КТО БЫСТРЕЕ?

Наш журнал уже рассказывал об этой увлекательной игре, выполненной на электромагнитных реле (см. «М-К» №1, 1976 г.). А сегодня радиолюбители вместо контактных устройств повсеместно используют в своих конструкциях современные элементы: транзисторы, тиристоры, светодиоды, интегральные микросхемы. Новые варианты игры «Кто быстрее?» с применением таких приборов мы и предлагаем вниманию читателей.

Вариант I — на транзисторах. Проще всего игровое устройство выполнить на кремниевых транзисторах и малогабаритных лампах 3,5ВХ0,26А для карманного фонаря (рис. 1). Работает оно так. Предположим, что нажата кнопка S1. Тогда на базу транзистора V1 поступит положительное напряжение батареи G1. Ток пройдет через лампу Н2, резистор R2, замкнутую кнопку S1 и наконец попадет на базу V1. Транзистор откроется, лампа Н1 загорится и будет гореть до тех пор, пока нажата кнопка S1. Все попытки зажечь в это время лампу Н2 с помощью кнопки S2 безрезультатны. Дело в том, что кремниевый транзистор открывается, когда напряжение на его базово-эмиттерном переходе больше 0,6 В. А поскольку в режиме насыщения падение напряжения на V1 не превышает 0,3—0,4 В, этой величины недостаточно для открывания транзистора V2. Вот почему вторую лампу зажечь невозможно.

Если первой будет нажата кнопка S2, то загорится лампочка Н2, и тогда никак нельзя будет зажечь лампочку Н1. Иными словами, загорается та лампа, кнопка которой будет нажата первой.

Когда обе кнопки отпущены, лампы гаснут и устройство практически не потребляет ток. Поэтому и выключатель питания не нужен.

В электронной игре допустимо использовать кремниевые транзисторы только с малым напряжением насыщения, например, КТ603 с любым буквенным индексом. Если она работает нечетко, следует подобрать сопротивление резисторов R1, R2 так, чтобы на открытых транзисторах падение напряжения не превышало 0,3—0,4 В.

Рис. 1. Схема игры на транзисторах.

Рис. 2. Монтажная схема первого варианта игры.

Рис. 3. Конструкция кнопки

Устройство собрано на гетинаксовой плате толщиной 2 мм методом навесного монтажа на 10 стойках (рис. 2). Патроны для ламп выполнены из голого медного провода Ø 1 мм.

Конструкция кнопок показана на рисунке 3. Лампы окрашены в красный и зеленый (синий) цвета клеем БФ-2 с добавкой цветной пасты для шариковых ручек. Соответствующим цветом отмечены и кнопки.

Вариант II — на светодиодах. Вместо ламп Н1, Н2 (рис. 1) можно применить более современные приборы — светодиоды, эашунтированные резисторами R1, R4 (рис. 4). Шунты нужны для того, чтобы транзисторы работали при относительно большом токе (около 100 мА), а напряжение насыщения было не более 0,3—0,4 В.

Рис. 4. Схема игры с применением фотодиодов.

Рис. 5. Монтажная схема второго варианта игры. А — вид сбоку, Б — светодиод АЛ 102.

Подойдут светодиоды АЛ102А, АЛ102Б или АЛ102Г (красные) и АЛ 102В (зеленый). Игровое устройство выполнено на угловом шасси, составленном из двух плат размером 70Х40Х2 мм (рис. 5). Монтаж навесной. Питание — от двух элементов 332.

Вариант III — на тиристорах. У первых двух вариантов игры при их предельной простоте и доступности есть серьезный недостаток. Если рука игрока, нажавшего кнопку первым, случайно дрогнет, а вторая кнопка при этом замкнута, вспыхнет лампа противника, и тогда возникнет спорная ситуация.

У устройства, выполненного на тиристорах, тут явное преимущество. Будучи включенными управляющим импульсом, тиристоры остаются в этом состоянии до тех пор, пока с них не снимут питания. Короче говоря, достаточно хотя бы на мгновение нажать кнопку и отпустить ее, как загорится соответствующая лампа, которую можно погасить лишь с помощью специальной кнопки «Сброс».

Достаточно кратковременно нажать кнопку S1 или S2 (рис. 6), на управляющий электрод тиристора V1 (V2) поступает открывающее напряжение батареи и лампа Н1 или Н2 зажигается.

Рис. 6. Схема игры на тиристорах.

Рис. 7. Шасси и кожух.

Рис. 8. Монтажная схема третьего варианта игры.

Рис. 9. RS-триггер на ТТЛ.

Рис. 10. Схема игры на ТТЛ.

Для сброса сигналов отключают тумблером S5 питающее напряжение с тиристоров: тогда они возвратятся в исходное закрытое состояние. Ту же операцию осуществляют кнопкой SЗ, находящейся на пульте судьи совместно с кнопкой S4 («старт»). При замыкании контакта SЗ батарея G1 нагружается двумя параллельно включенными резисторами RЗ, R4, и оба тиристора при этом оказываются полностью обесточенными: лампа Н1 или Н2 гаснет.

Устройство собрано на Н-образном шасси, составленном из трех гетинаксовых плат и закрытого кожухом (см. рис. 7).

Лампы и кнопки игроков окрашены соответственно в красный и зеленый. Стартовая лампочка белая. Монтаж выполнен на «гвоздиках» навесным способом (рис. 8).

Правила игры «Кто быстрее?» несложные. Два игрока садятся за стол, и каждый берет свою кнопку. Судья подает команду «Приготовиться» и спустя некоторое время нажимает кнопку «Старт». Загорается белая лампочка Н3. По этому сигналу игроки нажимают свои кнопки. Тот, у кого загорится лампочка, выигрывает 2 очка. Но если кто-либо из игроков нажмет кнопку до появления сигнала «Старт», он получает одно штрафное очко.

Вариант IV — на микросхеме ТТЛ. Эту же игру можно построить на более современной элементной базе — на интегральных логических микросхемах, например, К155ЛАЗ (К1ЛБ553).

За основу берут простой RS-триггер, выполненный на двух логических элементах 2И-НЕ (рис. 9). Когда ключи S1 и S2 замкнуты, на обоих входах триггера присутствует логический «0», а на его выходах — логическая «1»: лампы Н1 и Н2 не горят. Если один из ключей, например S1, будет открыт раньше другого, на верхнем входе триггера появится логическая «1», а на выходе — логический «0». В результате загорится лампочка Н1. Теперь состояние ключа S2 не будет уже оказывать влияния на триггер, и вторую лампу Н2. нельзя зажечь, пока открыт ключ S1. Если первым будет открыт ключ S2, загорится лампочка Н2 и влияние ключа S1 будет исключено.

В исходное состояние триггер возвращают одновременным замыканием обоих ключей.

Вариант игры на микросхеме представлен на рисунке 10. Одновременно могут играть две пары игроков (ключи S1,S3 и S2, S5). Команду «Старт» подает судья, нажав на кнопку S4. Зажигается лампа Н1. Поскольку микросхема маломощна, для индикации применяют светодиоды В1—В4 с токоограничивающими резисторами R3, R4, R7, R8.

Устройство хорошо работает при напряжении ЗВ, поэтому для его питания достаточно двух сухих элементов любого типа или одной батареи 3336Л.

Конструкция игры и кнопок S1—S5 может быть любой.