Zaloguj się
Wszystkie
11 grudnia 2024
73
- kontrola szybkości reakcji na wciśnięcie przycisku, na bodziec (punkt świetlny znajdujący się w odpowiednim miejscu),
- 36 dwukolorowych diod LED rozłożonych równomiernie na okręgu,
- sygnalizacja wygranej kolorem niebieskim (wciśnięcie przycisku w odpowiednim momencie) oraz przegranej kolorem czerwonym,
- regulacja szybkości w 35 krokach,
- niski pobór prądu: około 200 nA w stanie spoczynku i nie więcej niż 25 mA podczas pracy,
- łatwa obsługa: wystarczy wcisnąć przycisk w odpowiednim momencie,
- zasilanie napięciem 4,5…5 V – trzy baterie AA lub AAA.
Już, już, zaraz… ACH, ZA WCZEŚNIE! Dobra, jeszcze raz… Jeszcze chwila… NO NIE, ZNOWU! Chwila oddechu, teraz na pewno się uda… (skupienie) JEST! MAM! Tego typu odgłosy towarzyszą wszystkim grom zręcznościowym, zwłaszcza rozgrywanym w szerszym gronie. Kto ma refleks niczym kierowca wyścigowy? A kto może, co najwyżej, zbierać kamienie z pola? Dla lubiących rywalizację to kolejne pole do popisu i pokazania swoich umiejętności.
Działanie prezentowanego układu jest, zdawałoby się, banalnie proste. Użytkownik ma przed sobą 36 diod LED ułożonych równomiernie na okręgu. Jego zadaniem jest wciśnięcie przycisku w momencie, w którym „przelatująca” po tymże okręgu kropka zrówna się ze stale świecącym punktem – nazwijmy go dla uproszczenia znacznikiem. Jeżeli jego reakcja będzie przedwczesna lub spóźniona, szybki układ elektroniczny wykryje to bezlitośnie!
Odkładając na bok międzyludzką rywalizację, można ów układ potraktować jako narzędzie do trenowania własnej szybkości reakcji. Ta z upływem lat wydłuża się, co ma negatywny wpływ na funkcjonowanie przedstawicieli tych zawodów, w których właśnie refleks jest krytyczny – chociażby u kierowców zawodowych. Zatem taki układ, będący na pierwszy rzut oka zwykłą zabawką, może być jak najbardziej użytecznym przyrządem treningowym.
Budowa
Pracą wszystkich podzespołów zarządza prosty, tani i popularny mikrokontroler z serii ATtiny, a dokładniej ATtiny24. Ponieważ nie realizuje zadań krytycznych czasowo (z elektronicznego punktu widzenia), jego rdzeń może być taktowany sygnałem zegarowym o częstotliwości 8 MHz, wytwarzanym przez wewnętrzny oscylator RC.
Przez większość czasu ów mikrokontroler znajduje się w stanie uśpienia, przez co zużywa minimalną ilość energii (pobierany wówczas prąd ma natężenie rzędu 200 nA). Z tego stanu może go wybudzić załączenie zasilania lub zmiana stanu jednego z dwóch przycisków znajdujących się na płytce – S1 (odpowiedzialnego za załączanie gry i jej zatrzymywanie) lub S2 (służącego do zmiany tempa gry). Rezystory R11 i R12 podciągają odpowiednie wyprowadzenia mikrokontrolera do potencjału linii zasilającej, przez co po wciśnięciu odpowiedniego klawisza połączone z nim wyprowadzenie przyjmuje niski stan logiczny. Rezystor R12 zapobiega przypadkowemu wyzerowaniu mikrokontorera wskutek działania na jego RESET ładunków elektrostatycznych lub zakłóceń.
Pozostałe dziewięć konfigurowalnych wyprowadzeń służy do sterowania wyświetlaczem składającym się z 36 dwukolorowych diod LED. Co oczywiste, z racji dostępnej liczby wyprowadzeń oraz liczby diod do wysterowania, musi się to odbyć przez multipleksowanie. Jednak w tym układzie użyto zmodyfikowanego „charlieplexingu”, który umożliwia sterowanie n(n–1) diodami LED przy użyciu n wyprowadzeń trójstanowych. Modyfikacja polega na dostosowaniu tej metody do diod dwukolorowych ze wspólną katodą tak, by możliwe było załączanie konkretnej diody w wybranym kolorze, bez wpływu na świecenie pozostałych. W tym przypadku n=9, a zatem 9 nóżek mikrokontrolera steruje 9·(9–1)=72 diodami, czyli 36 diodami dwukolorowymi.
Prąd diod jest ograniczany za każdym razem przez dwa szeregowo połączone rezystory 82 Ω. W każdej iteracji pętli realizującej multipleksowanie diod zawsze tylko jedno wyprowadzenie układu US1 przyjmuje stan wysoki (jest źródłem prądu), a inne przyjmuje stan niski (pełni zatem funkcję odbiornika prądu). Prąd ten przepływa zawsze przez dokładnie jedną diodę LED. Oznacza to, że sumaryczna rezystancja ograniczająca prąd świecenia diod wynosi 164 Ω, zaś napięcie zasilania wynosi około 4,5 V. To przekłada się na relatywnie wysoki prąd przewodzenia, zwłaszcza diod czerwonych, lecz proszę pamiętać, że diody te są zasilane impulsami o wypełnieniu niespełna 3% (1/36), więc moc średnia wydzielająca się w ich strukturach jest znacznie niższa od dopuszczalnego maksimum.
NAPISZ DO AUTORA
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
