Dadu Digital DIY: 6 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:55

Instruksi ini menjelaskan cara mendesain Digital Dice, generator angka acak yang benar dari 1 hingga 6. Perangkat ini dapat digunakan sebagai pengganti dadu yang biasa digunakan. Ini memiliki layar LED 7-segmen 1 digit dan dua tombol: "Jalankan" dan "Tampilkan Sebelumnya". Digital Dice dapat ditenagai dari satu baterai CR2032. Ini tidak memiliki sakelar daya karena konsumsi daya yang sangat rendah saat idle.

Di bawah ini kami menjelaskan langkah-langkah yang diperlukan untuk memahami bagaimana chip GreenPAK telah diprogram untuk membuat Digital Dice. Namun, jika Anda hanya ingin mendapatkan hasil pemrograman, unduh perangkat lunak GreenPAK untuk melihat File Desain GreenPAK yang sudah selesai. Colokkan GreenPAK Development Kit ke komputer Anda dan tekan program untuk membuat IC khusus untuk mengontrol Digital Dice Anda.

Langkah 1: Arsitektur Perangkat

Desain terdiri dari blok-blok berikut:

• Pembangkit Entropi
• Daftar Pergeseran Umpan Balik Linier
• Dekoder Biner ke 7-Segmen
• Unit Kontrol
• Pengaturan Sel Makro

Langkah 2: Generator Entropi

Generator entropi dibangun dari empat osilator asinkron. Dua di antaranya dibangun menggunakan LUT loop tertutup terbalik dengan delay (1 MHz dan 6,5 MHz). Dua lainnya adalah OSC1 GreenPAK (2,048 MHz bersama dengan pembagian 3) dan OSC2 (25 MHz dibagi 2).

Memasukkan beberapa sinyal clock asinkron ke gerbang XNOR sudah cukup untuk mendapatkan sinyal yang tidak terduga pada outputnya (noise atau entropi). Tetapi sel makro dalam SLG46826V memungkinkan pembuatan solusi yang lebih rumit. Menggunakan satu lagi osilator dan DFF, kami mendapatkan sinyal yang sepenuhnya acak.

Langkah 3: Daftar Pergeseran Umpan Balik Linier

LFSR 3-bit dibangun menggunakan tiga DFF dan satu gerbang XNOR. Blok ini dengan setiap jam input menghasilkan angka pseudo-acak 3-bit. Di sini, alih-alih pulsa clock, sinyal noise masuk ke input LFSR, menghasilkan angka 3-bit acak yang sebenarnya.

Langkah 4: Dekoder Biner ke 7-Segmen

Untuk mengonversi bilangan acak 3-bit yang dihasilkan oleh LSFR, dekoder Biner ke 7-segmen digunakan, lihat Gambar 3. Dekoder dibangun dari LUT 3-bit.

Langkah 5: Unit Kontrol

Unit kontrol adalah bagian dari perangkat yang dirancang untuk memulai dan menghentikannya setelah periode 3 detik. Dua pin dikonfigurasi sebagai input dan dua tombol harus dihubungkan dari VDD ke pin tersebut. Saat tombol "Jalankan" ditekan, perangkat terus menghasilkan angka acak. Tepat setelah tombol dilepaskan, generasi berhenti dan LFSR mengunci outputnya. Dekoder selanjutnya menggerakkan tampilan 7-segmen. Setelah periode 3 detik, Digital Dice menjadi idle. Perangkat masih menyala, tetapi karena semua osilasi telah dimatikan, konsumsi arus sangat rendah. Ini memungkinkan perangkat untuk "mengingat" nomor acak yang terakhir dibuat. Jika tombol "Tampilkan Sebelumnya" ditekan, nomor acak terakhir yang dihasilkan akan ditampilkan hingga tombol dilepaskan. Karena Digital Dice dirancang untuk menggantikan dadu biasa, LUT12 3-bit digunakan untuk memulai ulang ketika "0" atau "7" muncul. Ini memastikan perangkat akan menghasilkan nomor acak dalam kisaran 1 hingga 6.

Langkah 6: Pengaturan Macrocell

Untuk setiap sel makro, pengaturan mengacu pada tabel di atas.

Kesimpulan

Digital Dice dapat digunakan sebagai pengganti dadu biasa di kasino atau saat memainkan game lain yang membutuhkan dadu. Ini memiliki generator entropi yang terus-menerus menghasilkan angka acak 3-bit saat tombol "Jalankan" ditekan. Ini berhenti dan menampilkan hasilnya hanya ketika tombol dilepaskan, sehingga faktor manusia juga mempengaruhi angka acak yang dihasilkan. Empat osilator asinkron bersama dengan variabilitas penekanan tombol manusia membuat perangkat sepenuhnya dan tidak dapat diprediksi.