Quizschaltung

Die Schaltung

Vor ein paar Wochen hat mich ein Lehrer angesprochen, ob ich ihm nicht eine sogenannte Quizzschaltung löten könne. Er drückte mir auch ein Buch in die Hand in dem eine solche Schaltung abgebildet war:
Diese Schaltung hat vier Knöpfe - für jeden Mitspieler einen. Der, der auf eine Frage die Antwort weiß muss also seinen Knopf drücken und eine LED leuchtet bei ihm auf. Bei allen anderen, die später drücken leuchtet keine LED mehr. Erst wenn die Schaltung über einen Reset-Knopf zurück gesetzt wird, kann das Spiel wieder von vorne beginnen.

Die Lösungen in dem Buch gefielen mir allerdings nicht so ganz, da sie sehr Bauteilreich und lötintensiev gewesen wären. Eine Idee war das ganze mit einem Microprozessor zu machen, was aber eigentlich schade um das schöne Teil gewesen wäre.
Die Lösung gab mir dann ein SIEMENS-Mitarbeiter bei einem Seminar, an dem ich teilgenommen hatte...

Der Schaltplan

Die Schaltung is denkbar einfach! Oder eben nicht ganz so denkbar...sonst wäre ich wohl alleine drauf gekommen^^. Alles was man dazu benötigt sind Flipflops - soweit stand das auch im Buch - aber das besondere an diesen Fliflops ist, dass sie über ein Taktsignal erst "scharf geschaltet" werden. Das heißt, erst wenn Clock auf High ist, können diese Flipflops ihren Zustand ändern. Aber zunächst mal zum Schaltplan:



In dem Moment, in dem man die Schaltung mit 5V versorgt passiert folgendes: Durch die Widerstände an den Schaltern werden sämtliche Flipflops auf High gesetzt und somit auch die AND-Gatter an den Leuchtdioden. Die zwei vierer AND-Gatter werden nochmals über ein zwei-Eingang AND-Gatter zusammen geschlossen und gelangen zum OR-Gatter. Das OR-Gatter schaltet dann durch, wenn es an irgendeinem von seinen Eingängnen ein High hat (dabei können auch beide Eingägne High sein). Vom OR-Gatter geht es nun in den Clock-Eingang des Flipflops, was wiederum dazu führt, dass die einzelnen Flipflops ihren Zustand ändern können.
Nochmal zusammen gefasst: Das Flipflop hält sich praktisch "am Leben" indem es seine Ausgänge zusammenschließt (über die AND-Gatter) und wieder an seinen Clock schickt.

Was passiert nun aber, wenn jemand einen Schalter betätigt?
In diesem Moment wird der Eingang des einen Flipflops gegen Masse gezogen, was bewirkt, dass das Flipflop am Ausgang ebenso nach Masse durchschaltet. Dadurch geschehen jetzt zwei Dinge:
Einmal leuchtet die LED, da sie ja nun über das Flipflop mit Masse verbunden ist; zum anderen ist jetzt auch an einem Eingang des AND-Gatters ein Low. Dies führt wiederum dazu, dass das AND-Gatter seinen Ausgang ebenso auf Low legt. Dieser Pegel kommt nun auch an das OR-Gatter, was nun auch sperrt, da weder vom AND-Gatter noch vom Schalter S9 ein High anliegt. Da nun vom OR-Gatter kein High mehr an den Clock-Pin des Flipflops gelangt behalten alle anderen Flipflops ihren momentanen Pegel. Die anderen Schalter sind also gesperrt.
Um das ganze nun wieder zurücksetzen zu können ist der Schalter S9 da. Wird er gedrückt, so ist der Eingang des OR-Gatters nicht mehr mit GND verbunden und Schaltet seinen Ausgang wieder auf High. Nun kann das ganze Spiel wieder von vorne beginnen.

Da das ganze, was ich jetzt mühsam erklährt habe, wesentlich schneller als meine Ausführungen von statten geht, wird also garantiert immer derjenige gewinnen, der auch tatsächlich zuerst seinen Knopf gedrückt hat... Somit wird es also beim nächsten Quizz keinen Streit mehr geben, wer die Antwort als erster gewusst hat So zu guter letzt wie immer noch die Datenblätter der einzelnen Chips (achja und nicht vergessen: jeder Chip sollte einen 100nF Kondensator an +5V und GND haben um etwaige Spannungsschwankungen oder Rauschen auszufiltern)

74LS373N - Octal D type transparent LATCH, edge triggered
74LS21 - Dual 4-input AND gate
74LS08 - Quad 2-input AND gate
74LS32 - Quad 2-input OR gate

Nachgebaut:

Von Sascha A. habe ich ein Bild seines Aufbaus zugeschickt bekommen. Er hat das ganze für ein Quiz bei seinem Musikverein aufgebaut. Die großen Buzzer sind beleuchtet und entsprechend leuchtet die 1, 2, oder 3 wenn einer gedrückt wurde. Zusätzlich gibt es noch die kleinen Handdrücker für Einzelspieler. Alles in allem ein richtig hübscher Aufbau und ich danke für das Bild:

Ein paar weitere Fotos haben mich von Erwin L. erriecht, der die Quizschaltung für seinen 70. Geburtstag nachgebaut hat. Wenn man sich die ganze Löterei sparen will, dann läuft die Schaltung, wie man sieht, auch 1-A auf einem Steckbrett:

Wie immer, vielen Dank für die Bilder und ich hoffe, ihr hattet ordentlich Spaß beim Quizen