多米诺骨牌游戏指示。方案、说明

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无线电电子与电气工程百科全书 / 指示器、传感器、探测器

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有时需要构建一个用于少量数字（1 或 2）的数字指示器，必须从很远的距离、从观察者的不同方向和位置读取信息，或者当指示器本身难以移动时（例如，倾斜或翻转）。这些指示器对于车辆、安全系统来说很方便，它们可以显示系统的当前状态（准备程度等）。

传统的七段指示器在这里用处不大，因为为了快速、无差错地读取阿拉伯数字，它们的水平方向是必要的，并且它们很难以倒置或倾斜的形式读取。当只有一个片段熄灭时，图像几乎无法辨认。

流行游戏的创作者也曾面临过类似的问题。毕竟，玩家需要快速准确地读取游戏配件上铭刻的当前信息。游戏配件在桌子上的位置可以是任意的，但必须从游戏桌上的任何位置明确地读取信息。

最成功且经过时间考验的原理是流行游戏“多米诺骨牌”中使用的在熟悉的正方形背景下用对比点表示数字的程式化助记表示原理。游戏“多米诺骨牌”的骨头是条形，其正面分为两个熟悉的方形空间，每个空间包含从“0”（空）到“6”（六个点的形式）的数字。以类似的方式，许多流行游戏中使用的掷骰子的面也被标记。

很容易看出熟悉度正方形中的点位于 3x3 矩阵的节点处。编码简单的几个点对应一个数字，但不需要计算点的数量 - 它们的位置形成一个易于记忆的助记符号，粗略地看一眼就足以识别它。从任何方向读取此类字符的秘诀在于，所有字符都关于 3x3 矩阵的中心节点轴对称。另外，除“2”和“3”外，所有数字的助记符号也具有轴对称性。我为数字“2”和“3”提出了一种新的助记符号，它们也具有轴对称性（图1）。

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要根据所描述的指示原理构建LED指示器，只需在方阵的节点中安装LED就足够了。通过所提出的助记符号“2”和“3”的设计，LED可以组合成沿三条线1、2和4开启的组。通过所描述的开启，出现新符号“7”。但最令人惊讶的是，所描述的原理与二进制代码1-2-4结合在一起。这意味着可以放弃解码电路。图1中的a显示了直接从二进制计数器打开的指示器的实用图，图1中的b是用于将计数限制到位置“7”的复位节点的图。

尽管图1中的电路很简单，但应该注意的是，TTL微电路的负载能力有限，并且LED的亮度可能不够。因此，图2中提出了一种电路，其中LED通过晶体管打开，因此发光的亮度将足够。随着驱动器的出现，可以输入另外两个字符“8”和“9”，从而将 LED 矩阵添加到完整的 (3x3)。又出现了一个（第四控制线）——4。

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为了在实践中测试这些新功能，我设计了一组印刷电路板。这些板都是演示板，是数字结构的完整通用单元，是一种空白。节点的印刷电路板采用相同样式，尺寸为40x40毫米。图3，a为假面板图，图3，b为根据图1的指示器印刷电路板图，图3，c为驱动器印刷电路板图。 2. K155IE6芯片上加有一个BCD计数器。

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我建议为计数器设计一个单独的板，在集成定时器555（国产模拟KR1006VI1）的基础上，构建一个脉冲发生器图4，a，或一个时钟按钮（具有抑制弹跳的按钮）图4， b. 还有两种打开计数器的选项。这是一个带电位控制的输入缓冲寄存器（类似于K555IR22寄存器）图4d，其中输入R和P连接到公共线，来自输入1、2、4、8的数据自由传输到输出1、2、4、8。第二个选项是十进制可逆脉冲计数器图 4，c。

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图5a、b显示了定时器印刷电路板的布局及其安装。图5，c显示了时钟按钮的安装。

多米诺骨牌游戏指示

安装时钟按钮时，重新布置其中一根跳线j1，安装按钮代替“频率”电阻R*，并通过跳线jp2连接用于恢复电路的电阻焊盘。在集成定时器的两个电路中（图 4，a 和 b），仅使用两个频率设置元件 R 和 C，其额定值相同，R ≤ 10 kOhm，C ≤ 10 μF。在发生器模式下，使用一个可变电阻器（指定为 R *）来改变频率，并且由于没有位（第二个）电阻器（端子 6 和 7 之间），正极性发生器的输出脉冲具有20 μs 量级的短持续时间，由定时器的内部延迟决定。

如果只需要最多 9 个符号，则发生器可以连接到计数器（连接到时钟输入之一，以便在查看最多 1 个指示器符号时向上或向下计数）或与图 6,b 中的复位电路连接，或者使用三位二进制计数器，最多可以查看 7 个字符。

使用多米诺骨牌指示器和脉冲发生器，可以轻松构建随机脉冲发生器（滚动骰子的电子模拟）。与附加的板 - 40x40 节点一起，它可以真正适合立方体（儿童套装）。在这种情况下，发电机频率应增加至100 Hz（为此电容器C的电容应减少10倍），并且应桥接或去除电阻器R*。当定时器发生器停止时，指示器将显示一个随机信号（迭代时，所有 LED 都会亮起）。通过轻触按钮，您可以手动逐步执行字符或计算设备限位开关被触发的次数。

如果驱动板上的计数器看起来多余，那么你可以不安装它或在那里焊接一个16针插座，这样你就可以插入IE6或IE7计数器。这些计数器的有趣之处在于，它们不会干扰从输入到输出的数据传输，甚至可以存储数据（它们包括一个对 P 输入进行电位控制的缓冲寄存器）并从流中“抓取”数据。图 4d 显示包含 IE6 或 IE7 可逆计数器作为寄存器。当外部负载输入P接地时，仪表可以自由地将数据从输入传输到输出（到指示器驱动器）。

作为一个简单方便的数据源，我提出了另一个通用节点的实现——代码6-7-1-2中的编码开关（图4和图8）。图 6 显示了编码器开关的方案，该方案允许实施加密，包括二进制 4 位（用于 16 个位置）和二进制十进制（用于 10 个位置）代码。

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7P11N 饼干式开关的一块饼干上的印刷电路板及其最后一块细节的位置如图 1 所示。

在 9x4 矩阵中实现二进制十进制开关时，只需要 11 个 VD1 ... VD11 二极管，它们安装在开关头上（图 6 中用于实现 16 位代码的部分用虚线圈出）行，但这样的实现需要特殊的开关）。由于电路工作在TTL上，所以需要4个pnp型钳位晶体管VT1…VT4。夹具的方案是在 40x40 印刷电路板上制作的，这也是一个假面板（将开关螺母隐藏在面板下方）。

统一板上建议的成品单元形式的编码器开关、发生器和轻触按钮通过 2,5 毫米高的间隔衬套用 M5 螺钉固定在设备面板上。接线图（图 5 和 7）显示了将所列节点的板安装到面板上的安装选项（图 2 和图 5）。建议使用“多米诺”指示器的红色发光二极管（它们主要由 1 个串联连接，+2V 供电时电压裕度较小，绿色和黄色 LED 可能不完全点亮）。您可以为每个 LED 应用一个单独的限流电阻（如图 XNUMX 中的 HLXNUMX）或增加 LED 的电源电压。

采用超高亮LED，指示灯（图3，a）可以在100m的距离看到（夜间，肉眼甚至可以清楚地区分字符）。所有 9 个 LED 一起打开（编号 9），将房间照亮得非常明亮。不过，红色是合适的，除了照相馆，“白色”的还是有点贵……

作者：Yu.P. 萨拉查

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