Na neki točki je napetost na kondenzatorju dovolj visoka, da tranzistor preklopi skozi. Nizko‐Ohmski tranzistor vodi k drugemu nizkemu nivoju pri ciklu vhoda in s tem ustavi števec. Odčitek števca je prikazan s pomočjo treh svetlobnih diod (V1 do V3). LED V3 predstavlja vrednost 1, V2 vrednost 2 in LED V1 vrednost 4. Za 6, tako svetita LED V1 in V2.
3.12 IGRALNI AVTOMAT Igralne avtomate lahko najdete v številnih lokalih in seveda v Las Vegasu. Te naprave zahtevajo pritisk na gumb in potem čakanje dokler se simboli ali vrteči diski ne ustavijo. Če se prikaže specifična kombinacija, prejmete nagrado. Na voljo je tudi način, kjer lahko svoje dobitke pomnožite. Pri tem izmenično utripata gumb in prikaz za pomnoževanje. Če gumb pritisnete ob pravem trenutku, lahko pridete na naslednjo stopnjo pomnoževanja. Če gumb pritisnete ob nepravem trenutku, vaše dobitke izgubite. Ta način prikazuje tudi spodnje vezje. LED V1 počasi utripa in gumb je potrebno pritisniti vsakič, ko zasveti LED. Šele takrat števec šteje navzgor. Če gumb pritisnete ko svetlobna dioda ne sveti, se števec ponastavi in dobitke izgubite.
Slika 33: postavitev igralnega avtomata na delovni plošči Cikel se generira s IC1A preko uporov R1 in C1. Če ima cikel visok nivo, tok teče preko R2 in svetlobne diode V1, ki zato zasveti. Hkrati tudi tranzistor T2 preide preko upora R4 in zagotavi nizek nivo pri ponastavitvi pina (MR). Prek pretvornika IC1B, se na pin 4 uporabi nizek nivo in tranzistor T1 je visoko‐Ohmski. Cikel vhoda (CPU), je preko uporov R5 in R7 povezan z ozemljitvijo. To se s pritiskom na gumb spremeni. Potem je cikel vhoda preko R5 povezan z omrežno napetostjo in rezultat je rastoči bok, ki odčitek števca šteje navzgor.
23
Slika 34: diagram vezja igralnega avtomata Če gumb še vedno držite ko ugasne LED V1, s tem zaklenete tranzistor T2 in visok nivo se preko upora R6 raven prenese na vhod ponastavitve (MR). To vodi v takojšnjo ponastavitev odčitka števca. Odčitek števca je prikazan preko dveh LED V2 in V3. Dve LED lahko prikažeta le odčitek števca do 3. Dve dodatni svetlobni diodi, ki sta na enak način priključeni na izhodna pina Q2 in Q3, se lahko uporabita za razširitev odčitka števca, da lahko prikaže vrednosti do 15. V tem primeru naletimo tudi na manjši problem zaradi gumba. Ob pritisku se gumb odbije. Kontakti gumbov so izdelani iz vzmetnega materiala in se zato ob pritisku večkrat dotaknejo, preden dosežejo stabilno stanje. Medtem ko se to zgodi zelo hitro (<1 ms), pa je dovolj da števec prepozna več dotikov in ob le enem pritisku na gumb poveča odčitke števca za 2 ali 3. Ker tako vedenje gumba ni zaželjeno, je potrebno doseči, da se gumb ne odbija. Običajno to dosežemo s preprosto povezavo daljinskega upravljalnika. Na ta način se s počasnim polnjenjem kondenzatorja doseže majhen časovni zamik. Kondenzator je za tako delovanje potrebno preklopiti vzporedno z gumbom. Običajno ima vrednost med 100 nF in 1 µF .
4. OKOLJU PRIJAZNO ODSTRANJEVANJE
Elektronske naprave ni dovoljeno odlagati med splošne gospodinjske odpadke! Odsluženo napravo je potrebno odstraniti v skladu z ustreznimi zakonskimi predpisi. Določena so tudi zbirna mesta za vračanje, ki je lahko brezplačno. Kje se nahajajo zbirne točke, se pozanimajte pri ustreznih ustanovah v vaši občini.
Če izdelek uporabljate skladno s priloženimi navodili, je skladen z ustreznimi direktivami CE. Navodila za uporabo predstavljajo del izdelka in jih je potrebno napravi priložiti, če jo posredujete naprej tretji osebi.
24
Conrad Electronic d.o.o. k.d. Ljubljanska c. 66, 1290 Grosuplje Fax: 01/78 11 250, Tel: 01/78 11 248 www.conrad.si, [email protected]
GARANCIJSKI LIST Izdelek: Osnovni učni komplet za elektronske igre Conrad Kat. št.: 19 22 82 Garancijska izjava: Proizvajalec jamči za kakovost oziroma brezhibno delovanje v garancijskem roku, ki začne teči z izročitvijo blaga potrošniku. Garancija velja na območju Republike Slovenije. Garancija za izdelek je 1 leto. Izdelek, ki bo poslan v reklamacijo, vam bomo najkasneje v skupnem roku 45 dni vrnili popravljenega ali ga zamenjali z enakim novim in brezhibnim izdelkom. Okvare zaradi neupoštevanja priloženih navodil, nepravilne uporabe, malomarnega ravnanja z izdelkom in mehanske poškodbe so izvzete iz garancijskih pogojev. Garancija ne izključuje pravic potrošnika, ki izhajajo iz odgovornosti prodajalca za napake na blagu. Vzdrževanje, nadomestne dele in priklopne aparate proizvajalec zagotavlja še 3 leta po preteku garancije. Servisiranje izvaja proizvajalec sam na sedežu firme CONRAD ELECTRONIC SE, Klaus‐Conrad‐Strasse 1, Nemčija. Pokvarjen izdelek pošljete na naslov: Conrad Electronic d.o.o. k.d., Ljubljanska cesta 66, 1290 Grosuplje, skupaj z izpolnjenim garancijskim listom. Prodajalec: ___________________________________________________________ Datum izročitve blaga in žig prodajalca: ________________ Garancija velja od dneva izročitve izdelka, kar kupec dokaže s priloženim, pravilno izpolnjenim garancijskim listom.
25
