Zufallsschaltungen sind elektronische Schaltungen, bei denen man den Ausgang innerhalb bestimmter Grenzen (z.B. Zahlen/Augen 1 bis 6) nicht vorhersagen kann. Wie schon angedeutet wäre ein elektronischer Würfel ein Beispiel für eine solche Zufallsschaltung. Ich habe hier einige unterschiedliche Schaltungen zusammengetragen.
Elektronischer Würfel
Mit dieser Schaltung könnte man u.a. das Gesetz der großen Zahlen überprüfen, wonach sich die relative Häufigkeit h für ein bestimmtes Ereignis für eine große Anzahl an Wiederholungen der Wahrscheinlichkeit p nähert. Wiederholt man z.B. den einmaligen Würfelwurf sehr oft, so strebt die relative Häufigkeit für die Augenzahl 4 gegen p = 1/6. 
Roulette
Auch diese Schaltung benötigt unter anderem den IC CD4017, einen sog. Dekadenzähler.
Kopf oder Zahl – Münzwurf
Bei dieser Zufallsschaltung gibt es wie beim Münzwurf nur zwei Ausgänge, Kopf oder Zahl. Gefunden habe ich die Schaltung im Buch “Getting started in electronics” von Forrest Mims, einen US-amerikanischen “Bastler” ähnlich verrückt wie ich 😉
Der 4-fach NAND-Gatter IC CD4011 fungiert hier als flip-flop…
Auch mit dem Arduino und der Funktion random( ) lassen sich beliebige “Zufallsschaltungen” realisieren.
Quelle: https://www.arduino.cc/reference/en/language/functions/random-numbers/random/
Hier ein extrem einfaches Programm zur Simulation des Münzwurfs:
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int n, Treffer; void setup() { Serial.begin(9600); Treffer = 0; n = 0; } void loop() { n++; if(random(2) == 1) { Treffer++; } Serial.print(n); Serial.print(": "); Serial.print(Treffer); Serial.print(" rel. Haeufigkeit: "); Serial.println(1.0 * Treffer/n); delay(500); } |
Trägt man die relative Häufigkeit für z.B. “Kopf” gegen die Anzahl der Würfe auf, so erkennt man das “Gesetz der großen Zahlen“, indem die relative Häufigkeit h mit zunehmender Anzahl an Würfen immer näher zur tatsächlichen Wahrscheinlichkeit p (in diesem Fall p = 1/2) rückt.
