«Для умелых рук»
Московская областная
станция юных техников
Ю. И. Верхало
Кибернетическая
игротека
*** 1965 ***
От нас: 500 радиоспектаклей (и учебники)
на SD‑карте 64(128)GB — ГДЕ?..
Baшa помощь проекту:
занести копеечку — КУДА?..
|
КИБЕРНЕТИКА наука молодая. За последние десять лет кибернетические машины — электронновычислительные установки и приборы-автоматы — начинают широко применяться о лабораториях институтов, на фабриках и заводах. Они помогают человеку точно и быстро произвести самые сложные расчеты при решении производственных, биологических, медицинских и других задач. Конструкторы-любители создают интересные кибернетические установки, которые могут проверять знания — машины-экзаменаторы; переводить на другие языки книги — машины-переводчики и т. д. В основу решения таких задач положена теория игр. Эта теория начала свои первые шаги с изучения простых развлекательных игр. Многие из этих игр вам знакомы. Конечно, ребята, построить какую-нибудь сложную кибернетическую установку или прибор-автомат вам не под силу. Для этого необходимы серьезные знания математики, физики, химии и других наук, но организовать у себя в школе, на районной технической станции кибернетическую игротеку вы можете. Для этого нужно будет электрифицировать некоторые знакомые вам игры и собрать простейший кибернетический прибор-автомат, который будет одним из игроков в вашей игротеке. Обо всем этом и рассказывается в брошюре. С ЧЕГО МЫ НАЧНЕМ Игра Баше, описанная Я. И. Перельманом — автором книг по занимательной математике и физике, — известна многим. Сущность ее заключается в следующем. Двое играющих называют поочередно любые числа от единицы до десяти. Выигрывает тот, кто первый доведет до ста сумму чисел, названную обоими играющими. Среди вас, ребята, эта игра распространилась в несколько иной форме. На столе раскладываются тринадцать, семнадцать или двадцать одна спичка. Затем каждый играющий делает «ход» — берет одну, две или три спички. Партнеры рассчитывают свои ходы так, чтобы последняя спичка осталась на столе. Тот, кому придется ее взять, проигрывает. Пропускать ход нельзя. В чем же заключается игра? Как правильно ответить на каждый ход партнера, чтобы никогда не проиграть? й. n Г/ ЭТОГ° нужно соблюдать следующее условие: при количестве спичек, равном любое целое число. В нашем примере оно равно 3, 4 или 5) всегда следует брать только то количество спичек, которое дополняет число спичек, взятых партнером, до четырех, то есть 1+3; 2 + 2; 3 + 1. Попробуйте теперь сыграть. Ну как, выиграли? ЭЛЕКТРИФИЦИРУЕМ ИГРУ БАШЕ Эта игра станет намного интереснее, если ее электрифицировать — спички заменить лампочками. Принципиальная электрическая схема такой игры с семнадцатью лампочками показана на рис. 1. Лампочки Л через выключатели B соединены с общим источником электрического тока в точках А и В. Кроме них имеются еще две лампочки — Ле и Лs- Они включаются одновременно с последней лампочкой и освещают световое табло «вы проиграли». Эти лампочки работают при помощи двойного выключателя, как показано на схеме, или параллельно присоединяются к последней лампочке. Для игры можно взять лампочки, рассчитанные на низкое напряжение, Лучше всего подойдут лампочки, применяемые для освещения шкал радиоприемников. Они рассчитаны на напряжение 6,3 в .и потребляют ток 0,26 а. Все электродетали собираются в деревянном или металлическом корпусе. Примерные размеры верхней панели корпуса 350x150 мм, высота 80 — 100 мм. В верхней панели нужно вырезать отверстия для лампочек, выключателей и светового табло (рис. 3). Патрончики можно изготовить из медной проволоки диаметром около 1,5 мм. Проволока плотно наматывается на винтовые канавки цоколя (рис. 2, а). Затем лампочка вывертывается, а концы проволоки закрепляются шурупом или винтом с гайкой. Вторым контактом патрончика служит шуруп, ввинчиваемый против нижнего контакта цоколя лампочки. Патрончики устанавливаются на деревянных или пластмассовых панельках напротив отверстий в корпусе. Но гораздо удобнее смонтировать на одной планке все патрончики сразу, а планку прикрепить с нижней стороны верхней панели корпуса. Рядом с лампочками монтируются выключатели типа «тумблер» (рис. 2,6) или кнопочные (рис. 2, г). В точках А и В схемы подключаются источники питания. Для этой цели можно использовать школьный разборный трансформатор, имеющийся в каждом кабинете физики. Лампочка Лдз подключается к отдельной обмотке трансформатора, она сигнализирует о включении прибора, выключатель Вт служит для включения прибора, П — плавкий предохранитель. Для электропитания игры можно применить батарею сухих элементов или аккумуляторов, В этом случае в целях экономии расходуемого тока можно взять лампочки, применяемые в карманных фонариках (ЗвХ0,16а или 3,5аХ0,16а), а сигнальную и одну из лампочек светового табло из схемы исключить. Для электрифицирования игры применяются и обычные осветительные лампы мощностью 15 — 25 ватт. Располагаются они вместе с выключателями на деревянной стойке (рис. 4). Такую стойку можно включать в розетку осветительной сети без трансформатора. Теперь остается проверить, как работают лампочки и выключатели. После проверки можно начать игру. СОБИРАЕМ ИГРАЮЩИЙ АВТОМАТ В игре Баше одного из партнеров может спокойно заменить простое кибернетическое устройство, если в его электрическую схему заложить программу, ведущую к выигрышу. В этом устройстве роль автоматического партнера будут выполнять электромагнитные реле, Схема такого прибора показана на рисунке 5. Количество элементов возьмем не семнадцать, а двадцать один и низковольтные лампы заменим неоновыми. Как и в первом случае, работу по сборке прибора начните с изготовления корпуса. В верхней панели корпуса вырежьте два ряда отверстий для лампочек и выключателей, Выключатели возьмите типа «тумблер», причем В), В.5, Вд, В17 и В2] ДОЛЖНЫ быть ДВОЙНЫМИ, а остальные — одинарными. Неоновые лампы (Л..2) типа МН-5 ввинчиваются в проволочные патрончики (рис. 2,а), а лампы типа МН-3 — в патрончики со штыковым затвором (рис. 2, ж). Последовательно с неоновыми лампочками монтируются ограничительные сопротивления R] _л величиною 40 килоом. Планка с лампочками укрепляется внутри корпуса. Сверху отверстия над неоновыми лампочками закрываются экраном — пластинкой из матового органического стекла. Выше неоновых лампочек вырезается отверстие, в котором монтируется переключатель телефонного типа К, имеющий две группы по три пластины. Но можно пользоваться и переключателем,, имеющим большее число групп и пластин, оставив неподключенными лишние пластины. 6 правой стороне кожуха монтируются две лампы Л22 и Л23, рассчитанные на напряжение 6,3 в. Над лампами в верхней панели вырезается четырехугольное отверстие. Это отверстие также закрывается экраном из матового органического стекла. Под экраном закрепляется лист тонкой бумаги. На бумаге со стороны, обращенной внутрь кожуха, должно быть написано «Вы проиграли». Таким образом, при зажженных лампочках надпись будет видна напросвет. Рис. 1. Принципиальная схема электрифицированной игры Баше Рядом с экраном устанавливается кнопка В22, работающая на размыкание. еЬли готовой кнопки нет, ее следует сделать самим (pl»c. 2, д, е). В центре панели монтируются еще две детфш: выключатель прибора — тумблер Вгз и лампочка — 6,3в, сигнализирующая о включении прибора. 1 Затем внутри кожуха нЬдо разместить и укрепить пять реле. Реле P, Р2, Ра, 4, Р5 электромагнитные, телефонного типа, с обмоткоВ, рассчитанной на напряжение 24 — 48 в. Первые имеют по две пары нормально разомкнутых контактов (эти группы обозначены а и б), а последнее реле Pg имеет,две пары нормально разомкнутых контактов (группы А и б) и одну пару нормальнозамкнутых контактов (группа о). Питание прибора осуществляется, как от батарей, так и от сети переменного тока При питании от сети переменного тока понадобится трансформатор. Такой трансформатор можно собрать на пластинах Ш-32, толщина набора 25 мм. Сетевая обмотка содержит 2800 витков провода ПЭ-0,18. Для подключения к сети с напряжением 127 делается отвод от 1250 витка. Для питания выпрямителя реле обмотка наматывается из расчета К) витков на вольт проводом ПЭ-0,2. Обмотка накала лампы состоит из 60 витков провода ПЭ-0,Э. Выпрямитель Д] собираемся по однополупериодной или мостиковой схеме на селеновом столбике или диодах типа Д7Ж. На выходе выпрямителя установлен электролитический конденсатор С, его величино 50мфХЮ0в, он включается для сглаживания пульсирующего тока, получаемого ОТ выпрямителя. Трансформатор и выпрямитель размещаются внутри кожуха. Справа, сбоку кожуха, устанавливается колодка переключателя 127 — 220 в, гнездо предохранителя и выводится шнур для подключения к сети переменного тока (внешний вид прибора показан на рис. 6). При питании от батарей с точкам, обозначенным на схеме А — В, подключается батарея, например, «БАС-80» или батарея от аккумуляторЬе. К этой батарее подключаются также неоновые лаклпы. Вторая батарея в 6 в подключается к точкам С — Д. Для удобства подключения соединительных проводов, идущих от батарей к ;точкам а-б-с-д, на кожухе вместо предохранителя и переключателя монтируются четыре клеммы. Рис, 2, Самодельные детали: — патрончик для низковольтной лампы; — выключатель типа «тумблер»; — ключ телефонного типа; — кнопочный выключатель; — самодельные нормальнозамкнутые кнопки — патрончик для неоновой лампы МНЗ РАБОТА ПРИБОРА Присоедините прибор к источнику электропитания и включите тумблер В23: зажигается сигнальная лампочка Л24 — прибор готов к работе. Переключатель К ставится в правое или левое положение. В первом случае «игра с прибором», во втором — «игра с товарищем». При «игре с прибором» включаются все тумблеры. Тумблеры B, В5, Bg, 8)3, Б)- при включении замыкают цепи автоблокировки реле. Реле срабатывают, и группа а-б оказывается замкнутой, а группе в реле Pg разомкнутой. Включены также лампочки всего ряда. Играющий с прибором делает ход первым и выключает от 1 до 3 тумблеров первой группы лампочек. Затем следует ход прибора — нажимается кнопка «ход прибора». Разрывается цепь самоблокировки реле, и реле Р) выключает оставшиеся лампочки первой группы. Такое положение прибора показано на схеме. Затем следует ход играющего и т. д. до последней группы. При выключении реле Pg соединяются контактные пластины группы в и включаются лампочки Л22 и Лаз — «Вы проиграли». Так как реле всегда дополняет количество лампочек, выключенных в группе до 4, то прибор всегда выигрывает. При игре с товарищем ключ К переводится в левое положение. Пластины ключа шунтируют кнопку «ход прибора» — все реле включены. Далее партнеры по очереди выключают тумблеры. Для удобства обращения с прибором в левом углу верхней панели поместите правила игры: 1. Включите тумблер «включение прибора» и все ломпочки, начиная с первой. 2. При «игре с товарищем» поставьте ключ в правое положение. При «игре с прибором» — в левое. 3. При игре выключайте от 1 до 3 лампочек, обязательно подряд, начиная слева. Первый ход ваш, 4. Когда подойдет очередь хода прибора, нажмите кнопку «ход прибора», автомат выключит несколько лампочек, затем опять ваш ход. 5. Проигрывает тот, кому придется выключать последнюю лампочку. Листок бумаги с правилами игры закройте сверху пластиной из органического стекла. Примечание. Конструкцию игрового автомата можно несколько упростить. 1. Неоновые лампочки с сопротивлениями заменить низковольтовыми лампочками накаливания, 2. Телефонные реле — низковольтовыми типа «РСМ-1». 3. Изменить схему последнего автоматического элемента — исключить контактную группу в, а евнтовое табло включать двойным выключателем S. ПОЛУПРОВОДНИКИ ЗАМЕНЯЮТ РЕЛЕ Вы, наверное, читали или слышали о чудесных электронных приборах — полупроводниках. Используя свойство полупроводниковых элементов — диодов пропускать ток только в одном направлении, можно в игровой установке заменить ими громоздкие электромагнитные реле. Схема такой кибернетической установки показана на рис. 7. Прибор, собранный по этой схеме, обладает еще одним интересным преимуществом — возможностью изменения условий игры, то есть быстрого переключения с одной программы на другую. Игровые элементы прибора — зажигающиеся неоновые лампы. Но они могут быть, как и в предыдущей установке, заменены лампами накаливания. Между лампами включены полупроводниковые диоды Д. Конструкция установки такова, что в схеме (рис. 8) можно применить диоды любого типа, Диоды пропускают ток только в одном направлении — справа налево, а электрическую цепь запирают в обратном направлении. Поэтому если один из тумблеров включить, то зажигается не только та лампа, с которой этот тумблер соединен, но и все лампы слева от нее. Лампы, расположенные справа, останутся незажженными, так как ток в этом направлении пройти через диоды не может. Правила игры такие же, как и для предыдущей установки, только лампы не гасятся, а зажигаются. Кроме того, когда следует ход прибора, то кнопка не нажимается, а переключается очередной тумблер «ХОД прибора». Тумблеров — пять (В22 гс). ТРИ из иих (В22-25) Двойные. Они устанавливаются в ряд в правой нижней части верхней панели прибора. В левой части панели имеются тумблеры В27 и В2я. Тумблер В служит для отключения цепи «ход прибора» при игре с товарищем, а В2й предназначен для изменения условий игры (для перехода с первой программы 4п~Н на вторую программу 5п-Ы). Питание прибора осуществляется от батарей или аккумуляторов. Однако возможно питание и от сети переменного тока через выпрямитель. Помните, что в данной конструкции важно соблюдать правильное подключение полюсов источника питания, о иначе прибор работать не будет. Верхнюю панель установки можно оригинально оформить в виде молнии, как показано на рис. 7. КИБЕРНЕТИЧЕСКИЙ ОТГАДЧИК — Как вас зовут? — «спрашивает» небольшой кибернетический прибор. И, если желаете, прибор может назвать ваше имя или имя вашего друга, узнать сколько вам лет, в каком классе вы учитесь, какие кинокартины вам нравятся больше других. Вам, конечно, хочется узнать, как это происходит? Ну что же, это сопгем просто. Напишите на листке буМаги 15 имен, например так: Рис. 11. Схема кибернетического отгадчика Теперь расположите в таком порядке: имена в четыре колонки Если вы укажете, в каких колонках написано ваше 1. Нна 2. Миша 3. Аня 4. Саша 5. Яша 6. Вова 7. Петя 8. Зоя 9. Рита 10. Катя 11. Лида 12. Женя 13. Коля 14. Олег 15. Юра имя, его тотчас можно назвать. Например: Во второй и в третьей — Вова. В первой и в третьейи — Яша. Во второй, а третьей я четвертой — Олег. Вы поняли, как это Ьолучается? Правда, просто? Теперь попробуйте сами. Не получилось? Откроем вам секрет. В колонках написаны имена, а каждая колонка зашифрована определенным числом: первая колонка вторая 2, третья 4, а четвертая 8, то есть: 1 — 2 — 44-8. Напишите ?ти цифра: над колонками и вернемся к нашему примеру: 2 + 4 = 6. Шестой в списке — Вова. 1 -f- 4 = 5. Пятый в списке Яша. 2-]-4+ 8 = 14. Под этим номером записан Олег. А если имя окажется только в первой колонке, тог да ваше имя Нина. Понятен секрет этой игры? Оказывается, для правильного ответа достаточно только сложить цифры над колонками и посмотреть, кто записан под числом, составляющим сумму указан ных цифр. Если вы хотите узнать, как ведется распределений по колонкам, внимательно разберитесь в таблиц шифра. Составив такую таблицу, вы легко можете заполнит» колонки именами, названиями кинокартин, географическими нз.ваниями и т. п. ОТГАДЫВАЕМ САМИ Из плотной бумаги или картона вырежьте четыре карточки размером 250X100 мм и на этих карточках крупными буквами напишите колонки с именами. Затем сделайте, как показано на рис. 9, небольшой наклонный стенд. В верхней лицевой части (наклонной) панели смонтируйте патрончики для четырех лампочек от карманного фонарика. Ниже лампочек укрепите карточки с именами, а под карточками просверлите четыре отверстия и установите в них тумблеры. Лампочки и тумблеры соедините проводами, как показано на схеме. Внутри стенда поместите источник питания: батарейку для карманного фонарика или понижающий I трансформатор (они подключаются в точках а, в). Вверху поместите еще одну карточку с вопросом (к примеру, «Как вас зовут?»), а внизу напишите название игры «Всезнайка». Потренируйтесь, выучите таблицу, а затем пригласите сыграть с вами товарищей. При составлении карточек можно придумать различные вопросы и ответы на них. Это могут быть вопро- сы о возрасте, о вашем классе, о названиях музыкаль-I ных произведений, кинокартин и многие другие из разных областей искусства, науки и техники. Ответы на них можно зашифровать, заменив крестики в таблице от- ветами на заданный вопрос. А для того, чтобы шифр было бы еще труднее опре- делить, переставьте ответы (как это сделано с имена- ми) внутри каждой колонки так, чтобы одинаковые ответы оказались в разных строчках. Кроме того, можно поменять колонки местами, например так: 2 8 14 Теперь даже тот, кто и знает секрет игры, не сможет сразу отгадать шифр колонок. ИГРАЮЩИЙ АВТОМАТ Собрали мы «Всезнайку», и работает наш прибор неплохо, да вот беда — нужно все время стоять около прибора и после включения лампочек самому давать ответы. Не живой он какой-то! А нельзя ли сделать так, чтобы прибор сам работал, как «играющий автомат»? Можно! Общий вид такой установки показан на рис. 10, а ее схема — на рис. 11. Для сборки прибора вам понадобятся четыре ключа телефонного типа, имеющие три положения. На схеме показано положение, при котором ручки всех ключей подняты вверх. Как видно на схеме, нужно подобрать ключи с нормально разомкнутыми контактами. Обычно такие ключи выпускаются с двумя рядами контактных пластин. В ключах К, К2, К5 используется только один ряд, а в ключе К — оба ряда. Рис. 10. Кибернетический отгадчик На лицевой панели прибора (рис. 10) эти ключи монтируются под карточками. Над карточками установлены четыре лампочки Л17-Л20. Они показывают положение ключей: если ручка ключа находится в нижнем положении, — лампочка включена. В верхней части панели монтируется световое табло. Световое табло состоит из пятнадцати ячеек, в которых смонтированы лампочки Л15. Эти лампочки при включении освещают напросвет ячейки светового табло, на которых написан текст с ответами на вопросы (например, имена). Работает кибернетический отгадчик так. Сначала включается тумблер Вк, и загорается лампочка Л]в, освещающая напросвет световое табло «Прибор включен». Затем, руководствуясь правилами (их нужно написать на листе плотной бумаги и укрепить в левом нижнем углу панели), под карточками, на которых написан ответ, ручка ключа опускается вниз, а под карточками, на которых ответа нет, — поднимается вверх. Остается только нажать кнопку К — «ответ», и на верхнем световом табло лампочка загорится в соответствующей ячейке и осветит текст ответа! Питание прибора можно осуществить от сети через трансформатор, или от батареи сухих элементов или аккумуляторов. Батарея подключается в точках а — в (вместо трансформатора), при этом лампочка Л16 отключается. ПРИМЕЧАНИЕ. Кибернетический отгадчик можно усовершенствовать, если сделать следующие изменения: 1. Количество ответов мскно увеличить до 32, если с ответами, менить электромагнитными сделать, рассказано в жур-1964 г.). 2. Ключи К-К можно реле и кнопками (как это нале «Юный техник», № 11, 3. Карточки с ответами сменными. Это дает возможность по прошествии которого времени быстро изменять программу вопросов и ответов. Если вы хотите более подробно познакомиться t работой кибернетических игровых приборов, рекомендуем вам прочитать следующие статьи и книги. 1. Борисов Е. Г. — Играющий автомат, журнал «Юный техник», № 4, 1961 г 2. Богатырев А. — Логические машины, журнал «Юный техник», № 5, 1964 г. 3. Верхало Ю. Н. — Логическая игровая установка. Сборник «Техническое творчество Ленинградских школьников», М., «Детский мир», 1962 г. 4. Верцайзер А., Миронов Л. — Кибернетическая игра. «Юный техник», № 5, 1964 г. 5. Касаткин В. Н. — От искры — к костру. Альманах «Юный моделист конструктор», выпуск 7, М., «Молодая гвардия», 1964 г. 6. Комский Д. — Играющий автомат. Альманах «Юный моделист-конструктор», выпуск 4, М., «Молодая гвардия», 1963 г. 7. Крайзмер П.П. — Техническая кибернетика. М. — Л., «Энергия», 1964 г. 8. Шадринцев И. С. — Что такое кибернетика. М., «Воениздат», 1963 г.
|
