Auf dieser Webseite gibt es schon einen elektronischen
Würfel als reine Hardwarelösung. Hier beschreibe ich einen Würfel
mit C-MICRO.
Der elektronische Spielwürfel zeigt die Zahlen 1 – 6
mit Mustern wie ein richtiger Würfel an. Die Anzeige erfolgt mit sieben
LED. Durch den Einsatz eines Microcontrollers können einige Sonderfunktionen
realisiert werden.
Ausrolleffekt:
Der Würfel startet mit Druck auf die Taste. Nach Loslassen der Taste wird
die Anzeige immer langsamer und bleibt schließlich stehen.
Tonausgabe:
Durch einen Piezoschwinger werden Toneffekte ausgegeben, welche die Funktionen
des Würfels unterstreichen. Die gewürfelte Zahl wird durch eindeutige
Tonsignale ergänzt. Dadurch können auch sehbehinderte Menschen den Würfel
benutzen.
Automatische Abschaltung:
Der Würfel wird durch einen Taster eingeschaltet. Die Abschaltung bei
Nichtbenutzung erfolgt nach einiger Zeit automatisch.
Kern der Schaltung ist ein Microcontroller C-MICRO der
Conrad Electronic GmbH aus der C-Control Familie. Alle übrigen Bauteile
sind gängige Standardteile. Wird S1 gedrückt, lädt sich C4 auf, T2 steuert
durch und über T1 gelangt die Betriebsspannung auf IC1. IC1 erzeugt die
5V Betriebsspannung für IC2. An IC2 sind die LED und der Taster S2 angeschlossen.
Da nur wenige Ports vorhanden sind, können nicht alle LED einzeln angesteuert
werden. Bei Verwendung von roten, gelben oder grünen LED erfolgt die Ansteuerung
gegen +5V. Will man blaue LED einsetzen muss die Ansteuerung gegen die
höhere Batteriespannung erfolgen. Der Grund ist die höhere Durchflussspannung
von etwa 3,5V – 4V von blauen LED. Die Drahtbrücke B muss entsprechend
gesetzt werden. S2 startet den Würfelvorgang. Ist P2 high wird, über R11
und D2, C4 aufgeladen. Da der Würfel bei Benutzung immer alle Zahlen durchläuft,
bleibt er eingeschaltet solange man ihn benutzt. Nach einiger Zeit der
Nichtbenutzung kann sich C4 soweit entladen, das T2 sperrt, damit auch
T1 und somit das Gerät abschaltet. Im Programm des Controllers muss die
Entladezeit von C4 berücksichtigt werden. D1 dient als Verpolschutz.
Die Schaltung befindet sich auf einer kleinen, einseitigen
Platine 65x55mm. C-MICRO sollte auf eine IC Fassung gesteckt werden. Die
Brücke B wird entsprechend der eingesetzten LED bestückt. Schaltplan und
Board sind mit der Freeware Version des Platinen Programms EAGLE
erzeugt. Die Stromversorgung kann mit einem 9V Block erfolgen.
Das Muster wurde in ein handelsübliches, blaues Kunststoffgehäuse
eingebaut, das die blauen LED unterstreicht. Abmessungen: 100x58x23mm
(LBH)
Der Controller hat ein eingebautes Betriebssystem und
kann in einem einfachen BASIC Dialekt programmiert werden. Dadurch wird
das Programm einfach und übersichtlich. Es sind keine Assembler Kenntnisse
erforderlich. Der kommentierte Quelltext kann leicht an eigene Vorstellungen
angepasst werden. Nach dem Einschalten werden einmal alle sechs Anzeigen
durchlaufen. Der Würfel bleibt bei Anzeige Eins stehen. Drückt man die
Starttaste beginnt der Würfel mit hoher Geschwindigkeit alle Anzeigen
zu durchlaufen. Wird die Taste losgelassen, verringert sich die Geschwindigkeit
bis der Würfel stehen bleibt. Es erfolgt dann eine Tonausgabe des Ergebnisses.
Bei Nichtbenutzung durchläuft der Würfel nach einiger Zeit alle Anzeigen
und bleibt beim letzten Ergebnis stehen. Das soll bedeuten „bitte drück
mich“. Wird der Würfel weiterhin nicht benutzt, schaltet P2 low. Somit
kann sich C4 entladen und der Würfel schaltet ab. Die Zeitdauer ist vom
letzten Ergebnis abhängig. War beim letzten Ergebnis LED 7 an, dann dauert
es etwas länger. Der BASIC Quelltext kann mit jedem Texteditor gelesen
werden. Die richtige Formatierung wird mit der Standard IDE V1.33 für
C-Control angezeigt; Tab-weite = 3. Die IDE ist ebenfalls für die Compilierung
des Quelltextes und die Übertragung in die C-MICRO erforderlich. Für die
Programmierung der C-Micro ist noch ein Interface notwendig. Dazu kann
man das Programmer Board von Conrad benutzen. Auf dieser Webseite ist
im Bereich C-Control aber auch eine leicht
nachzubauende Schaltung beschrieben.
