ИГРОВОЙ ЛОГИЧЕСКИЙ ПРИБОР «ВЕРСИЯ»

На передней панели такого прибора-автомата находятся шесть кнопок и несколько табло. Нажимая эти кнопки в определенной последовательности, требуется зажечь световое табло «Конец». Добиться этого можно последовательным нажатием только трех определенных кнопок, нажатие любой из трех других возвращает устройство в исходное состояние и сводит на нет все предыдущие ходы. Причем сделать это надо в ограниченное время, иначе придется начинать делать ходы заново.

Принципиальная схема такого устройства приведена на рис. 4. При подключении источника питания загорается лампа H1, подсвечивающая табло «Начинайте игру». После этого играющий начинает нажимать кнопки S1—S6 в той последовательности, которую оч считаем правильной. Допустим, первой нажата кнопка S1. При этом срабатывает реле К1 и своими контактами К1.2 самоблокируется. Начнется зарядка конденсатора С1, работающего в реле выдержки времени, а контакты К1.1 подготовят к срабатыванию цепь реле К2 и отключат табло «Начинайте игру». Если следующей будет нажата кнопка S2, то сработает реле К2, а после нажатия кнопки S3 — реле К3, которое контактами К3.2 зажжет лампу Н2 табло «Конец» — игра окончена. Но реле К3 сработает только в том случае, если три кнопки будут нажаты именно в такой последовательности (S1—S2—S3). Если же будет нажата одна из кнопок S4—S6, то все сработавшие ранее реле (К1, К2 и К3) отпустят. А если играющий не успеет угадать необходимую последовательность нажатия кнопок в течение заданного времени? В таком случае сработает реле К4 выдержки времени и зажжется табло «Время истекло».

По окончании каждого цикла игры устройство возвращают в исходное состояние кратковременным нажатием кнопки S7 «Сброс».

Выигрывает тот из играющих, кто угадает нужную последовательность нажатия кнопок за наименьшее число циклов.

Как работает реле выдержки времени? После срабатывания реле К1 его «онтакты К1.2 переключаются и начинается зарядка конденсатора С1 через резисторы R1 и R2. При определенном _ напряжении на положительной обкладке этого конденсатора стабилитрон V1 откроется, затем откроется составной транзистор V2V3 и сработает реле К4 — зажжется лампа НЗ табло «Время «стекло».

Рис. 4. Схема игрового логического прибора «Версия»

Транзисторы V2 и V3 могут быть любыми из серий КТ312, КТ315, МП38. Реле К1—R4 типа РЭС-9 (паспорт РС4.524.200). Кнопки S1—S7 — П2К, КМ1.1 и др. Источник питания устройства должен обеспечивать постоянное напряжение 18...20 В при токе не менее 300 мА. Кнопки S1—S6 на лицевой панели располагают в произвольном порядке.

Налаживание игры сводится к установке подстроечным резистором R1 выдержки времени, равной 5... 10 с.

Несколько рекомендаций по расширению возможностей игрового автомата «Версия». Во-первых, можно предусмотреть изменение требуемой последовательности нажатия кнопок, применив галетный переключатель (именно так и сделано в описанном ниже варианте устройства на микросхемах). Во-вторых, чпожно ввести счетчик числа циклов, чтобы фиксировать, сколько раз сработало реле К4. В-третьих, ипру можно сделать в расчете на двоих играющих, которые будут делать ходы поочередно — игра станет интереснее.

Схема варианта игрового автомата «Версия», выполненного на интегральных микросхемах, приведена на рис. 5. В руках играющего пульт с шестью кнопками (S1—S6), каждой из которых присвоен соответствующий порядковый номер.

Рис. 5. Схема игрового логического прибора «Версия» на интегральных микросхемах

По сигналу автомата «Ход» он должен за 5...7 с последовательно нажать три кнопки. После этого цикл можно повторить. Задача играющего состоит в том, чтобы зажечь три лампы (H1—Н3), расположенные на передней панели прибора, и тем самым угадать искомое число. Причем каждую последующую цифру числа можно определять только после того, как найдена предыдущая. Например, если искомое число 154, а играющий последовательно нажал кнопки 4, 5, 1, то ни одна из ламп не загорится, хотя вторая цифра определена правильно. В соответствии с этим определяют и стратегию поиска числа: сначала найти первую цифру, затем, начиная последующие ходы с нажатия уже найденной первой кнопки, угадать вторую цифру, а затем аналогично — и третью цифру.

Как работает это игровое устройство? После подачи на все элементы устройства питающих напряжений (20 и 5 В) и нажатия кноцки S8 «Сброс» устанавливается в нулевое состояние D-триггер D1.1, а затем последовательно триггеры D1.2, D2.1. Одновременно в нулевое состояние устанавливаются триггеры D2.2, D3.1, D3.2, D4.2, а триггер D4.1 установится в единичное состояние.

У D-триггера, как известно, два входа — информационный и синхронизирующий. После подачи импульса на синхронизирующий вход С на прямом выходе триггера устанавливается тот логический уровень, который был до прихода синхроимпульса на входе D. Вход R устанавливает триггер в нулевое состояние, вход S — в единичное (для этого соответствующий вход кратковременно соединяют с общим проводом).

При таких состояниях триггеров на базе транзистора V4 появится высокий (относительно эмиттера) потенциал, отчего он открывается и загорается лампа Н4 «Ход». Все остальные лампы гореть не будут. Играющий нажимает одну из кнопок S1—S6. При этом одиночный импульс с логического элемента D5.1, выполняющего в данном случае операцию ИЛИ, через ждущий мультивибратор, собранный на элементах D6.1 и D6.2, поступает на входы С триггеров D2.2 D3.1, D3.2, D4.1. Выход триггера D4.1 этой цепочки соединен с информационным входом D триггера D2.2, поэтому при последовательной подаче импульсов на входы С напряжение высокого уровню (логическая 1) появляется поочередно на выходах всех триггеров.

Итак, после нажатия одной из кнопок, допустим, кнопки S1, напряжение высокого уровня появилось на выводе 9 триггера D2.2, соединенном с входом D триггера D1.1. После отпускания кнопки S1 триггер D1.1 переключится в единичное состояние и загорится лампа H1 — первая цифра «отгадана» (напомним: состояние D-триггера меняется только после изменения напряжения на входе С с низкого уровня на высокий, а не наоборот). Если после кнопки S1 будут нажаты кнопки S5 и S4, то, как нетрудно проследить по схеме, загорятся лампы Н2 и Н3. Следовательно, искомое число 154 угадано.

Рассмотрим случай, когда вторая нажатая кнопка определена правильно, а первая и третья не угаданы. Допустим, первой нажали кнопку S2. В этом случае ни один из триггеров D1.1, D1.2, D2.1 не изменит своего состояния. При нажатии затем ннопки S5 импульс напряжения поступит на синхронизирующий вход D1.2, но состояние этого триггера не изменится, потому что поданное на вход R напряжение низкого уровня с выхода D1.1 будет надежно удерживать триггер D1.2 в нулевом состоянии.

После нажатия первой кнопки сигналом с выхода логического элемента D6.1 переключится в другое состояние триггер D4.2, на его выводе 9 появится напряжение высокого уровня, и начнется зарядка конденсатора С8 через резистор R15. Спустя 5...7 с напряжение на обкладках этого конденсатора возрастет настолько, что откроется составной транзистор V7V8, все триггеры устройства примут исходное состояние и вновь загорится лампа Н4 «Ход. Таким образом, автомат ограничивает время, отведенное на размышление — сначала подумай, а потом нажимай кнопки.

Если играющий нажмет не три кнопки, а больше, то уже после нажатия четвертой кнопки появится напряжение высокого уровня на выходе D4.1, откроется транзистор V5 и сработает электромагнитное реле К1. Оно заблокируется контактами К 1.2, а контактами К1.1 включит лампу Н5 «Нарушение». Для установки устройства в исходное состояние в этом случае необходимо нажать кнопку S8 «Сброс». При соблюдении правил игры сброс автомата осуществляется автоматически, а кнопку S8 нажимают только после включения устройства.

Конденсаторы C1—С6 устраняют влияние на нормальную работу триггеров дребезга контактов кнопок (многократного размыкания и замыкания контактов при однократном нажатии).

Даже при одном нажатии и отпускании кнопки на выходе ее получается целая серия электрических импульсов. Если же параллельно контактам кнопки подключить конденсатор, то после первого нажатия кнопки он разряжается и остается в этом состоянии при дальнейшем вибрировании контактов. Это наиболее простой способ борьбы с дребезгом контактов. Емкость конденсатора подбирают экспериментально. Ждущий мультивибратор, собранный на элементах D6.1 и D6.2, — это тоже мера борьбы с дребезгом.

Конструкция устройства произвольная. Пульт с кнопками S1—S6 соединен с корпусом гибким семижильным кабелем длиной 1,5... 2 м. Конденсаторы С1—С6 (К50-6) также находятся внутри культа и припаяны непосредственно к контактам кнопок. Тип кнопок S1—S6 — КН-1. Можно применить также кнопки КП-1, КМ1-1, П2К и др. Кнопка S8 — типа КМ2-1, КП-2, или П2К. Галетный переключатель S7 типа ПГК — 3П6Н, ПГ2-3 — 6П3НТ. Он необходим для задания числа в «память» автомата. В первом положении переключателя код этого числа 154, во втором — 463, в третьем 352. Транзисторы V1—V5 могут быть серий МП21, МП26, МП42 с любыми буквами. Реле К1 — РЭС-10 (паспорт РС4.524.302) или любое другое на напряжение срабатывания 15...20В при токе не более 100 мА.

Это устройство можно использовать и для тренировки логичности мышления, способности быстро принимать решения. Для этого его надо усовершенствовать, например ввести счетчик суммарного затраченного времени, счетчик числа ходов. Подумайте, как это сделать.