Kvízjáték - 1. rész

 

Hogyan döntenéd el, hogy a földszinten lévő három kapcsolóból melyik kapcsolja a pincében lévő lámpát, miközben rálátás nincs, és csak egyszer van lehetőséged lemenni, ellenőrizni?

Bizonyára többen ismerjük a már-már klasszikusnak mondható villamossággal kapcsolatosnak tűnő logikai feladatot (eredetileg ugye a villanyszerelő felejtette el, hogy melyiket kötötte be a pincevilágítás kapcsolójának  ☺). 

És, hogy miért is kezdtük ezzel?

Egyik kedves, rendszeres olvasónk, aki bejegyzéseinkből már több kapcsolást megvalósított, vetélkedőket szokott tartani, melyhez olyan kapcsolást keresett, ahol a versenyzők a saját nyomógombjukkal bekapcsolják saját jelzőlámpájukat, ha tudják a választ, de ekkor a többiek már ne tudjanak jelezni, majd a játékvezető resetelhet, hogy újra indulhasson a játék.

Alapelvek a tervezésben

Úgynevezett beágyazott rendszerrel (jellemzően mikrovezérlős céláramkörrel) viszonylag egyszerű lenne a szükséges logikai működés beprogramozása, és a perifériák (lámpák, gombok) kezelése sem okozna problémát. Relékkel is egyszerűnek tűnik első olvasatra a feladat, de amikor élesben egy működőképes, egyszerű és megfelelően gyorsan reagáló relés logikát kell összeállítani, akkor érdekes problémákba ütközhetünk, főleg akkor, amikor a leggyorsabb versenyző gombnyomása után a többi versenyző reakcióját le kell tiltani.

A helyes logika szerinti működés és a relékkel elérhető gyors reakció érdekében a következő szempontokat kellett figyelembe venni:

  • A gombnyomások áramköreiben kerüljük a saját tápegységgel és belső áramkörrel működő vezérlő relék használatát, mint pl. időrelék, impulzusrelék, ugyanis a tápegységek feléledéséhez és az áramkörök bemenet kezeléséhez időre van szükség.
  • Lehetőleg normál, gyors reléket használjunk.
  • Ahol lehet, a relék bontó érintkezői legyenek aktívak, mert a relék jellemzően gyorsabban bontanak, mint zárnak.

Néhány relével mégis megoldható

Egyértelműnek tűnhet impulzusrelék használata, de a fenti szempontok miatt egy egyszerű relés kapcsolási elrendezés állt össze, mely az első ábrán látható. A témával kapcsolatban bonyolultabb, több szolgáltatást nyújtó áramkörök is összeállíthatók, melyekre a későbbiekben visszatérünk, de most az egyik legegyszerűbbel kezdünk.

 1-abra_32

A versenyzői nyomógombok kezeléséhez a VS316/230V típusú, 1-modulos, három váltóérintkezős relét használjuk. A rajz négy versenyzőhöz készült, de értelemszerűen bővíthető, csökkenthető. Mindhárom váltóérintkezőt használnunk kell minden relénél. Egyik a lámpát kapcsolja, másik az öntartást biztosítja, valamint leválasztja a nyomógombot. A relék harmadik kontaktusi pedig „ÉS” kapcsolattal biztosítják a nyomógombok feszültségét, amíg valaki meg nem nyomta az egyiket.

Hogyan működik?

A működés az ábra folyamatdiagramján is követhető:

2-abra_32

  • „RESET” vagy a főkapcsoló bekapcsolása után minden relé alapállapotba kerül:
    • A versenyzői lámpák nem világítanak
    • A relék 31 - 32 nyugalmi érintkezőinek sorba kapcsolásával feszültséget kapnak a nyomógombok. A zöld lámpa világít, jelezve, hogy a rendszer készen áll a gombnyomások fogadására.
  • Amikor a választ leggyorsabban megfejtő versenyző lenyomja a saját gombját:
    • A hozzá tartozó versenyzői relé meghúz, 21 - 24 kontaktuson keresztül a saját lámpája világít 
    • 11 - 12 kontaktus bont, ezzel leválasztja a gombokat és megakadályozza, hogy az öntartás feszültsége a nyomógombok vezetékére kerüljön, miközben még lenyomva tartják a gombot (különben hiába lenne lekapcsolva a gombok feszültsége a 31 - 32 kontaktus bontásával, a lenyomott gombon keresztül fezsülséget kaphatna a többi gomb is)
    • 11 - 14 zár, ezzel a relé öntartásba kapcsol.
    • Bármelyik relé 31 - 32 kontaktusa zár (gombnyomásra), akkor az lekapcsolja a nyomógombok feszültségét és kikapcsolja a zöld lámpát is.
    • Feszültség hiányában egyik nyomógomb se képes aktiválni tovább a reléjét.
  • Új játék indításához a játékvezető egy rövid időre megnyomja a „RESET” gombot.

Törpefeszültséggel biztonságosabb

Ha nagyobb biztonságra törekszünk, erősebb védelemre - főleg a versenyzői gomboknál lehet ez kritikus, - akkor törpefeszültségű eszközöket kell használni. A VS316/230V relék helyett használható a VS316/24V típus, mely AC/DC 24V feszültségről működik, így az egész rendszer feszültségellátása is lehet 24V. Természetesen biztonsági törpefeszültségű tápegység használata szükséges.

 

Folytatjuk…

A vetélkedőkben a versenyzők általában előre meghatározott gondolkodási időt kapnak. Következő alkalommal kiegészítjük a kapcsolást némi komforttal és időzítéssel.

Ha még nem sikerült megfejteni a bevezetőben leírt rejtvényt:

3-abra_32