該無線數顯搶答器采用PT2262和PT2272編碼電路為核心元件,設計巧妙,結構簡單,制作容易,體積小巧。由于按鈕與顯示主機沒有電線連接,使用和收藏都非常方便。
一、電路的結構原理
下圖是搶答發射器電路原理圖,由無線發射模塊FS和編碼IC PT2262等元件組成,電路中,S0為4位編碼開關,與PT2262的數據端DO~D3連接,當其置ON位時,將編碼電路的數據端接高電位,不同的發射器,開關的位置狀態都不同,由此決定發射機的分組號碼。同時,這里把編碼電路PT2262的地址端A7、A8接高電平,其余懸空處理。按下發射器的按鈕開關后,發射器發射模塊和編碼電路接通電源,向外發射編碼信號。
下圖是數顯接收電路的原理圖,由無線接收模塊JS和解碼IC PT2272、BCD譯碼驅動電路CD4511、LED數碼管、音樂IC等組成。電路中,CD4511是一只有鎖存功能的7段BCD譯碼驅動電路,可直接驅動LED數碼發光二極管發光顯示。A、B、C、D是它的BCD編碼輸入端,當4個輸出端都為低電平0000時,顯示為0,當輸出為0001時,顯示為1,由于它們直接與解碼電路PT2272的DO~D3連接,就可通過對搶答發射器的數據端進行BCD編碼,接收電路解碼后就會從DO~D3端輸出對應的BCD碼,由CD4511譯碼驅動LED數碼管,實現從0-9十個組別的號碼顯示,當BCD碼超過1001后,CD4511七段顯示熄滅。
電路中將解碼IC PT2272的地址編碼端A7、A8通過4只二極管D1、D2、D3、D4 分別與數據端的DO~D3連接,這樣,當DO~D3輸出為高電平時,解碼lCPT2272的地址碼與搶答器發射機的地址碼一致,地址端A7、A8為高電平,其余端懸空,只要有搶答發射器按鈕按下,數顯接收電路就可接收到發出來的編碼信號,由于發射機數據編碼是本組的組號編碼,四個輸出端總有一個為低電位,接收電路的解碼器在接收信號后會輸出相同的BCD編碼,這使得連接DO~D3輸出端的4個二極管至少有一個會導通,使PT2272的A7、A8腳由原來的高電平變為低電平,從而改變了接收電路的地址碼,所以,后按下按鈕的搶答發射器,因地址碼改變已無法被接收電路接收顯示,實現了電路的搶答功能,這是本電路設計的巧妙之處。另外,當發射器和接收電路編碼一致時解碼電路的VT端將輸出高電平,用這個高電平來觸發音樂電路IC2工作,用音樂聲來表示對碼成功。本接收電路設計為6V電池供電,無需交流電源,使用起來更加方便、靈活。
下圖是裁判發射機電路原理圖,它的結構和搶答發射器大致相同,但它的地址端A6、A7接低電平,數據端DO~D3全接高電平。它的地址編碼與接收電路收到搶答信號后的地址編碼是一致的,所以,接收電路在顯示狀態下,能夠,也只能夠收到裁判發射器發來的編碼信號,這個信號使PT2272的數據端DO~D3全為1,使數碼管的七段顯示處于熄滅狀態,同時地址端A6、A7重新變為高電平。接收電路又進入搶答準備狀態。
二、元件選擇與制作
電路中,無線發射和接收模塊電路是關鍵器件,市面上品種較多,選用的模塊要求工作要穩定、可靠,特別是工作電壓發生變化時,發射、接收模塊的頻率應該保持不變,因我們的電路直接用電池供電,工作的過程中,隨著電能的消耗,電池的端電壓會下降,在一定的范圍內,不應影響電路的正常工作。
制作中選用的發射模塊為FST-4,接收模塊為CZS-3。電路所用的LED數碼管,要求體積要大一點,便于遠距離能夠清楚觀看,但購買時發現工作這種數碼管的工作電壓比較高,要10V以上,接收電路用電池供電,工作電壓高了會使電池數量增加,于是采用發光二極管自制,為了便于安裝,在設計PCB板時要預留好接口,這樣在焊接完電路板后,把接收電路板直接插裝在數碼顯示板的背后即可5。接受電路的外殼制作要麻煩一點,建議用有機玻璃粘貼,最關鍵的是要在前面板上準確地鉆出29個供數碼顯示發光管伸出殼外的小孔,可用PCB板的圖紙進行定位,鉆孔時要把握好力度,不然有機玻璃片極易破碎。
電路中的音樂電路采用的是一片"叮口"門鈴音樂片,喇叭為15mm的電磁訊響器。外殼做好后,在底部嵌入一顆合適的螺絲帽,就可很方便的把它安裝在一只攝像頭使用的支架上,便于遠處觀看。發射器手柄最好購買成品外殼制作,這樣體積小,手感舒適,制作也方便一些。在焊接搶答發射器時,原理圖中的編碼開關S0實際沒有用上,為方便編碼連接,設計的PCB板在可能連接的焊盤旁邊印有8、4、2、1幾個數字,在確定手柄編號后,用這幾個數相加,能得到所編號碼的那幾個數字,就是要連接的焊盤。如編號為"5"的手柄,可由"4"+"1"得到,就把"4"和"1"對應的焊盤與臨近的電源正極線連接起來,如此類推。
三、調試與使用
電路焊裝前認真檢查電路元件、確保安裝無誤,不用調試電路就可正常工作。一般情況下,剛接通電源,喇叭會嘟一嘟一嘟響一下,數碼顯示為0,按下裁判發射機按鈕,顯示熄滅,只有小數點是亮的(用來作電源指示),這時電路進入搶答工作狀態,按下任一個搶答發射器按鈕,顯示器都應立即顯示該發射器的編組號碼,喇叭同時發出嘟嘟嘟的聲音。再用另外的搶答發射器搶答,顯示器應沒有反應,原顯示號碼不變。再按下裁判發射機,顯示的數碼應熄滅,電路再次進入搶答工作狀態。
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