Урок №20 – Полювання на качку. Конструктор Омка

Гра “Полювання на качку”

А давайте трохи пограємо. Запросіть свого товариша на спільну гру «Полювання на качку». Один гравець запускає качку, інший – робить постріл.

А допоможе нам в цьому мікросхема логіки 74HC02 ( «2ИЛИ-НЕ») про яку ми говорили в уроці №9 – Кодовий замок.

Для наочності співставимо електронні компоненти з елементами гри:

• Кнопка SW1 – постріл. Стріляє другий гравець.
• Кнопка SW2 – запуск качки. Запускає перший гравець.
• Світлодіод LED1 – індикатор качки. Світиться, коли качка летить, не світиться – качка не летить;
• Світлодіод LED2 – час пострілу. Поки світлодіод повністю не засвітився, постріл дозволений.

Режим очікування:

NOR3: На вході 3A логічний нуль, так як сигнал притягнутий до землі через резистор R6. На вході 3B логічний нуль. У результаті – на виході 3Y логічна одиниця.

NOR2. На вході 2A логічна одиниця від сигналу 3Y. На вході 2B логічний нуль, так як сигнал притягнутий до землі через резистор R5. У результаті – на виході 2Y логічний нуль і світлодіоди LED1 і LED2 не світяться.

На старт, увага, руш!

Перший гравець натискає на кнопку SW2 (запускає качку).

NOR3. На вході 3A логічна одиниця, так як сигнал проходить через кнопку SW2 без опору. На вході 3B логічний нуль. У результаті – на виході 3Y логічний нуль.

NOR2. На вході 2A логічний нуль від сигналу 3Y. На вході 2B логічний нуль, так як сигнал притягнутий до землі через резистор R5. У результаті – на виході 2Y логічна одиниця:

LED1 світиться (качка полетіла), а LED2 (час пострілу) починає повільно загорятися через RC ланцюжок (R2C1) і транзистор (Q1).

Другому гравцеві необхідно встигнути натиснути на кнопку SW1 (вистрілити), поки світлодіод LED2 не засвітився повністю (качка не полетіла).

Подробиці уроку:

• Вихід 2Y також з’єднаний з входом 3B, в результаті при натисканні на кнопку SW2, на обох входах 3A і 3B з’являється логічна одиниця. І навіть після відпускання кнопки SW2, на вході 3B залишиться логічна одиниця, а отже і залишиться логічний нуль на виході 3Y. Процес замкнувся. Це значить, що першому гравцеві не потрібно утримувати кнопку SW2, а досить лише клікнути по ній.
• Час загоряння світлодіода LED2 (польоту качки) можна прирівняти до часу повного заряду конденсатора C1 через резистор R2.

Згадаймо формулу:

TC = R * C, де:
R – опір в Омах;
С – ємність в Фарадах;
TC – стала часу, проміжок часу за який конденсатор C зарядиться на 63% своєї ємності:

В наступний інтервал часу TC, конденсатор зарядиться на 63% від решти ємності.
В реальному житті конденсатор ніколи повністю не зарядиться, тому прийнято вважати 5 проміжків TC за повний час зарядки конденсатора: 5тс = 5 * ТС.

Інтегруємо формулу в нашу схему.

Дано:
R2 = 100 кОм = 100000 Ом
C1 = 22 мкФ = 0,000022 Ф

Розв’язок:
TC = R * C = 100000 * 0,000022 = 2,2.
5тс = 2,2 * TC = 11.

Це означає, що після запуску качки, у Гравця №2 є 11 секунд для пострілу в качку. Насправді, світлодіод помітно засвітиться, навіть за перший проміжок TC зарядки конденсатора C1, тобто 2,2 секунди. Наше око просто не побачить різницю.

При збільшенні ємності С1 або опору R2, час польоту качки буде пропорційно збільшуватися, а при зменшенні – зменшуватися.

Для прикладу замінимо опір R2 100 кОм на 10 кОм. Отримаємо: TC = 0,22; 5тс = 1,1.
Це означає, що після запуску качки, у Гравця №2 є 1,1 секунд для пострілу в качку. З поміткою на людський зір 0,22 секунди.

Для проходження уроку рекомендуємо використовувати конструктор Омка.
У комплекті є все необхідне!