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无偏电子骰子(带LEDs)

在本项目中,我将向您展示如何制作一个简单的无偏电子骰子(带LEDs)。该项目由6个LED、一个555定时器集成电路和一个4017十进制计数器集成电路组成,通过点亮相应的LED产生1到6之间的随机数。

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1. 引言

掷骰子是一种古老的游戏。我们都喜欢玩这个游戏。玩骰子需要我们拿起一个骰子,并确保它是无偏的。制作一个骰子并清晰地切割以确保其无偏是过去的事情。如果形状切割得不好,骰子就会变得有偏。

此外,由于变形,骰子也可能变得有偏。如果是一个木制骰子,它可能会因为大气中的潮湿或机械应力而变形。为了解决传统骰子的所有这些问题,我们制作了一个骰子电路,解决了传统骰子的所有问题。

现在,我们将向您展示一个几乎无偏的电子LED骰子。由于电路以如此高的速度运行,以至于人眼几乎无法察觉,因此没有作弊的机会。此外,该电路维护量小,老化对电路的影响微乎其微。尽管频率可能会因电源电压的变化、有源和无源元件的老化而略有变化,但随机性仍将得以保留,不会出现问题。

2. 无偏电子骰子电路图

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无偏数字骰子电路图(带LEDs) – ElectronicsHub.Org

3. 所需元件

  • 6个LED
  • 555定时器集成电路
  • CD4017十进制计数器集成电路
  • 电阻:2.2KΩ、100KΩ×2
  • 电容:1nF和0.1µF
  • 按钮
  • 9V电池
  • 面包板
  • 连接线

4. 无偏电子骰子(带LEDs)的工作原理

该电路使用555定时器作为无稳态多谐振荡器。在这种模式下,电路配置为R2 = 100KΩ、R3 = 100KΩ和C2 = 0.1µF。

在这种配置下,电路以千赫兹级的频率运行,产生脉冲。这意味着电路产生一个约0.000210秒的时钟周期,人眼几乎无法察觉。我们无法观察到以如此快速率变化的值,因此几乎没有机会使骰子有偏。

时钟脉冲被送入计数器兼译码器电路IC 4017,其第七个输出连接到复位端。它有九个可能的输出,其中第七个输出连接到复位端,因为我们只需要计数到6,因为骰子有六个面。前六个输出分别连接到LED,因此相应的LED将在对应的计数时亮起。

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如果计数为1,LED-1将亮起。如果计数为2,LED-2将亮起,依此类推,直到第六个计数。当计数为6时,第六个LED将亮起,然后在下一个时钟脉冲时,计数器将递增并计数到七。在这个计数中,电路将复位自身,因为第七个计数连接到复位引脚,即第15引脚。

让我告诉你,电源引脚和地在电路图中没有显示,因为这是由Proteus软件生成的原理图。然而,9V电源连接到IC 4017的第16引脚,IC 4017的第8引脚接地。

这就是电路的工作原理,如果你觉得需要更多的随机性,你可以增加电路的频率,使其更难被察觉。该电路可以在通用PCB上实现,使用9V直流电源。

5. 应用

这种无偏电子骰子(带LEDs)可以用于任何使用传统骰子的地方,例如:

  • 蛇梯棋
  • 滑梯棋
  • 卢多
  • 大富翁
  • 商业游戏