Схема электронной рулетки из 36 светодиодов
Схема этой электронной рулетки состоит из генератора импульсов с уменьшающейся частотой следования, и десятичных счётчиков, к выходам которых подключены гирлянды светодиодов. Гирлянды содержат 36 светодиодов, установленных по кругу, которые зажигаются поочерёдно, с постепенным уменьшением частоты между их зажиганиями, то есть эмулируется обычная рулетка без нулей.
При нажатой кнопке SB1 частота импульсов на выходе таймера составляет несколько сот Гц, а после отпускания кнопки SB1 эта частота постепенно уменьшается. При такой высокой частоте кажется, что светятся все светодиоды одновременно, но постепенно частота падает, и становится видно, что светодиоды светятся по очереди, и в конце концов остаётся гореть только один светодиод. Точно зафиксировать момент отпускания кнопки невозможно, так что получается нечто вроде генератора случайных чисел.
Рассмотрим принцип работы этого устройства. Его основой является программируемый таймер 555 (КР1006ВИ1), который генерирует импульсы, частота этих импульсов постепенно уменьшается до полного прекращения генерации, и на выходе таймера устанавливается высокий логический уровень. Частотозадающими элементами таймера являются резисторы R2, R3 и конденсатор C3. При нажатой кнопке SB1 конденсатор С2 заряжается через резистор R1. От этого конденсатора С2 через резисторы R2 и R3 заряжается частотозадающий конденсатор С3, который подключён к сбрасывающему выходу ("discharge") таймера через резистор R3. Как только напряжение на управляющих входах таймера станет больше некоевого критического, то на сбрасывающем выходе таймера появится низкое напряжение и частотозадающий конденсатор начнёт разряжаться через резистор R3. Чем меньше ток, протекающий через резисторы R2 и R3, тем больше времени требуется для заряда конденсатора С3 до критического напряжения. Так как напряжение на конденсаторе С2 постепенно снижается (при отпущенной кнопке), то и ток, протекающий через резисторы R2 и R3 становится всё слабее, и теперь требуется больше времени для заряда конденсатора С3, следовательно частота импульсов таймера будет снижаться. Как только напряжение на конденсаторе С2 станет недостаточным для заряда конденсатора С3, то генерация прекратится и на выходе таймера установится высокий логический уровень.
Нажмите на схему для увеличения
Импульсы с выхода таймера поступают на два последовательно соединённые десятичные счётчики-дешифраторы (561ИЕ8). Состояние выходов первого счётчика (DD2) меняется с каждым импульсом, поступающим на его тактовый вход. Состояние выходов второго счётчика (DD3) изменяется с каждым девятым импульсом, поступившим на тактовый вход первого счётчика. У каждого счётчика одновременно может быть активен только один выход. Цикл работы второго счётчика укороченный, как только на его выходе 4 появляется высокий уровень, то оба счётчика сбрасываются. Полный цикл работы занимает 36 тактов.
Сигналы с выходов счётчика DD3 инвертируются логическими элементами DD4.1-DD4.4 (561ЛА7), к выходам которых подсоединены через токоограничивающие резисторы гирлянды светодиодов. Выбор гирлянд осуществляется низким логическим уровнем на выходах элементов DD4.1-DD4.4. Одновременно может быть выбрана только одна гирлянда. Поскольку к выходам первого счётчика DD2 гирлянды светодиодов подсоединены параллельно, то в схеме всегда будет зажжён какой-то один светодиод.
Поскольку нагрузочная способность выходов КМОП микросхем невелика, то в схеме следует использовать современные светодиоды с небольшим рабочим током.
В схеме можно использовать микросхемы типа NE555, КР1006ВИ1, CD4017, К561ИЕ8, CD4011, К561ЛА7. Можно подобрать ёмкость конденсаторов С2 и С3, что бы получить желаемую частоту и длительность торможения светодиодного "шарика".