Во многих играх, например, для определения числа ходов или приоритета участников игры, используется игровой кубик, на сторонах которого точками обозначены числа от 1 до 6. Вы бросаете этот кубик, и он падает случайным образом одной из сторон вверх. Здесь приводится схема электронного устройства аналогичного действия. Правда, бросать его не надо, нужно нажимать кнопку. На табло устройства имеются семь светодиодов, расположенных так, как точки на игровом кубике. Результат обозначается зажиганием соответствующих светодиодов.
Схема кубика рубика
Схема представляет собой генератор случайных чисел от 0 до 5, которые посредством диодного дешифратора отображаются на табло, имеющим вид стороны игрального кубика. Генератор случайных чисел состоит из мультивибратора импульсов частотой в несколько килогерц, запускаемого кнопкой, и счетчика. Нажимая кнопку S1 запускаем мультивибратор на D1.1 и D1.2, импульсы с выхода которого поступают на счетный вход счетчика D2. Поскольку частота импульсов достаточно высока, а состояний счетчика всего 6 (ограничено соединением вывода 5 с выводом 15), счетчик достаточно быстро меняет состояния и за один нажим многократно проходит все числа по кольцу.
При отпускании кнопки он останавливается на установившемся состоянии. А результат отображается на табло из семи светодиодов. Результат получается случайным, потому что частота мультивибратора многократно выше максимально возможной быстроты движения пальцев человека, плюс еще и дребезг контактов кнопки добавляет непредсказуемости результата.
Физическое расположение индикаторных светодиодов показано на сайте radiochipi.ru слева на принципиальной схеме.
А теперь подробнее о работе схемы. Когда кнопка S1 не нажата через резистор R2 на вывод 2 элемента D1.1 поступает от источника питания напряжение высокого логического уровня. При этом мультивибратор D1.1D1.2 заблокирован и на его выходе (выход D1.2) высокий лог.уровень. Если кнопку нажать напряжение на выв. 2 элемента D1.1 падает до нуля, и мультивибратор запускается. Частота импульсов, им генерируемых зависит от цепи C1R1. Импульсы поступают на счетчик D2. Это десятичный счетчик К561ИЕ8. Поскольку нужно всего шесть последовательных состояний счетчика его счет ограничен соединением вывода 5 с обнуляющим входом (выв. 15).
При достижении состояния «6» счетчик обнуляется и счет начинается снова, с нуля.
Если за точку отсчета взять нулевое состояние счетчика, то в этом исходном состоянии единица с его вывода 3 через диод VD1 поступает на базу VT1 и открывает его. Загорается светодиод HL7, индицирующий состояние «1» игрового кубика. В состоянии «1» единица с вывода 2 через диод VD2 поступает на базу VT2 и открывает его. Загораются светодиоды HL3 и HL4, индицируя состояние «2» игрового кубика. В состоянии «2» единица с вывода 4 через диоды VD4 и VD5 поступает на базы VT1 и VT2 и открывает их. Загораются светодиоды HL7, HL3 и HL4, индицируя состояние «3» игрового кубика.
В состоянии «3» единица с вывода 7 через диоды VD6 и VD7 поступает на базы VT2 и VT3 и открывает их. Загораются светодиоды НИ, HL6, HL3 и HL4, индицируя состояние «4» игрового кубика. В состоянии «4» единица с вывода 10 через диоды VD9, VD8 и VD3 поступает на базы VT1, VT2 и VT3 и открывает их. Загораются светодиоды НИ, HL6, HL3, HL4 и HL7, индицируя состояние «5» игрового кубика. В состоянии «5» единица с вывода 1 через диоды VD10 и VD11 поступает на базы VT2, VT3 и непосредственно с вывода 1 на базу VT4, и открывает их. Загораются светодиоды HL6, HL2, HL5 HL3, HL4 и HL7, индицируя состояние «6» игрового кубика.
Питаться схема может от любого источника постоянного тока стабильного напряжения от 5 до 15V. При этом, соответственно, изменяется яркость светодиодов. Светодиоды на схеме указаны «АЛ307» условно, в реальной конструкции китайские аналоги. Можно использовать любые индикаторные светодиоды, обычные или повышенной яркости. Любого цвета. Микросхемы К561ЛЕ5 и К561ИЕ8 можно заменить, соответственно, на К176ЛЕ5, К176ИЕ8, К564ЛЕ5, К564ИЕ8, либо зарубежными аналогами CD4001 и С4017 соответственно. Цоколевка совпадает. Транзисторы КТ3102 можно заменить практически любыми маломощными кремниевыми и даже германиевыми транзисторами структуры n-p-n.
Диоды КД522 можно заменить любыми «цифровыми» (импульсными) маломощными кремниевыми диодами, например, КД503, КД521, 1N4148 и другими аналогами. Кнопка S1 тумблерная кнопка без фиксации нажатого состояния. Годится любая кнопка, замыкающая, без фиксации. Конденсатор С2 импортный аналог К50-35, на напряжение не ниже напряжения источника питания. Величины R1 и С1 могут очень существенно отличаться от указанных на схеме (в несколько раз), на работу схемы это практически не влияет.
