Схема. Прибор для измерения времени реакции человека

В этом приборе микроконтроллер выполняет все основные функции, а именно, подаёт тестовые сигналы, измеряет время реакции, выводит информацию на буквенно-цифровой индикатор и хранит её в своей энергонезависимой памяти (EEPROM). Прибором управляют с помощью одной кнопки, нажатиями на которую последовательно переключают режимы работы. Нажатие сопровождается звуковым сигналом.

Схема прибора показана на рис. 1. Тактовая частота микроконтроллера стабилизирована кварцевым резонатором ZQ1. Его частота (4,096 МГц) выбрана так, чтобы было удобно использовать её для измерения временных интервалов. К линии порта RA0 (вывод 17) микроконтроллера через токоограничивающий резистор R3 подключена кнопка SB1. Если её контакты разомкнуты, на этой линии порта присутствует низкий уровень, если замкнуты — высокий. Для отображения информации применён ЖКИ HG1 со встроенным контроллером. Он отображает две строки по шестнадцать символов в каждой и снабжён светодиодной подсветкой.

Управление индикатором осуществляет микроконтроллер DD1 по линиям RB0, RB1 и RB4—RB7, загрузка данных происходит полубайтами. Подборкой резистора R7 устанавливают желаемую контрастность изображения. На линии порта RB2 формируется сигнал управления полевым транзистором VT1, который включает (выключает) подсветку ЖКИ, резистор R6 — токоограничивающий. На линии порта RB3 формируется импульсный сигнал частотой 4 кГц, который через резистор R4 поступает на акустический излучатель НА1.

Питают устройство от внешнего источника постоянного или переменного напряжения 8… 12 В, потребляемый ток не превышает 130 мА. Диодный мост VD1 выпрямляет переменное напряжение или подводит постоянное напряжение к элементам устройства в требуемой полярности. Напряжение питания микроконтроллера и ЖКИ стабилизировано интегральным стабилизатором DA1, конденсаторы С1—СЗ, С6, С7 — сглаживающие. После подачи питающего напряжения происходит считывание данных из EEPROM микроконтроллера. Звучит короткий однократный звуковой сигнал и включается подсветка индикатора HG1. В его верхней строке появляется надпись «Record Рекорд» (рис. 2). Справа выводится лучший результат текущего сеанса — при первом включении это максимально возможный измеряемый временной интервал — 9,999 с. Слева — лучший результат за всё время работы прибора, при первом включении также 9,999 с.

До нажатия кнопки SB1 происходит генерация значения длительности предстартовой паузы. Она составляет от 1 до 8,2 с и носит случайный характер. После нажатия на кнопку SB1 и её отпускания начнётся отсчёт предстартовой паузы, сброс информации ЖКИ, отключение его подсветки. Затем акустический излучатель подаёт однократный звуковой сигнал. По истечении паузы наступает момент старта — включается подсветка ЖКИ, звучит звуковой сигнал (раздражители, на которые реагирует испытуемый) и начинается отсчёт времени. Прибор измеряет время реакции в интервале 0.001 …9,999 с шагом 0,001 с.

Если испытуемый не нажимает на кнопку в течение 9,999 с, звуковой сигнал прекращается и прибор переходит в исходное состояние когда отображаются лучшие результаты. При нажатии на кнопку в течение указанного временного интервала происходит остановка счёта, звуковой сигнал отключается. На верхней строке ЖКИ появляется надпись «Reaction Реакция», на нижней слева — число измерений (максимум 255), справа — измеренное время реакции (рис. 3). Далее проводятся сравнения полученного результата с лучшими результатами за текущее и за всё время работы прибора. При фиксации нового рекорда происходит перезапись данных в EEPROM микроконтроллера. После нажатия на кнопку SB1 и её отпускания прибор переходит в исходное состояние. Если нажать на кнопку до момента старта (фальстарт), зазвучит двукратный звуковой сигнал, включится подсветка ЖКИ и в верхней строке появится надпись «F.start Ф. старт». Через несколько секунд прибор перейдёт в исходное состояние.

Элементы устройства монтируют на печатной плате из односторонне фольгированного стеклотекстолита, чертёж которой показан на рис. 4. Применены резисторы МЛТ, С2-23, оксидные конденсаторы — импортные, остальные — К10-17. ЖКИ подойдёт любой из серии WH1602x со светодиодной подсветкой, но следует учесть, что нумерация выводов светодиодов подсветки может быть другой. Стабилизатор L7805ABV заменим стабилизатором 7805 или КР142ЕН5А. При напряжении питания более 10 В он может сильно разогреваться, если это так, его необходимо установить на теплоотвод площадью несколько квадратных сантиметров. Акустический излучатель — пьезокерамический РКМ22ЕРР-40 или аналогичный с резонансной частотой 4 кГц. Диодный мост можно заменить любым из серии 2Wxx, гнездо питания — DS-261B, кнопка — любая с самовозвратом, например, TS-A6PS-130, ПКн159, её устанавливают на отдельную печатную плату или крепят на корпусе устройства. ЖКИ крепят к плате втулками и винтами с гайками МЗ. Соединения проводят с помощью отрезков изолированных проводов. Налаживание устройства сводится к установке требуемой контрастности ЖКИ.

Прилагаемые файлы:   reaction.zip

А. КОВАЛЕВ, г, Надым, Ямало-Ненецкий АО
«Радио» №3 2012г.