تاس الکترونیکی

تاس های معمولی موجود یک مکعب شش وجهی است که بر روی هریک از وجوه آن اعداد یک تا شش نوشته شده است. بازیگران سعی می کنند، تاس را به گونه ای پرتاب کنند تا عدد مورد نظر خود به دست آید که این سبب ایجاد اختلاف بین آنها خواهد شد.

بر این اساس استفاده از تاس الکترونیکی جهت حل مشکل فوق مفید است. زیرا در این حالت عدد به دست آمده به پرتاب کننده و نحوه پرتاب بستگی ندارد. دو نوع تاس الکترونیکی در این قسمت معرفی شده است.

در یک نوع آن، خروجی به صورت اعداد یک تا شش خواهد بود که توسط یک نمایشگر هفت قسمتی (Segment-7) نشان داده می شود، در نوع دیگر خروجی به صورت نمایش مناسب یک تا شش نقطه خواهد بود.

در تاس الکترونیکی با فشار یک کلید به طور تصادفی عددی بین یک تا شش ظاهر خواهد شد. گیت های معکوس کننده N1 و N2، مقاومت های R1 و R2 و خازن های C1 و C2 تشکیل یک ساعت فرکانس بالا می دهند. با توجه به مقادیر داده شده، خروجی ساعت، یک موج مربعی با فرکانس 40kHz خواهد بود.

شکل 1 نقشه شماتیک تاس الکترونیکی با نمایشگر دیجیتالی

خروجی ساعت به ورودی گیت (NAND (G1 اعمال می شود. ورودی دیگر گیت G1 توسط مقاومت R3=470 Ω به زمین متصل شده است. فقط زمانی که کلید S1 فشار داده می شود، پالس ساعت می تواند از گیت G1 عبور نماید. پالس ساعت پس از عبور از گیت توسط شمارنده تقسیم بر شش شمرده می شود. شمارنده را IC 7490 و گیت های اضافی دیگر تشکیل می دهند.

شمارنده تا شش می شمارد و سپس دوباره به یک بر می گردد. این کار با معکوس کردن خروجی a آی سی قبل از اعمال به ورودی b شدنی است. یک گیت AND، خروجی 111 (یعنی 7) را تشخیص داده خروجی های C ،B ،A و D شمارنده را به حالت 0000 می برد. اما به خاطر وجود معکوس کننده، آخرین خروجی به صورت 0001 در می آید.

با فشار کلید S1، شمارنده با سرعت بسیار بالا شروع به شمارش می کند. سرعت شمارش به قدری بالاست که تمام قسمت های نمایشگر هفت قسمتی همواره روشن به نظر می رسد. هنگامی که کلید توسط دست رها می شود، شمارنده آخرین عدد قبل از رهاشدن کلید را نشان خواهد داد. با توجه به فرکانس بسیار بالای پالس ساعت و متغیر بودن مدت زمان فشار کلید، عدد ظاهر شده در هر حالت تصادفی خواهد بود. با توجه به اینکه منظور، ایجاد عدد تصادفی است، کلید احتیاج به لرزش گیر ندارد.

خروجی های باینری شمارنده توسط رمزبردار راه انداز نمایشگر هفت قسمتی یعنی آی سی 7447 رمز برداری می شود. با توجه به اینکه شمارنده فقط تا شش می شمارد، لازم نیست با ارزش ترین خروجی آن D به ورودی 7447 متصل گردد. در عوض ورودی مربوط به D آی سی 7447 باید زمین گردد. خروجی های 7447 نمایشگر آند مشترک FND 507 را از طریق مقاومت های محدودکننده R4 تا R10 تحریک می کنند.

به منظور روشن کردن قسمت بالایی نمایشگر برای نمایش عدد 6 (که توسط رمزبردار راه انداز 7447 روشن می شود)، خروجی b شمارنده، معکوس شده و از طریق دیود D1 به خروجی a از 7447 وصل می گردد. بنابراین هرگاه خروجی a از 7447 صفر و یا خروجی b شمارنده یک شود، قسمت a نمایشگر روشن خواهد شد. مدار کامل به همراه نمایش اعداد 1 تا 6 در شکل 1 نشان داده شده است.

عملکرد مدار شکل 2 با مدار شکل 1 تفاوتی ندارد. خروجی شمارنده در این حالت برای نمایشگر هفت قسمتی رمزبرداری نمی شود، بلکه جهت تحریک شش LED جداگانه به کار می رود. منطق تحریک LEDها در جدول زیر نشان داده شده است:

جدول منطق تحریک LED ها

شکل 2 تاس الکترونیکی با نمایشگر نقطه ای

لیست قطعات پروژه تاس الکترونیکی

یک نقشه مدار چاپی مشترک برای مدارهای شکل 1 و 2 در شکل 3 نشان داده شده است. آی سی های 7400، 7404 و 7490، مقاومت های R1 تا R3 و خازن های C1 و C2 در هر دو حالت مشترک هستند. در حالت نمایشگر دیجیتالی، آی سی 7447، مقاومت های R4 تا R10، دیود D1 و یک نمایشگر FND 507 را در مدار قرار دهید. برای نمایشگر نقطه ای، مقاومت های R11 تا R14 و LED های D2 تا D8 را در مدار قرار دهید.

اگر بیشتر از یک تاس الکترونیکی به طور همزمان در یک بازی استفاده شود باید مدارهای کامل دیگری مثل شکل 1 و 2 اما با فرکانس ساعت متفاوت ساخته شود. فرکانس های ساعت مختلف با تغییر R1 و R2 همچنین C1 و C2 بدست می آید. سپس همه آنها را به یک کلید S1 مشترک متصل نمایید تا به طور همزمان تحریک شوند.

با توجه به اینکه آخرین عدد نشان داده شده، ثابت باقی می ماند تا دوباره کلید فشار داده شود، ممکن است این مساله پیش آید که آیا بازیکن دیگر نیز کلید را فشار داده است یا خیر. جهت رفع این مشکل از یک کلید اهرمی به جای کلید S1 استفاده شود.

شکل 3 نقشه مدار چاپی مشترک برای هریک از دو مدار

شکل 4 محل قرار گیری عناصر بر روی نقشه مدار چاپی