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:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Случайная новость из Архива Toshiba обещает выпустить батарею со сроком службы 10 лет 30.07.2007 Toshiba обещает выпустить батарею со сроком службы 10 лет, или 5000 циклов перезаряда. Емкость может уменьшиться только через 3000 циклов и всего на 10%. Кроме того, разработчики сообщают об уникальной способности батареи заряжаться на 90% всего за 5 минут. Toshiba начнет производство Super Charge ion Battery (SCiB) в следующем году, а к марту 2016 года планируется продать 100 млрд. батарей. Компания называет свое изобретение "прорывом среди перезаряжаемых батарей". Емкость каждой ячейки - 4,2 А-ч. Она способна выдавать напряжение 2,4 В при весе в 150 грамм. Планируется объединять по 10 ячеек. Таким образом, габариты батареи составят 100х300х45 мм, а напряжение - 24 В. Кроме того, батарея демонстрирует высокую степень безопасности. Катод устойчив к перегреву и обладает высокой температурой воспламенения. Дизайн батареи сделан таким образом, чтобы защитить ее от внутреннего замыкания и тепловой эмиссии. Воспламенение и возгорание батареи практически исключены. Изобретение планируется использовать для работы мотороллеров, электрокаров и прочих небольших транспортных средств. Потенциально Toshiba планирует использовать наработки для использования в гибридных автомобилях и мобильных телефонах.

Другие интересные новости:

▪ Ферроэлектрическая энергонезависимая память FM25L256

▪ Беспроводные геймерские наушники Corsair Virtuoso Max

▪ Гибрид трамвая и автобуса

▪ Axis Vidius - самый маленький дрон с камерой

▪ Серверы SPARC T5 на самых быстрых в мире микропроцессорах

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Опыты по химии. Подборка статей

▪ статья Бесплодная смоковница. Крылатое выражение

▪ статья Какое млекопитающее самое высокое? Подробный ответ

▪ статья Рвотный орех. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Конструктивные особенности и дизайн. Регулировка и измерения параметров. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Простой лабораторный источник питания. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025