Автоматический тир из DENDY-пистолета. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Начинающему радиолюбителю

 Комментарии к статье

[an error occurred while processing this directive]

Можно ли из пистолета известной видеоигры стрелять более метко? Конечно, можно, отвечает автор предлагаемой статьи, если доработать его. Правда, теперь будет оцениваться не столько точность попадания, сколько скорость реакции на появление цели. Но согласитесь - это тоже важнейшая способность охотника!

При покупке видеоприставки, совместимой с "DENDY", рачительный хозяин обязательно поинтересуется, входит ли в комплект поставки световой пистолет. Расчет простой - сколько бы ни прослужила видеоприставка, а пистолет всегда пригодится детям как обычная игрушка.

Однако световой пистолет в телевизионной игре не только забава, но и элемент стрелкового тренажера. Развитие глазомера, тренировка зрительной и слуховой реакции, а также получение начальных навыков обращения с оружием - это принципиальные отличия пистолетных игр от компьютерных боевиков.

В 70-80-х годах стрелковые электронные тиры были непременным атрибутом работы радиокружков. С появлением телевизионных тиров и видеоприставок со световыми пистолетами ситуация изменилась. Действительно, теперь появилась возможность гибкого изменения компьютерной и программной формы целей, траектории и скорости их движения и даже окружающего ландшафта.

Игровых программ для светового "DENDY"-пистолета, к сожалению, не так много. Наиболее известные из них "DUCK HUNT" ("утиная охота"), "WILD GUNMAN" ("крутой стрелок"), "CLAYSHOOTING" ("сбей тарелку").

Основной интерес в стрелковых играх заключается в постепенном ускорении движения целей. С каждым раундом (этапом) играть становится все труднее и труднее. Многим не удается увидеть финальную часть игры.

И все-таки существует способ стопроцентного попадания в цель, представляющий собой интересную логическую и техническую задачу. Для лучшего понимания зтого необходимо чуть глубже взглянуть на происходящие в световом пистолете процессы.

Каждый, кто хоть раз из любопытства разбирал световой пистолет, мог заметить находящуюся внутри небольшую печатную плату с радиоэлементами.

Все разновидности электрических схем DENDY-пистолета укладываются в простую структуру (рис. 1). Гибкий четырехпроводный шнур с розеткой Х1 на конце соединяет пистолет и видеоприставку. Цепь "LIGHT" несет информацию об уровне освещенности фотодатчика VT1, цепь "GUN" - размыкающий контакт кнопки SB1 курка пистолета, "+5V" - питание, "GND" - общий провод.

Сигналы "LIGHT" (освещение) и "GUN" (выстрел) поступают внутрь видеоприставки на входы логических элементов. Эти сигналы электрически не связаны друг с другом.

Типичная осциллограмма сигнала "LIGHT" при наведении пистолета на цель во время игры приведена на рис. 2. Как видно, этот сигнал фиксирует импульсы с частотой кадровой развертки телевизора, причем импульсы на линейном участке тем больше по амплитуде, чем выше яркость цели на экране телевизора и чем ближе расстояние от телевизора до пистолета.

Информативность сигнала заключается, во-первых, в амплитуде, а во-вторых, в местоположении импульса на временной оси.

Теоретически не представляет особой сложности "обмануть" процессор видеоприставки, подавая вместо "LIGHT" и "GUN" специально сформированные импульсы с уровнями, достаточными для срабатывания логических элементов.

Для перехода от теории к практике необходимо уяснить общий алгоритм работы пистолетных игр. С этой целью рассмотрим детальнее логику построения одной из самых увлекательных игр для светового пистолета - "CLAY SHOOTING" - тренажер стендовой стрельбы по двум тарелкам. Тарелки по очереди "вылетают" из нижней части экрана телевизора в произвольный момент времени, под непредсказуемым углом и со случайной паузой между вылетом первой и второй тарелок. Задача играющего заключается в точном наведении пистолета на цель и нажатии на курок до того, как тарелка "упадет" за горизонт.

Первое наблюдение. Если внимательно приглядеться к моменту "выстрела", то можно заметить, что сразу после нажатия на курок экран телевизора на мгновение гаснет, изображение тарелки заменяется ярко-белым прямоугольником, после чего игровая картинка восстанавливается и стрелок видит, попал он в цель или нет.

Очевидно, белый прямоугольник цели на темном фоне является испытательным высоко контрастным изображением, которое гарантированно должно улавливаться фотодатчиком пистолета.

Второе наблюдение. Если пистолет приблизить вплотную к экрану телевизора, настроенного на максимальную яркость, то вместо улучшения точности попадания наблюдается обратный эффект - ни один из выстрелов не достигает цели. Это наводит на мысль о существовании защитной зоны и специального алгоритма принятия решения.

Третье наблюдение. Осциллограмма сигнала "LIGHT" (рис. 2) вследствие инерционных свойств кинескопа не содержит составляющих с периодом строчной развертки телевизора 64 мкс. Значит, действия в игровой пистолетной программе должны синхронизироваться с кадровыми импульсами.

Исходя из трех наблюдений, можно представить алгоритм работы программы "CLAYSHOOTING" (рис. 3). Первоначально программа анализирует длительность единичного уровня сигнала "GUN", определяющего факт нажатия на курок. Если длительность больше времени Т1, значит, это не случайная помеха, не "дребезг" механических контактов, а "выстрел".

По истечении времени Т2 экран телевизора становится абсолютно темным. Программа начинает анализировать сигнал "LIGHT", который должен во время Т3 находиться в состоянии логического нуля.

Тем самым формируется защитная зона, повышающая помехоустойчивость системы и не дающая попасть в цель с очень близкого расстояния, так как фотодатчик пистолета при этом может зафиксировать ложное срабатывание от слабого свечения темного экрана во время Т3.

На следующем этапе сигнал "LIGHT" анализируется в течение времени Т4 и, если он достигает единичного уровня, принимается решение о точном попадании в цель, и наоборот. Высокая яркость и контрастность испытательного изображения показана на рис. 3 увеличенной амплитудой и более крутыми фронтами сигнала.

Цикл анализа завершается восстановлением исходной игровой картинки.

Конкретные значения Т1-Т4 определяются игровой программой и в разных играх могут быть разными. Подобный алгоритм можно использовать при написании собственных программ для светового пистолета.

Эксперименты, проведенные с подачей внешних сигналов от генератора одиночных импульсов на входы "LIGHT" и "GUN" видеоприставки, показывают, что для игровой программы "CLAY SHOOTING" значения алгоритмических отрезков времени ориентировочно равны КТКТ2; T2=T3=T4=t, где t - 20 мс (период кадровой развертки телевизора). Итого, от момента "выстрела" до фиксации успешного попадания (время Т4) может пройти от 80 до 100 мс.

Теперь задача сводится к разработке устройства, позволяющего автоматически формировать импульсные последовательности в соответствии с найденным алгоритмом.

Структурная схема такого устройства - имитатора "выстрелов" - приведена на рис. 4.

Для безошибочности попаданий устройство должно быть засинхронизировано от сигнала кадровой развертки. С этой целью применяется выделитель кадровых импульсов, на вход которого поступает полный видеосигнал, выведенный на разъем "VIDEO" игровой приставки.

Такая синхронизация помогает однозначно зафиксировать местоположение момента "выстрела" внутри кадра.

Генератор "выстрелов" должен имитировать как одиночные "выстрелы", так и стрельбу "очередями" с регулируемой скорострельностью.

Собственно привязка момента "выстрела" к началу очередного кадра осуществляется синхронизатором, с выхода которого сигнал "GUN" поступает непосредственно в видеоприставку, а сигнал "LIGHT" - через формирователь задержанного импульса.

Электрическая схема имитатора изображена на рис. 5. Видеосигнал приставки, снимаемый с разъема Х1 "VIDEO", поступает через фильтр C1R5C2R1R2R3 на вход одновибратора DD2.1. Одновибратор выполняет двойную функцию: служит пороговым элементом по синхровходу С и нормирует полученные кадровые импульсы по длительности (6...7 мс). Подстроечным резистором R2 устанавливают оптимальный порог срабатывания, ориентировочное напряжение на его движке - 2,0...2,4 В. Диод VD1 ускоряет разрядку конденсатора С4.

"выстрелов" с регулируемой частотой 0,5...2 Гц собран по стандартной схеме на элементах DD1.1 - DD1.4. Одиночные "выстрелы" формируются кнопкой SB1 и резистором R8. Коммутацию режимов "Одиночно" - "Многократно" осуществляет переключатель SA1.

Синхронизатор выполнен на основе D - триггера DD2.2. Сформированный на его инверсном выходе сигнал поступает через буферный элемент DD1.6 на вход "GUN" (X2) видеоприставки.

Сигнал с прямого выхода триггера DD2.2 запускает в работу формирователь задержанного одиночного импульса на двух одновибраторах DD3.1, DD3.2. Задержка регулируется подстроечным резистором R9. Длительность импульса фиксирована значением 6...7 мс и в случае необходимости может быть изменена резистором R10. Диоды VD2, VD3 служат для ускорения разрядки конденсаторов С5, С6.

Инвертор DD1.5, как элемент с повышенной нагрузочной способностью, является буфером для подачи в видеоприставку сигнала "LIGHT" (X2).

В устройстве можно применить постоянные резисторы мощностью 0,125 Вт или 0,25 Вт, подстроечные резисторы СПЗ - 19а, конденсаторы К10 - 17, КМ - 56. Диоды - любые другие кремниевые маломощные, например, КД509А, КД521А.

Переключатель SA1 - малогабаритный движковый ПД9 - 2, ПД53 - 1, при его отсутствии можно использовать навесные перемычки. В качестве SB1 применяется кнопка КМ - 1, хотя допустимо использовать электрические контакты курка светового пистолета.

Детали размещают на печатной плате (рис. 6) из одностороннего фольгированного материала. В конструкции должен быть обеспечен свободный доступ к подстроечным резисторам. Возможен вариант применения переменных резисторов, соединенных проводниками с соответствующими контактными площадками печатной платы.

Разъем Х1 - вилка "тюльпан", применяемая в кабелях подключения видеомагнитофонов к телевизорам по низкой частоте.

Разъем Х2 - 15-контактная розетка от шнура светового пистолета, вид на нее с лицевой стороны изображен на рис. 7.

Если конструкция собирается как временная, то провода разъема Х2 можно распаять прямо на печатные дорожки платы джойстиков внутри видеоприставки.

Автоматический тир соединяют с видеоприставкой" как показано на рис. 8. Джойстик подключают к основному игровому разъему "CONTROL 1", имитатор - к вспомогательному "CONTROL 2", куда раньше подсоединялся световой пистолет.

При включении видеоприставки питание через разъем Х2 подается на имитатор "выстрелов", устройство готово к работе. Первоначально следует резистором R7 отрегулировать на выводе 4 элемента DD1.4 период следования импульсов, равный примерно 0,9...1,5 с. Далее необходимо убедиться, что на выводе 12 триггера DD2.1 имеются устойчивые нераздвоенные импульсы отрицательной полярности с периодом 20 мс и длительностью 6...7 мс, иначе придется установить эти параметры резистором R2. Длительность импульсов на выходе 2 одновибратора DD3.1 устанавливают резистором R9 в пределах 80...100 мс.

Теперь о порядке работы с имитатором. Все, что требуется от играющего, - это вставить картридж с программой, включить питание видеоприставки, джойстиком выбрать игру "CLAY SHOOTING" и нажать кнопку "START" на джойстике.

При установке имитатора в режим одиночной стрельбы (SA1 "Одиночно") любое нажатие на кнопку SB1 при наличии цели на экране телевизора моментально приводит к безошибочному попаданию. Главное, не опоздать, чтобы цель не скрылась за горизонтом.

Если переключатель SA1 на имитаторе находится в положении "Многократно", то на экране телевизора можно будет наблюдать "мультфильм", в котором стрелок всегда побеждает, расходуя два или три патрона. Если этого не происходит, необходимо прямо по ходу игры выбрать оптимальное положение движков резисторов R2, R7, R9.

Примерно через 20 мин непрерывной автоматической стрельбы можно узнать, какой сюрприз приготовили авторы программы игроку, набравшему максимально возможное количество очков, а еще через некоторое время станет известно общее число игровых раундов.

Автор: С.Рюмик, г.Чернигов, Украина

Смотрите другие статьи раздела Начинающему радиолюбителю.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Особенности почек помогают легче переносить высоту 18.01.2025

Высокогорные регионы всегда привлекали внимание исследователей, изучающих, как человек адаптируется к жизни в условиях разреженного воздуха. Недавнее исследование группы ученых из Университета Маунт-Ройал в Канаде, возглавляемое доктором Тревором Деем, проливает свет на важную роль почек в акклиматизации к большим высотам. Работы канадских ученых объясняют, почему представители народности шерпа, которые веками живут в высокогорных районах Тибета, значительно лучше переносят высокогорье. В своем исследовании ученые наблюдали за дыханием и составом крови участников во время их подъема на высоту 4300 метров в Гималаях, в Непале. Эксперимент проводился с участием двух групп: одна состояла из жителей низменностей, не привыкших к горной среде, а другая - из шерпов, чей организм приспособлен к жизни на большой высоте. Основное различие между этими группами было в том, как их организмы реагировали на дефицит кислорода в воздухе. У шерпов наблюдалась более быстрая и масштабная адаптация к ...>>

Производство электричества с помощью термоядерного синтеза 18.01.2025

Американская компания Commonwealth Fusion Systems (CFS) нацелена на создание первой в мире термоядерной электростанции, способной подключаться к электрической сети. Этот амбициозный проект, известный как ARC (Affordable, Robust, Compact), будет построен вблизи города Ричмонд, штат Вирджиния. В соответствии с планами, новая электростанция сможет производить до 400 мегаватт чистой энергии, что вполне хватит для обеспечения электричеством 150 тысяч домохозяйств. Прогнозируется, что станция начнет работу в 2030-х годах. Принцип работы термоядерной электростанции основан на процессе термоядерного синтеза, который происходит в ядре звезд. В отличие от традиционной атомной энергетики, где используется деление ядер атомов с образованием радиоактивных отходов, термоядерный синтез создает в качестве побочного продукта безопасный гелий. Для того чтобы удерживать плазму с температурой свыше 100 миллионов градусов Цельсия, установка будет использовать мощные магнитные поля. Тем не менее, н ...>>

Экологическая защита для овощей и фруктов 17.01.2025

Исследователи из женского колледжа Шри Нараяна в Колламе, Керала, Индия, разработали инновационный способ продления свежести фруктов и овощей. Группа под руководством Пурнимы Виджаян предложила использовать съедобное покрытие, созданное на основе целлюлозных нановолокон (CNF), полученных из луковой шелухи. Этот подход не только продлевает срок хранения продуктов, но и способствует их безопасности благодаря включению нанокуркумина, известного своими антимикробными свойствами. Основным компонентом покрытия являются CNF, полученные из переработанных отходов лука. Эти нановолокна соединяются с синтетическим биополимером, который улучшает структуру покрытия, устраняя проблемы с водостойкостью и термической стабильностью, ранее свойственные материалам на основе CNF. Кроме того, добавление нанокуркумина усиливает антимикробные свойства покрытия, делая его особенно эффективным для предотвращения порчи. Для проверки эффективности этой разработки ученые провели эксперимент с апельсинами. П ...>>

Случайная новость из Архива Ледники Арктики наполнены жизнью 04.06.2023 Новое исследование доказало, что арктические льды вовсе не так безжизненны, как может показаться, на первый взгляд. Может показаться, что ледники Арктики полностью лишены жизни, однако ученые уверяют, что это совсем не так. На самом деле, ледовые и снежные ковры в Гренландии и Исландии буквально наполнены микроскопическими формами жизни. Более того, подобно сезонным зомби, многие из этих организмов впадают в зимнюю спячку и просыпаются от морозного сна с наступлением лета и таянием ледников. По словам микробиолога из Орхусского университета в Швеции, Александра Анесио, даже в небольшой луже талой воды ледника могут запросто бодрствовать почти 4 000 разных видов. Исследователи отмечают, что в большинстве своем эти микроскопические организмы процветают пользуясь бактериями, водорослями, вирусами и микроскопическими грибами. По сути они являются целой экосистемой, о существовании которой исследователи долгое время ничего не знали. Все изменилось, когда ученые изучили лед и снег на двух ледниках в середине-конце лета: один из них был расположен в Исландии, а другой - в Гренландии. Большая часть, обнаруженных учеными бактериями, были активными, другие не двигались или были мертвы. Но интересным оказалось другое, ученые обнаружили, что через день после размораживания некоторые из этих "спящих микробов" возродились и вновь обрели способность читать гены и производить строительные блоки аминокислот. Результаты исследования свидетельствуют о том, что через три дня оттаивания в лаборатории образцы содержали на 35% больше активных микробов. Полученные исследователями данные свидетельствуют, что микробные сообщества в снегу и льду действительно могут быстро реагировать на таяние. По словам Анесио, адаптация к изменению климата, как правило, считается очень полезной, однако это также означает, что резкое изменение в одном организме может дестабилизировать ситуацию во всей экосистеме.

Другие интересные новости:

▪ Новый морозостойкий сорт малины с высокой лежкостью

▪ Решения Intel в области звука

▪ В мозге горит свет

▪ Мощные полупроводниковые приборы из карбида кремния от Renesas Electronics

▪ ЖК-телевизор, воспроизводящий более 68 млрд. цветов

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Охрана труда. Подборка статей

▪ статья Щетка с секретом. Советы домашнему мастеру

▪ статья Почему в 1948 году Нобелевская премия мира не досталась никому? Подробный ответ

▪ статья Парк Арки. Чудо природы

▪ статья Кварцевый хаотический автогенератор. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Миниатюрная ЧМ радиостанция диапазона 2 метра. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025