Nuqta o'tish o'yini (Arduino ishlatmasdan): 6 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:25

Sharh

Salom! Men Shivansh, IIIT-Haydarobod talabasi. Men bu erda Google Chrome -ning "Dinozavrlarga o'tish" o'yinidan ilhomlangan birinchi ko'rsatma beraman. O'yin oddiy: ochko to'plash uchun kiruvchi to'siqlardan o'tish. Agar siz to'qnashsangiz, siz bo'shashasiz va hisob tiklanadi.

Loyihaning asosiy xususiyati shundaki, Arduino yoki boshqa mikrokontroller ishlatilmaydi. U faqat asosiy elektr komponentlaridan olingan va mantiqiy diagrammalar va boshqalar yordamida Cheklangan holat mashinalarini (FSM) amalga oshirishni o'z ichiga oladi.

Qiziqasizmi? Qani boshladik.

Old shartlar:

• Rezistorlar, kondansatörler, integral mikrosxemalar (IC) kabi elektr komponentlari haqida asosiy nou-xau.
• Logic Geyts haqida asosiy bilimlar (AND, OR, NOT, va boshqalar)
• Flip-Flop, Counter, Multiplexer va boshqalar haqida bilish.

QAYD: Yuqorida sanab o'tilgan shartlar loyihaning butun ishini tushunishdir. Bu haqda chuqur ma'lumotga ega bo'lmagan kishi, shuningdek, ko'rsatmalarni bajarib, loyihani tuzishi mumkin.

1 -qadam: ish modelini ishlab chiqish

Birinchi vazifa - loyihaning ishchi modelini yaratish. Shundagina biz loyiha uchun zarur bo'lgan materiallarni tanlashimiz mumkin. Butun loyihani uch qismga bo'lish mumkin.

1-qism: to'siqlar avlodi

Birinchidan, nuqta o'tishi uchun biz tasodifiy to'siqlar yaratishimiz kerak. To'siqlar, shuningdek, LED massivining bir chetidan boshqasiga o'tadigan nuqta pulsi shaklida bo'ladi.

To'siqlarni yaratish uchun biz ikkita taymer sxemasidan foydalanamiz (sxemalar biriktirilgan), biri yuqori chastotali (HF taymerli), ikkinchisi past chastotali (LF taymerli). "Tasodifiylik" qismi HF taymeri tomonidan boshqariladi, uning chiqishi LF taymerining har bir ko'tarilgan chetida ko'rinadi (CLK usuli sifatida qabul qilinadi). To'siqlarni yaratish bo'yicha ko'rsatma -bu LF taymerining har bir ko'tarilgan chekkasidagi HF taymerining holati (1 -> to'siq yaratish | 0 -> to'siq yaratmang). To'siqlarning tasodifiy paydo bo'lishini ta'minlash uchun HF taymerini har bir "O'tish" da qayta tiklash. HF taymerining chiqishi D Flip Flopga D-kirish sifatida beriladi (keyingi tsikl uchun ko'rsatmalarni saqlash uchun) va CLK kiritilishi LF taymerining chiqishi sifatida.

To'siqlarni yaratish bo'yicha ikkilik ko'rsatma tugagach, biz LED massivida "to'siq pulsini" yaratishimiz kerak. Biz buni 4x16 demultiplexer (DeMUX) ga berilgan 4-bitli hisoblagich yordamida qilamiz. DeMUX chiqishi 16 ta mos keladigan LEDni yoritadi.

2-qism: O'tish

O'tish harakati uchun biz ko'rsatma sifatida bosish tugmalarini kiritamiz. Ko'rsatma berilgandan so'ng, in-line ob'ektidagi LED yonishni to'xtatadi va uning ustidagi boshqa LED yonadi, bu sakrashni bildiradi.

3-qism: Natija

Natijada quyidagicha bo'ladi: Agar ob'ekt qulab tushsa, o'yinni qaytadan o'rnating; aks holda, ballni oshiring.

To'qnashuvni to'siqning erdagi pozitsiyasi uchun to'siq signali va ob'ekt signalining ANDing sifatida ifodalash mumkin. Agar to'qnashuv sodir bo'lmasa, nuqta hisoblagichi oshiriladi, u 7 segmentli displeyda ko'rsatiladi.

2 -qadam: Komponentlarni yig'ish

Quyidagi komponentlar talab qilinadi:

• PCB x 1, non paneli x 3
• LEDlar: Yashil (31), Qizil (1), BiColor: Qizil+Yashil (1)
• Bosish tugmasi x 2
• 7 segmentli displey x 2
• IC 555 x 3 [taymer davrlari uchun]
• IC 7474 x 1 (D FlipFlop)
• IC 7490 x 2 (o'n yillik hisoblagichi) [ballarni ko'rsatish uchun]
• IC 7447 x 2 (BCD dan 7 segmentli dekodergacha) [ballni ko'rsatish uchun]
• IC 4029 x 1 (4-bitli hisoblagich) [to'siqlarni ko'rsatish uchun]
• IC 74154 x 1 (DeMUX) [to'siqlarni ko'rsatish uchun]
• IC 7400 x 3 (eshik emas)
• IC 7404 x 1 (NAND eshigi)
• IC 7408 x 1 (VA eshik)
• IC rozetkalari
• Voltaj manbai (5V)

Kerakli vositalar:

• Lehimlash temir
• Tel kesuvchi

3-qadam: to'siqlarni yaratish: A qismi

Birinchidan, biz to'siqlarni ishlab chiqarish signalini (YUQORI/LOW) ishlab chiqarish uchun taymer zanjirlarini sozlashimiz kerak.

Zanjir ilgari muhokama qilingan nazariyaga muvofiq o'rnatiladi. Buning uchun sxemasi yuqorida biriktirilgan. O'chirish paneli taxtasida amalga oshiriladi (garchi uni PCBda ham amalga oshirish mumkin):

• Ikkita 555 ta IC va D Flip Flopni (IC 7474) joylashtiring.
• Non panelining yuqori qatorini kuchlanish manbai musbat terminali bilan, pastki qatorni esa manfiy terminal bilan ulang.
• O'chirish diagrammasi bo'yicha boshqa ulanishlarni amalga oshiring. Kerakli ulanishlardan so'ng, sxema yuqoridagi rasmga o'xshaydi.

QAYD: R1 va R2 qarshiliklari va C sig'imlarining qiymatlari quyidagi tenglamalar yordamida hisoblanadi:

T = 0,694 x (R1 + 2 * R2) * C

bu erda T talab qilinadi.

D = 0,694 x [(R1 + R2)/T] *100

bu erda D - vazifa aylanishi, ya'ni ON vaqtining umumiy vaqtga nisbati.

Ushbu loyihada yuqori chastotali taymer uchun T = 0,5 sek va past chastotali taymer uchun T = 2 sek.

4-qadam: to'siqlarni yaratish: B qismi

Endi biz to'siqni qachon yaratishni bilamiz, endi uni ko'rsatishimiz kerak. Biz 4-bitli hisoblagich, demultiplexer, taymer va 16 LEDli massivdan foydalanamiz. Nega 16? Buning sababi shundaki, biz hisoblagichning 4-bitli chiqishini demultiplexer yordamida 16 LEDga xaritalaymiz. Bu shuni anglatadiki, hisoblagich 0 dan 15 gacha sanaladi va demultiplexer shu indeksli LEDni yoqadi.

Taymerning vazifasi sanash tezligini, ya'ni to'siqlar harakati tezligini tartibga solishdir. To'siq taymerning bir vaqtning o'zida bitta pozitsiyani o'zgartiradi. Siz har xil tezlikni olish uchun oldingi bosqichdagi tenglamalar yordamida R1, R2 va C ning turli qiymatlari bilan o'ynashingiz mumkin.

LED matritsasi uchun, umumiy chiziqli chiziqli 16 ta LEDni lehimlang. Har bir LEDning ijobiy terminali DeMUX ga ulanadi (NOT darvozasi yordamida teskari o'girilgandan so'ng, chunki DeMUX LOW chiqishini beradi).

Buning uchun sxemasi yuqorida biriktirilgan.

5 -qadam: O'tish va natija

Keyingi narsa - sakrash harakati. O'tishni ko'rsatish uchun matritsaning ustiga har xil rangdagi LEDni qo'ying, uni erga qo'ying va uning +ve terminalini tugmachaga ulang. Tugmachaning boshqa uchini kuchlanish manbaiga ulang.

Bundan tashqari, oldingi tugmachaning yonida joylashgan boshqa tugmani oling va uning terminallaridan birini +5V ga ulang. Boshqa terminal NAND Gate (IC 7404) ga o'tadi, NAND Gate -ning boshqa kirishi JUMP LED (ya'ni ob'ekt LED) ostidagi LEDga kirish sifatida. NAND Gate -ning chiqishi ballar hisoblagichining RESET (BCD hisoblagichlarining PIN 2 va 3 -raqamlari) ga o'tadi. Agar biz OBJECT LED (tayanch holatida) signalini ham, OBSTACLE signalini ham bir vaqtning o'zida, ya'ni ob'ekt va to'siq to'qnashganda, balni qayta tiklaymiz.

Ikkala tugmachaning bir -biriga bosilishini ta'minlash uchun qandaydir tartib yarating. Siz tanga ishlatishingiz va unga ikkala tugmani yopishtirishingiz mumkin.

Hisoblagichni o'rnatish uchun yuqorida ko'rsatilgan sxemaga amal qiling (rasm manbasi: www.iamtechnical.com).

ESLATMA: to'siq bilan to'qnashganda hisobni tiklash uchun 2 va 3 -pinlarni NAND Gate chiqishiga ulang

6 -qadam: Baxtli o'yin

Bo'ldi shu. Siz loyihangizni tugatdingiz. Yaxshi ko'rinadigan bo'lishi uchun siz unga bir oz pardoz qo'shishingiz mumkin. Dam olish yaxshi.

Xursand bo'ling.. !!