¿Funcionará este circuito para zumbadores de preguntas?

Cuando todo lo que tienes son transistores, es útil poder recurrir a técnicas de diseño RTL .

En primer lugar, querrá poder bloquear el primer botón presionado, ya que los participantes a menudo solo presionan el botón momentáneamente. Luego, cuando las cosas se calman, el moderador o el maestro de la prueba pueden restablecer el circuito para la siguiente pregunta.

Aquí está mi circuito propuesto:

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Considere el circuito para solo "concursante A". Q1 es una puerta NOR de 2 entradas, y Q2 es una puerta NOR de 4 entradas. Juntos, forman un flip-flop de restablecimiento de conjunto, a través de las rutas de realimentación a través de R4 y R6. Hay otra entrada de "conjunto" a través de R3 (desde el botón) y otras tres entradas de "reinicio": una desde el reinicio maestro y una desde cada uno de los otros circuitos. Es importante tener en cuenta que cualquiera de las entradas de restablecimiento tiene prioridad sobre la entrada establecida. El primer participante que presione el botón configurará su flip-flop e inhibirá a todos los demás.

Refinamientos adicionales

El circuito básico se puede mejorar de varias maneras.

Por un lado, las entradas son cierres de contacto a la fuente de alimentación. Existen varias razones por las que puede preferir que sean cierres de contacto a tierra, especialmente si desea colocar los botones en los colgantes que sostienen los participantes (posiblemente utilizando un dispositivo de enchufe y enchufe para poder separarlos). Puede agregar un inversor simple a cada entrada:

^{simular este circuito}

Por otra parte, es posible que desee tener más flexibilidad en el tipo de indicadores que utiliza. (El circuito básico se basa en el hecho de que la caída de tensión directa de los LED es suficiente para actuar como un '1' lógico en la ruta de realimentación). Para controlar LED más brillantes, o una cadena de LED, o algún otro tipo de indicador, usted podría agregar buffers de salida. Esto permitiría que las pantallas se accionen desde un voltaje diferente al que alimenta la lógica.

^{simular este circuito}

Agregar más botones e indicadores con este circuito puede ser problemático, porque el margen de ruido de este tipo de compuerta NOR se degrada con una mayor entrada de entrada (número de entradas por compuerta). Usar diodos ayudaría a mitigar esto.

^{simular este circuito}

Este problema clama por lógica o un microcontrolador. Como no ha mencionado la programación, asumiré que no tiene experiencia en MCU. Aquí hay un diagrama lógico muy rápido de lo que debería funcionar (lo siento, empecé a dibujar y me quedé sin tiempo). Básicamente, U1 es un 74LS244 o similar, los cuadros de LTCH son flip-flops de Establecer / Reiniciar y solo se muestra un único LED (repita para todas las salidas Q *).

La teoría de la operación es que el LS244 es una puerta perdurable. Normalmente se habilita con todas las entradas hasta + 5V (solo se muestra una). Cuando se presiona uno de los botones, su estado se enclava y se enciende el LED correspondiente. Al mismo tiempo, la salida del pestillo desactiva el LS244, por lo que ninguna otra pulsación de botón tendrá ningún efecto.

Lo siento por el diagrama de mierda. Con suerte tendré tiempo para volver y hacerlo más limpio.

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Otro enfoque podría ser utilizar una instancia de un circuito como el siguiente para cada botón

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Cablee todos los terminales "Pos" juntos, y de igual modo todos los terminales "Neg". Suminístreles algo que limite la corriente a un valor seguro para un LED (una batería de 9 V con resistencia en serie puede ser suficiente). Cuando ninguno de los SCR se haya encendido, habrá suficiente voltaje disponible para activar uno cuando su interruptor esté cerrado. Sin embargo, una vez que esto suceda, la tensión de alimentación se reducirá demasiado para que otros botones activen sus SCR. Una vez que se enciende un SCR, permanecerá encendido hasta que se elimine la alimentación (puede usar un botón normalmente cerrado en serie con el suministro para hacerlo).

Dependiendo de las características del suministro y los SCR, puede ser necesario experimentar con R1a y R1b. Comience por omitir R1b, y el tamaño R1a es un poco más pequeño de lo necesario para que el botón dispare el SCR de manera consistente (cuando el suministro está en su voltaje de circuito abierto). Es posible que el circuito funcione de manera aceptable sin R1b, pero si es posible activar una luz incluso cuando otra está encendida, agregue un R1b de alto valor y disminuya su valor hasta que los botones solo funcionen cuando no haya luces encendidas. Si no puede encontrar un SCR convenientemente, puede ser posible conectar un transistor PNP y NPN en forma consecutiva. Conecte el colector de cada transistor a la base del otro. El emisor de la PNP es equivalente al ánodo de SCR, el emisor de la NPN, el cátodo, y el nodo con el colector de la PNP y la base de la NPN es la puerta.

Tenga en cuenta que este circuito debería poder extenderse fácilmente a cualquier número razonable de botones y luces, y que consumirá prácticamente cero corriente cuando no se enciendan las luces. Puede ser posible si se presionan dos botones en el mismo momento para que se enciendan dos luces simultáneamente; reconocer un empate puede ser más justo que sesgar la máquina para elegir siempre un ganador.

Sus resistencias existentes están en el lugar equivocado: la base de T1A debe conectarse directamente al colector de T1B, y R1 debe estar entre el colector de T1B y el suministro positivo. Igualmente para R2 y R3.

Necesita seis resistencias adicionales: una en serie con cada uno de los tres LED y una en el pin base de los transistores 1B, 2B y 3B.

El valor de las resistencias depende de la tensión de alimentación. ¿Qué tensión de alimentación planea utilizar?

Esto no responde a tu pregunta completamente, pero desde el principio puedo decir que faltan varias resistencias limitadoras actuales - en los LED y en los transistores.

Si ha nombrado correctamente los componentes en sus esquemas (como se describe en el encabezado 1 de Reglas y pautas para dibujar buenos esquemas - Use designadores de componentes ), podría haberle dicho qué transistores necesitan resistencias limitadoras actuales.

Pero la regla de oro es que si cierra un interruptor y reemplaza un transistor que está conduciendo por un cortocircuito, debería tener algo entre los terminales de fuente de voltaje + y - que limitan la corriente, es decir, una resistencia. Los LED, los transistores y los diodos no lo hacen muy bien (si es que lo hacen), por lo que debe revisar su circuito para tenerlo en cuenta.

Por ejemplo, agregue una resistencia en serie a cada LED. Haz que sea automático cuando diseñes un circuito. Utilice esta calculadora para determinar sus resistencias apropiadas.

Lo mismo se aplica a las bases y colectores de los transistores 1, 3 y 5, contando de izquierda a derecha. Las bases de los transistores 2, 4 y 6 tienen resistencias limitadoras de corriente y sus emisores / colectores estarán protegidos por las resistencias que agregará a los LED.

Lamentablemente, no puedo decir si el resto del circuito funcionará según lo planeado. Creo que su idea es sólida, pero sospecho que las resistencias limitadoras actuales desempeñarán un papel fundamental en la funcionalidad del circuito. Esto se debe a que determinarán si los transistores conductores activarán o desactivarán cada par de transistores respectivos.

Esperemos que alguien con más conocimientos responda esa parte de tu pregunta. Entonces ambos aprenderemos algo nuevo: D