Чарльз Платт - Электроника для начинающих (2-е издание)

Я собрал совершенно другую схему для игральных костей на основе микроконтроллера PICAXE, но обнаружил, что он также имеет свои проблемы в связи с несовершенством генератора случайных чисел, встроенного в микросхему.

В эксперименте 34 (последнем в этой книге) вы обнаружите, что я создал еще один имитатор игральных костей, используя среду Arduino. Но опять-таки, мне пришлось положиться на встроенный генератор случайных чисел, а я не вполне уверен, что он создает равномерно распределенный диапазон случайных чисел.

Проблема генерации случайных чисел не так проста, как кажется. После электронной переписки с Жасмином я так заинтересовался ею, что подробно исследовал эту тему в книге Make: More Electronics, а также написал статью об этом в журнале Make (выпуск 45), совместно с Аароном Логом (Aaron Logue), который ведет небольшой веб-сайт с описанием созданных им устройств. Он познакомил меня с генератором шума на основе транзистора в режиме лавинного пробоя, случайный сигнал которого затем обрабатывается хитроумным алгоритмом, авторство которого приписывают величайшему теоретику вычислительных систем, Джону фон Нейману. Это, думаю, самый близкий к идеалу генератор случайных чисел, который можно придумать, но количество микросхем в нем довольно велико.

Все эти усовершенствования выходят за рамки книги для начинающих. Если у кого-либо из читателей появится действительно простое улучшение представленной здесь схемы игральных костей, которое позволит добавить эффект замедленного отображения, я с радостью буду ждать электронного письма (да, я их читаю).

Осталось лишь привести фотографии завершенных устройств электронных игральных костей. Вариант, изображенный на рис. 4.152, был приведен в первом издании этой книги в 2009 году.

На рис. 4.153 показано еще одно устройство, которое я собрал в 1975 году, после того как потрясающая книга Дона Ланкастера (Don Lancaster) TTL Cookbook («ТТЛ-рецепты») открыла мне целый мир логических микросхем серии 74хх. Прошло уже сорок лет, а светодиоды по прежнему загораются случайным образом. По крайней мере, я надеюсь, что это так.

С этого момента мы можем продвигаться в различных направлениях. Вот некоторые возможности.

• Аудиоустройства — это широкое поле деятельности, охватывающее такие любительские проекты, как, например, усилители и приставки для изменения тембра звучания электрогитары.

• Электромагнетизм — тема, о которой я пока не упоминал, однако у нее есть интереснейшие способы применения.

• Радиочастотные устройства — все, что получает или передает радиоволны, начиная с простого радиоприемника.

• Программируемые микроконтроллеры — это крошечные компьютеры на одной микросхеме. Вы пишете небольшую программу на стационарном компьютере и загружаете ее в микросхему. Эта программа передает микросхеме команды на выполнение определенной последовательности процедур, например, получение входного сигнала от датчика, ожидание в течение определенного периода времени и отправка выходного сигнала на электродвигатель. В число популярных микроконтроллеров входят Arduino, PICAXE, BASIC Stamp и многие другие.

Мне не хватит места, чтобы детально разобрать все эти темы, и поэтому я собираюсь дать вам представление о них, описав лишь несколько устройств из каждой категории. Вы сможете решить, что вам интереснее всего, а затем продолжить изучение выбранной темы, обратившись к другим специальным руководствам.

Прежде всего, я собираюсь дать некоторые советы по организации рабочего места, рассказать о чтении книг и других печатных изданий, имеющих отношение к делу, а также о продвижении дальше в любительской электронике.

Для заключительной главы книги нам не понадобятся никакие дополнительные инструменты или оборудование. Общий перечень всех компонентов представлен в табл. 6.8. Смотрите раздел «Расходные материалы» главы 6, где вы найдете список дополнительных расходных материалов (преимущественно это провод для катушек в экспериментах 25, 26, 28, 29 и 31).

Если к этому моменту вы почувствовали тягу к созданию любительских устройств, но еще не выделили постоянный уголок для вашего нового увлечения, приведу несколько рекомендаций. Перепробовав множество вариантов на протяжении нескольких лет, даю вам основной совет — не мастерите рабочий стол самостоятельно!

Во многих книгах по любительской электронике советуют приобрести стандартные материалы для изготовления мебели, как будто верстак должен быть сделан под заказ и удовлетворять строгим критериям по размерам и форме. Я же считаю, что размер и форма не столь важны. Гораздо важнее вместительность.

Главное, чтобы инструменты и детали были легкодоступными, независимо от того, что это: крошечные транзисторы или большие катушки с проводом. Также я не хочу копаться на полках, поскольку для этого нужно каждый раз вставать и подходить к ним.

Это привело меня к двум выводам:

• Нужно разместить все необходимое вокруг рабочего стола.

• Необходимо задействовать пространство под рабочим столом.

Во многих проектах самодельных рабочих столов место для хранения под столешницей слишком маленькое (или вообще не предусмотрено). Или же предлагаются открытые полки, на которых может оседать пыль. Моя минимальная конфигурация — это пара тумбочек с двумя ящиками для документов с помещенным на эти тумбочки листом из фанеры толщиной 2 см или из жаростойкого пластика. Тумбочки для документов идеально подходят для хранения различных предметов, не только бумаг; вы сможете найти дешевые варианты на распродажах или в магазинах уцененных товаров.

Из всех рабочих столов, которыми я пользовался, один мне нравился больше всего — старый стальной офисный стол-монстр, родом из 50-х годов. Такие столы трудно сдвинуть (потому что они очень тяжелые), они неказисты на вид, зато их можно недорого купить у продавцов подержанной офисной мебели. Эта мебель очень внушительных размеров, выдерживает неправильное обращение и служит долго. Ящики у них глубокие и обычно выдвигаются и задвигаются плавно, как ящики у хорошей тумбы для документов. Но замечательнее всего то, что стальная столешница столь массивна, что прекрасно подходит в качестве заземления, если вы собираетесь работать с компонентами, чувствительными к статическому электричеству. Если вы используете антистатический браслет, то можно просто прикрепить его шурупом для листового металла в одном из углов столешницы.