Электронный экзаменатор

Электронный экзаменатор (ЭЭ) предназначен для приема экзаменов, контрольных работ и закрепления знаний обучаемых при изучении нового материала. Для работы с электронным экзаменатором используются контрольные билеты с десятью вопросами и пятью ответами на каждый вопрос, причем один из ответов — правильный. Кодирует ответы преподаватель.

Рис. 1. Принципиальная схема электронного экзаменатора

ЭЭ с выборочным ответом исключает возможность подбора правильного ответа (поочередным нажатием кнопок). Достигается это применением двух узлов памяти, один из которых фиксирует правильные ответы, а другой — неправильные. Их количество учитывается при общей оценке за ответ на билет.

Принципиальная схема ЭЭ представлена на рис. 1. Экзаменатор состоит из кодирующего устройства, выполненного на переключателях SA1 — SA10 и разделительных, диодах VD4 — VD13; узлов фиксации подсчета и памяти правильных ответов (DD4, DD5, DD6.1, DD6.2, DD8, DDI0.1, DD18, DD17) и неправильных ответов (DD6.3, DD6.4, DD7.2, DD7.3, DD9, DD10.2, DD21,

DD22); устройств индикации правильных ответов (DD15.3, HL2), неправильных ответов (DD7.4, HL1), результатов сдачи (успешной сдачи DD11.1, DD11.2, DD14, DD13.1, HL4), (неуспешной сдачи — не сдал DD11.4, DD11.3, HL3); узла блокировки — против не санкционированных действий, выполненного на элементах DD12.1, DD12.2.

В соответствии с контрольным билетом преподаватель находит в своем справочном листке пятизначный код ответов и, согласно ему, кодирует переключателями SA1 — SA10 ответы на кодирующем устройстве ЗЭ, а затем проводит ЭЭ в исходное состояние кратковременным нажатием кнопки SB7 Сброс. Переключатели SA1—SA10 и SB7 устанавливают в доступном только для преподавателя месте.

Счетчики DD18, DD21 и DD19 устанавливаются в нулевое состояние и снимается блокировка со входов счетчиков DD18, DD21. При установке счетчика DD19 в нулевое состояние с выхода 1 дешифратора DD20 логический 0 поступает через согласующий элемент DD22.1, разделительный диод VD4, соответствующую шину (в зависимости от положения переключателя SA1) на узел фиксации правильных и неправильных ответов. При этом светится HL5, сигнализирующий о том, что необходимо отвечать на первый вопрос.

В узле фиксации правильных ответов логический О инвертируется на соответствующем элементе (DD4.1, DD4.3, DD5,1, DD5.3, DD6.1) и логическая 1 поступает на соответствующую схему совпадения, выполненную на элементах DD4.2, DD4.4, DD5.2, DD5.4, DD6.2. В узле фиксации неправильных ответов логический 0 подается непосредственно на схемы совпадения (DD6.3, DD6.4, DD7.1, DD7.2, DD7.3). Отвечая на первый вопрос, экзаменуемый нажимает одну из пяти кнопок SB1 — SB5. На элементах DD1, DD2, DD3.1, DD3.2 выполнены RS-триггеры, исключающие влияние дребезга контактов. Логическая 1 с RS-триггера поступает на соответствующую схему совпадения узлов фиксации правильных и неправильных ответов. Если нажата кнопка правильно, то произойдет совпадение в узле фиксации правильных ответов, в противном случае — в узле фиксации неправильных ответов.

Со схем совпадения узлов фиксации ответов (в зависимости от того, в каком узле произошло совпадение) Логический 0 подается на входы счетчиков. DD18, DD21 через DD8, DD10.1 или DD9, DD10.2 соответственно. При этом, если произошло совпадение в узле фиксации правильных ответов, загорается HL2 и счетчик DD18 перейдет в следующее положение (в противном случае — HL1 и счетчик DD21). В устройстве индикации правильных ответов на входе элемента DD15.3 установлено устройство задержки фронта для расширения импульса, действующего на счетчик, так как после ответа на первый вопрос при нажатии одной из пяти кнопок SB1 — SB5 вход счетчика DD18 блокируется RS-триг-гером, выполненным на элементах DD12.1, DD12.2. Вход счетчика DD21 не подвергается блокировке. При несанкционированных действиях (НСД), например при повторном нажатии или переборе кнопок, счетчик правильных ответов считать не будет, так как вход счетчика заблокирован (при нажатии повторно кнопки правильного ответа будет высвечиваться HL2). Счетчик DD21 будет фиксировать неправильные ответы.

После ответа на первый вопрос экзаменуемый нажимает на кнопку SB6, счетчик DD19 переходит в следующее положение и соответственно логический 0 с вывода 2 дешифратора DD20 поступит на согласующий элемент DD22.2. При этом высветится светодиод HL6, индицируя необходимость отвечать на второй вопрос. Далее работа ЭЭ происходит как и в предыдущем случае.

При обучении водителей автотранспорта допустима одна ошибка при ответе на десять вопросов. При использовании ЭЭ в других целях или в начале периода обучения водителей допустимый порог ошибок можно устанавливать переключателем SA12, соответственно переключателем SA11 устанавливается минимальное количество ответов, которые необходимо сделать правильно, чтобы общий ответ был оценен положительно.

Если ошибок больше, чем допустимо при ответе, е дешифратора DD16 через переключатель SA12 логический О подается на элементы DD11.4, DD1I.3; при этом высветится светодиод HL3 и вход счетчиков заблокируется. На элементе DD11.3 на входе имеется задержка фронта импульса для исключения ложных срабатываний счетчика DD21 при переходных процессах в дешифраторе.

При положительном ответе логический 0 с дешифратора DD17 через DD11.1, DD11.2 блокирует входы счетчиков и снимается блокировка с устройства успешной сдачи, но светодиод не светится, так как информация высветится только по окончании ответа на все десять вопросов.

Рис. 2. Подключение сигналь* ной лампочки

При ответе на десятый вопрос с вывода 11 дешифратора DD20 логический 0 подается на элемент DD14,1, тем самым снимается блокировка с устройства успешной сдачи, и при поступлении логического 0 независимо с DD7.4 или DD15.3 на DD14.3 RS-триггер на элементах DD13.1, DD14.4 установится в положение логического 0 на выводе 6 DD13.1. Светодиод HL4 высветит итог успешной сдачи.

Детали и конструкция. ЭЭ реализован на микросхемах 155 серии за исключением дешифраторов. Допустимо использование микросхем серий 133, 134. Постоянные резисторы — типа УЛМ, МЛТ.

Правильно собранный из исправных деталей ЭЭ налаживания не требует. При отсутствии светодиодов можно применить лампочки накаливания, для чего необходимо установить схему согласования, опубликованную в сборнике В помощь радиолюбителю, вып. 78, 1982, с. 75 (рис. 2). Тиристор КУ201Д можно заменить на К.У101Г, Е, если использована лампочка СМ 28-1,5. Соответственно необходимое напряжение для питания лампочек — 28 В. Для питания микросхем подойдет источник питания +5 В с током нагрузки не менее 500 мА.

Возможности ЭЭ можно расширить, т. е. увеличить количество вопросов до пятнадцати. Для этого необходимо вместо DD19 (К155ИЕ2) применить К155ИЕ5, вместо DD20 (К134ИД6) — К155ИДЗ. В сборнике В помощь радиолюбителю, вып. 91, 1985, с. 65 на рис. 1 приведена схема включения счетчика К155ИЕ5 и дешифратора К155ИД3. Соответственно необходимо увеличить количество сопрягающих элементов и переключателей в кодирующем устройстве.