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4049制作擲硬幣模擬器

電子設計 ? 來源:xx ? 2019-02-11 14:40 ? 次閱讀

擲硬幣模擬器用藍色和紅色燈模擬投擲硬幣。每按一次控制按鈕,紅色燈和藍色燈中就有一個被點亮,相當于擲二次硬幣。

電路見下圖。本作品用一片4049制作,電路由音頻脈沖振蕩器、控制按鈕、自鎖電路和輸出顯示電路組成。非門1、2組成的振蕩器產生每秒數千次的脈沖信號。按下控制按鈕AN、脈沖信號就輸送到由非門3和4組成的自鎖電路;松開控制按鈕AN后,輸送到自鎖電路的振蕩信號的最后狀態被電路鎖定。控制由非門5和6組成的燈光顯示電路點亮紅燈或藍燈。輸出高電平時,下方的藍燈被點亮;輸出低電平時,上方的紅燈被點亮。電路的紅燈和藍燈分別表示硬幣的正面或者反面。鎖電路的振蕩信號的狀態;也就是當松開按鈕的一瞬間,脈沖信號是高電平還是低電平完全是隨機的。假定振蕩器產生的脈沖方波信號的占空比為1:2,則輸出到自鎖電路的電壓是高電平還是低電平的機率是相等的,所以燈光顯示電路的結果是紅燈亮還是藍燈亮也是隨機的;而且出現的機率相等。這樣,本作品就可以模擬擲硬幣的結果。

為了增加作品的趣味性,電路有聲音提示功能;利用多諧振蕩器提供的音頻信號驅動微型電磁喇叭發聲。每按一次按鈕,電路就會發出一聲鳴叫。

作品完成后不需調試即可工作。也可在面包板上進行組裝作品。下圖電路電源電壓應選用4.5V,可用直徑5mm的發光二極管。由于紅色發光二極管的工作電壓小于藍色發光二極管的電壓,所以電路中用一個電阻R4作為紅色燈的降壓電阻;對于藍色燈,可以不使用降壓電阻直接接入電路。如果增加電路的電源電壓,例如使用6V電源,則藍色燈也要串聯一個降壓電阻。接通電源后、紅燈和綠燈會有一個點亮;按動按鈕,就會聽到喇叭發出鳴叫;此時紅燈和綠燈都被點亮;松開按鈕后,嗚叫聲音停止,紅燈和綠燈只有一個點亮。為了增加電路的穩定性可以在電池上并聯一個電解電容

本電路利用4049直接驅動LED和蜂嗚器。為了獲得比較亮的燈光輸出,輸出級用2個非門并聯使用;可使發光二極管獲得較大的驅動電流。

下圖電路中使用的蜂鳴器為圓柱形微型電磁喇叭,線圈直流電阻約10歐姆;由于喇叭對音頻信號呈現比較大的阻抗,它的驅動電流受到限制,導致音量比較小。怎樣增加提示聲音的音量呢?電路采用了諧振的方法來解決。我們知道,每一種發聲裝置都有其固有的諧振頻率;在這個頻率上,同樣的功率驅動,輸出的聲音遠遠大于其它頻率。采用實驗的方法,通過改變音頻脈沖振蕩器的頻率,使之等于喇叭固有的諧振頻率,就可以獲得最大的音量輸出。各種型號的喇叭其諧振頻率不同,要使音頻脈沖振蕩器產生該諧振頻率的脈沖,可改變振蕩電阻R2或者振蕩電容C1的數值來實現。實驗時可以通過一個電位器調整電阻R2的阻值。同時監聽喇叭發出的音量;當聽到最大聲音的時候,用三用表測量一下此時電位器的阻值是多少,該阻值就是電阻R2的阻值。

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