Давайте построим цифровой индикатор

Схемы / Прочие схемы
Administrator
1 437
15-04-2017, 11:42
0

Иногда нужно построить цифровой индикатор на небольшое число разрядов (1 или 2), информацию с которого необходимо считывать с большого расстояния, с различных направлений и положений наблюдателя или, когда сложно перемещается сам индикатор (например, наклоняется или переворачивается). Такие индикаторы удобны для автотранспорта, охранных систем, где они могут показывать текущее состояние системы (степень готовности и др.).

Традиционные семисегментные индикаторы здесь малопригодны, так как для быстрого и безошибочного считывания арабских цифр необходима их ориентация по горизонтали, а в перевернутом или наклонном виде они читаются плохо. При погасании всего одного сегмента изображение почти не читается.

С подобными проблемами в свое время столкнулись и создатели популярных игр. Ведь игрокам необходимо быстро и точно считывать текущую информацию, начертанную на игровых принадлежностях. Положение игровых принадлежностей на столе может быть произвольным, но информация должна считываться однозначно с любого места за игровым столом.

Наиболее удачным и проверенным временем оказался принцип стилизованного мнемонического изображения цифр контрастными точками на фоне квадратного знакоместа, применяемый в популярной игре "Домино". Кости для игры "Домино" представляют собой бруски, лицевая сторона которых разделена на два знакоместа квадратной формы, на каждом из которых изображаются цифры от "0" (пусто) до "6" (в виде шести точек). Аналогичным способом замаркированы грани бросательных кубиков, применяемых во многих популярных играх.

Нетрудно заметить, что точки в квадратном знакоместе находятся в узлах матрицы 3х3. Кодировка простая - количество точек соответствует цифре, но подсчитывать точки не нужно - их размещение образует легко запоминаемый мнемонический символ и достаточно беглого взгляда, чтобы его идентифицировать. Секрет удобочитаемости таких символов с любого направления заключается в том, что все символы обладают осевой симметрией относительно центрального узла матрицы 3х3. Кроме того мнемонические симво- _ лы всех цифр, кроме "2" и "3" облада- ют и осевой симметрией. Я предлагаю новое начертание мнемосимво- лов цифр "2" и "3", которые также обладают осевой симметрией (рис.1).

Чтобы построить светодиодный индикатор на описанном принципе индикации, достаточно в узлах квадратной матрицы установить светодиоды. При предложенном начертании мнемосим- волов "2" и "3" светодиоды можно объединить в группы, которые включаются по трем линиям 1, 2 и 4. При описанном включении появляется новый символ "7". Но самое удивительное то, что описанный принцип совмещается с двоичным кодом 1-2-4. Это означает возможность отказаться от схемы дешифратора. На рис.1,а показана практическая схема индикатора, включаемого непосредственно от двоичного счетчика, на рис.1,6 - схема узла сброса для ограничения счета на позиции "7".

При всей простоте схемы рис.1 следует отметить, что нагрузочная способность ТТЛ-микросхем ограничена и яркость свечения светодиодов может оказаться недостаточной. Поэтому предложена схема рис.2, в которой светодиоды включаются через транзисторы и поэтому яркость свечения будет достаточной. С появлением драйвера возникает возможность ввести еще два символа "8" и "9", дополнив матрицу светодиодов до полной (3х3). Появилась еще одна (4-я линия управления) - 8.

Чтобы проверить на практике эти новые возможности, я разработал набор печатных плат. Эти платы и демонстрационные, и представляют собой законченные универсальные узлы для цифровых структур, своеобразные заготовки. Печатные платы узлов выполнены в одном стиле размером 40х40 мм. На рис.3,а приведен чертеж фальшпанели, на рис.3,6 - рисунок печатной платы индикатора по рис.1, на рис.3,в - рисунок печатной платы драйвера рис.2 вместе с двоично-десятичным счетчиком на микросхеме К155ИЕ6.

К счетчику предлагаю отдельную плату, на которой на основе интегрального таймера 555 (отечественный аналог КР1006ВИ1) строится либо генератор импульсов рис.4,а, либо тактовая кнопка (кнопка с подавленным дребезгом) рис.4,6. Для счетчика также предложены два варианта включения. Это входной буферный регистр с потенциальным управлением (аналогично регистру К555ИР22) рис.4,г, в котором входы R и Р соединены с общим проводом, а данные со входов 1, 2, 4, 8 беспрепятственно передаются на выходы 1, 2, 4, 8. Второй вариант - десятичный реверсивный счетчик импульсов рис.4,в.

Обсудить на форуме