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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Automatischer Schießstand aus der DENDY-Pistole. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Anfänger Funkamateur [Bei der Verarbeitung dieser Anweisung ist ein Fehler aufgetreten.] Kann man mit einer berühmten Videospielpistole genauer schießen? Natürlich ist es möglich, dass der Autor des vorgeschlagenen Artikels antwortet, wenn dieser fertiggestellt ist. Zwar wird jetzt weniger die Genauigkeit des Treffers als vielmehr die Reaktionsgeschwindigkeit auf das Erscheinen des Ziels bewertet. Aber Sie müssen zugeben, dass dies auch die wichtigste Fähigkeit eines Jägers ist! Beim Kauf einer mit „DENDY“ kompatiblen Video-Set-Top-Box wird sich ein sorgfältiger Besitzer sicherlich fragen, ob eine Light Gun im Lieferumfang enthalten ist. Die Rechnung ist einfach: Egal wie lange die Video-Set-Top-Box gedient hat, die Waffe wird für Kinder immer nützlich sein wie ein gewöhnliches Spielzeug. Allerdings macht die Light Gun im TV-Spiel nicht nur Spaß, sondern ist auch ein Element des Schießsimulators. Die Entwicklung des Auges, das Training visueller und auditiver Reaktionen sowie der Erwerb erster Fähigkeiten im Umgang mit Waffen sind die grundlegenden Unterschiede zwischen Pistolenspielen und Computerkämpfen. In den 70er und 80er Jahren waren elektronische Schießstände ein unverzichtbarer Bestandteil der Arbeit von Funkkreisen. Mit dem Aufkommen von Fernsehschießbuden und Video-Set-Top-Boxen mit Lichtkanonen hat sich die Situation geändert. Tatsächlich ist es jetzt möglich, die Computer- und Softwareform von Zielen, die Flugbahn und Geschwindigkeit ihrer Bewegung und sogar die umgebende Landschaft flexibel zu ändern. Leider gibt es für die Lichtpistole „DENDY“ nicht so viele Spielprogramme. Die bekanntesten davon sind „DUCK HUNT“ („Entenjagd“), „WILD GUNMAN“ („cooler Shooter“), „CLAYSHOOTING“ („Knock Down the Plate“). Das Hauptinteresse bei Schießspielen besteht darin, die Bewegung von Zielen schrittweise zu beschleunigen. Mit jeder Runde (Stufe) wird es immer schwieriger zu spielen. Viele sehen den letzten Teil des Spiels nicht. Und doch gibt es eine Möglichkeit, das Ziel hundertprozentig zu erreichen, was ein interessantes logisches und technisches Problem darstellt. Um dies besser zu verstehen, ist es notwendig, die in der Lichtkanone ablaufenden Prozesse etwas genauer zu betrachten. Wer schon einmal aus Neugier eine Lichtpistole zerlegt hat, dem ist eine kleine Leiterplatte mit Funkelementen im Inneren aufgefallen. Alle Arten von DENDY-Pistolen-Stromkreisen passen in eine einfache Struktur (Abb. 1). Ein flexibles vieradriges Kabel mit einer X1-Buchse am Ende verbindet die Pistole und die Videokonsole. Der „LIGHT“-Kreis überträgt Informationen über die Beleuchtungsstärke des VT1-Fotosensors, der „GUN“-Kreis ist der NC-Kontakt des Pistolenauslöseknopfes SB1, „+ 5V“ – Strom, „GND“ – ein gemeinsamer Draht.
Die Signale „LIGHT“ (Beleuchtung) und „GUN“ (Schuss) werden in die Video-Set-Top-Box an die Eingänge von Logikelementen eingespeist. Diese Signale sind nicht elektrisch miteinander verbunden. Ein typisches Oszillogramm des „LICHT“-Signals beim Richten der Waffe auf das Ziel während des Spiels ist in Abb. dargestellt. 2. Wie Sie sehen können, erfasst dieses Signal Impulse mit der Bildrate des Fernsehgeräts, und die Impulse im linearen Abschnitt sind umso größer in der Amplitude, je höher die Helligkeit des Ziels auf dem Fernsehbildschirm und je geringer der Abstand zum Ziel ist Fernsehen zur Waffe.
Die Aussagekraft des Signals liegt zum einen in der Amplitude und zum anderen in der Lage des Impulses auf der Zeitachse. Theoretisch ist es nicht besonders schwierig, den Video-Set-Top-Box-Prozessor zu „täuschen“, indem er speziell erzeugte Impulse mit ausreichend Pegeln liefert, um Logikelemente anstelle von „LIGHT“ und „GUN“ auszulösen. Um von der Theorie zur Praxis zu gelangen, ist es notwendig, den allgemeinen Algorithmus von Pistolenspielen zu verstehen. Betrachten wir zu diesem Zweck die Logik der Entwicklung eines der aufregendsten Spiele für eine leichte Waffe – „CLAY SHOOTING“ – einen Simulator für das Schießen von Tontaubenzielen mit zwei Skeets. Die Platten fliegen abwechselnd zu einem beliebigen Zeitpunkt, in einem unvorhersehbaren Winkel und mit einer zufälligen Pause zwischen dem Abheben der ersten und zweiten Platte vom unteren Rand des Fernsehbildschirms heraus. Die Aufgabe des Spielers besteht darin, die Pistole genau auf das Ziel zu richten und den Abzug zu betätigen, bevor die Platte über den Horizont „fällt“. Erste Beobachtung. Wenn Sie sich den Moment des „Schusses“ genau ansehen, werden Sie feststellen, dass unmittelbar nach dem Drücken des Auslösers der Fernsehbildschirm für einen Moment schwarz wird, das Bild der Platte durch ein helles weißes Rechteck ersetzt wird und anschließend das Spielbild wird wiederhergestellt und der Schütze sieht, ob er das Ziel getroffen hat oder nicht. Offensichtlich handelt es sich bei einem weißen Zielrechteck auf dunklem Hintergrund um ein kontrastreiches Testbild, das garantiert vom Fotosensor der Waffe erfasst wird. Zweite Beobachtung. Wenn die Waffe in die Nähe des auf maximale Helligkeit eingestellten Fernsehbildschirms gebracht wird, wird anstelle einer Verbesserung der Treffergenauigkeit der gegenteilige Effekt beobachtet: Keiner der Schüsse erreicht das Ziel. Dies deutet auf die Existenz einer Schutzzone und eines speziellen Entscheidungsalgorithmus hin. Dritte Beobachtung. Das Oszillogramm des „LIGHT“-Signals (Abb. 2) enthält aufgrund der Trägheitseigenschaften der Bildröhre keine Komponenten mit einer horizontalen Abtastperiode des Fernsehgeräts von 64 μs. Das bedeutet, dass die Aktionen im Spielpistolenprogramm mit den Personalimpulsen synchronisiert werden müssen. Anhand von drei Beobachtungen können wir uns den Algorithmus des Programms „CLAYSHOOTING“ vorstellen (Abb. 3). Zunächst analysiert das Programm die Dauer eines einzelnen Pegels des „GUN“-Signals, was die Tatsache bestimmt, dass der Auslöser gedrückt wird. Wenn die Dauer länger als T1 ist, handelt es sich nicht um einen versehentlichen Eingriff, nicht um ein „Abprallen“ mechanischer Kontakte, sondern um einen „Schuss“.
Nach Ablauf der T2-Zeit wird der Fernsehbildschirm vollständig dunkel. Das Programm beginnt mit der Analyse des Signals „LICHT“, das während T3 im Zustand logisch Null sein sollte. Dadurch wird eine Schutzzone gebildet, die die Störfestigkeit des Systems erhöht und ein Treffen des Ziels aus sehr geringer Entfernung nicht zulässt, da der Fotosensor der Pistole durch ein schwaches Leuchten des dunklen Bildschirms währenddessen einen Fehlalarm aufzeichnen kann T3. Im nächsten Schritt wird das Signal „LICHT“ während der Zeit T4 analysiert und bei Erreichen eines einzelnen Pegels entschieden, das Ziel genau zu treffen und umgekehrt. Die hohe Helligkeit und der hohe Kontrast des Testbildes sind in Abb. 3 dargestellt. XNUMX mit erhöhter Amplitude und steileren Signalflanken. Der Analysezyklus endet mit der Wiederherstellung des ursprünglichen Spielbildes. Spezifische Werte von T1-T4 werden vom Spielprogramm bestimmt und können in verschiedenen Spielen unterschiedlich sein. Ein ähnlicher Algorithmus kann beim Schreiben eigener Light-Gun-Programme verwendet werden. Experimente mit der Einspeisung externer Signale von einem einzelnen Impulsgenerator an die Eingänge „LIGHT“ und „GUN“ der Video-Set-Top-Box zeigen, dass für das Spielprogramm „CLAY SHOOTING“ die Werte der algorithmischen Zeitintervalle sind ungefähr gleich CTCT2; T2=T3=T4=t, wobei t 20 ms (TV-Frame-Scan-Periode) ist. Insgesamt kann es vom Moment des „Schusses“ bis zur Fixierung eines erfolgreichen Treffers (Zeitpunkt T4) 80 bis 100 ms dauern. Nun reduziert sich das Problem auf die Entwicklung eines Geräts, das es ermöglicht, automatisch Pulssequenzen gemäß dem gefundenen Algorithmus zu generieren. Das Blockschaltbild eines solchen Geräts – eines „Schusssimulators“ – ist in Abb. 4 dargestellt. XNUMX.
Für fehlerfreie Treffer muss das Gerät über das vertikale Scansignal synchronisiert werden. Zu diesem Zweck wird ein Frame-Pulse-Separator verwendet, dessen Eingang ein vollständiges Videosignal empfängt und an den „VIDEO“-Anschluss der Spielekonsole ausgegeben wird. Eine solche Synchronisierung hilft dabei, die Position des „Aufnahmemoments“ innerhalb des Bildes eindeutig festzulegen. Der „Schüsse“-Generator sollte sowohl einzelne „Schüsse“ als auch Feuerstöße mit einstellbarer Feuerrate imitieren. Die eigentliche Bindung des Moments der „Aufnahme“ an den Beginn des nächsten Bildes erfolgt durch einen Synchronisator, von dessen Ausgang das „GUN“-Signal direkt an die Video-Set-Top-Box und das „LIGHT“-Signal geht durchläuft den verzögerten Impulsformer. Der Stromkreis des Simulators ist in Abb. dargestellt. 5. Das vom X1-Anschluss „VIDEO“ entnommene Videosignal der Set-Top-Box wird über den Filter C1R5C2R1R2R3 dem Eingang des Einzelvibrators DD2.1 zugeführt. Der Einzelvibrator erfüllt eine Doppelfunktion: Er dient als Schwellwertelement für den Synchronisationseingang C und normalisiert die empfangenen Rahmenimpulse nach Dauer (6...7 ms). Der Trimmwiderstand R2 stellt die optimale Ansprechschwelle ein, die geschätzte Spannung an seinem Motor beträgt 2,0 ... 2,4 V. Die Diode VD1 beschleunigt die Entladung des Kondensators C4.
„Schüsse“ mit einer einstellbaren Frequenz von 0,5 ... 2 Hz werden nach dem Standardschema auf den Elementen DD1.1 – DD1.4 montiert. Einzelne „Schüsse“ werden durch den Taster SB1 und den Widerstand R8 gebildet. Schaltmodi „Single“ – „Multiple“ schaltet SA1. Der Synchronisator basiert auf dem D-Trigger DD2.2. Das an seinem inversen Ausgang erzeugte Signal wird über das Pufferelement DD1.6 dem Eingang „GUN“ (X2) der Video-Set-Top-Box zugeführt. Das Signal vom Direktausgang des Triggers DD2.2 startet den Former des verzögerten Einzelimpulses an zwei Einzelvibratoren DD3.1, DD3.2. Die Verzögerung wird durch den Trimmerwiderstand R9 eingestellt. Die Impulsdauer ist auf 6...7 ms festgelegt und kann bei Bedarf über den Widerstand R10 verändert werden. Die Dioden VD2, VD3 dienen dazu, die Entladung der Kondensatoren C5, C6 zu beschleunigen. Der DD1.5-Wechselrichter ist als Element mit erhöhter Belastbarkeit ein Puffer zur Einspeisung des Signals „LIGHT“ (X2) in die Video-Set-Top-Box. Im Gerät können Sie Festwiderstände mit einer Leistung von 0,125 W oder 0,25 W, Trimmwiderstände SDR - 19a, Kondensatoren K10 - 17, KM - 56 verwenden. Dioden - jedes andere Silizium mit geringer Leistung, zum Beispiel KD509A, KD521A. Schalter SA1 - kleiner verschiebbarer PD9 - 2, PD53 - 1, wenn er nicht vorhanden ist, können Sie Klappbrücken verwenden. Der KM-1-Knopf wird als SB1 verwendet, es ist jedoch zulässig, die elektrischen Kontakte des Lichtpistolenabzugs zu verwenden. Die Teile werden auf einer Leiterplatte (Abb. 6) aus einseitigem Folienmaterial platziert. Das Design muss einen freien Zugang zu den Trimmwiderständen ermöglichen. Es ist möglich, variable Widerstände zu verwenden, die über Leiter mit den entsprechenden Pads der Leiterplatte verbunden sind.
Der Anschluss X1 ist ein Tulpenstecker, der in Kabeln zum Anschluss von Videorecordern an Fernsehgeräte mit niedriger Frequenz verwendet wird. Stecker X2 – eine 15-polige Buchse vom Lichtpistolenkabel, eine Ansicht davon von der Vorderseite ist in Abb. dargestellt. 7.
Wenn das Design vorübergehend zusammengebaut wird, können die Drähte des X2-Anschlusses direkt auf die gedruckten Leiterbahnen der Joystick-Platine im Inneren der Video-Set-Top-Box gelötet werden. Der automatische Schießstand ist mit der Video-Set-Top-Box verbunden, wie in Abb. 8 gezeigt. Der Joystick ist mit dem Hauptspielanschluss „CONTROL 1“ verbunden, der Simulator mit dem Hilfsanschluss „CONTROL 2“, wo sich die Lichtpistole befindet war zuvor verbunden.
Wenn die Video-Set-Top-Box eingeschaltet ist, wird der „Shots“-Simulator über den X2-Anschluss mit Strom versorgt, das Gerät ist betriebsbereit. Zunächst sollte der Widerstand R7 an Pin 4 des DD1.4-Elements eingestellt werden, wobei die Impulswiederholungsperiode etwa 0,9 ... 1,5 s beträgt. Als nächstes müssen Sie sicherstellen, dass an Pin 12 des Triggers DD2.1 stabile, nicht gegabelte Impulse negativer Polarität mit einer Periode von 20 ms und einer Dauer von 6 ... 7 ms anliegen, andernfalls müssen Sie einstellen diese Parameter mit Widerstand R2. Die Dauer der Impulse am Ausgang 2 des Einzelvibrators DD3.1 wird durch den Widerstand R9 im Bereich von 80 ... 100 ms eingestellt. Nun zur Vorgehensweise beim Arbeiten mit dem Simulator. Der Player muss lediglich die Kassette mit dem Programm einlegen, die Video-Set-Top-Box einschalten, mit dem Joystick das Spiel „CLAY SHOOTING“ auswählen und die „START“-Taste am Joystick drücken. Wenn der Simulator auf den Einzelschießmodus (SA1 „Single“) eingestellt ist, führt jeder Druck auf die SB1-Taste mit einem Ziel auf dem Fernsehbildschirm sofort zu einem fehlerfreien Treffer. Die Hauptsache ist, nicht zu spät zu kommen, damit das Ziel nicht hinter dem Horizont verschwindet. Wenn sich der SA1-Schalter am Simulator in der Position „Multiple“ befindet, können Sie auf dem Fernsehbildschirm einen „Cartoon“ sehen, bei dem der Schütze immer gewinnt, indem er zwei oder drei Patronen ausgibt. Geschieht dies nicht, muss noch während des Spiels die optimale Position der Schieber der Widerstände R2, R7, R9 gewählt werden. Nach etwa 20 Minuten ununterbrochener automatischer Aufnahme können Sie herausfinden, welche Überraschung die Autoren des Programms für den Spieler vorbereitet haben, der die maximal mögliche Punktzahl erreicht hat, und nach einer Weile wird die Gesamtzahl der Spielrunden bekannt. Autor: S. Ryumik, Tschernihiw, Ukraine
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