TV hra TENIS

Klasická televizní hra tenis neboli ping-pong postavená na obvodu PIC12F675 se zvukovým výstupem a multiplayerem.

Další z klasických televizních her postavených na moderních součástkách je hra tenis. Tato je postavena na malinkém osminohém procesoru PIC12F675 s 1kB interní flash a 64B paměti RAM. Hra pochází z webu http://www.dos4ever.com/upong/upong.html a je určena pro hru jednoho hráče proti procesoru, nebo dvou hráčů proti sobě.

Obr. 1: Jeden hráč (pro větší klikněte)

Obr. 2: Dva hráči (pro větší klikněte)

Na následujícím obrázku je kompletní schéma zapojení:

Obr. 3: Schéma zapojení (pro větší klikněte)

Základem zapojení je již zmiňovaný naprogramovaný procesor PIC12F675 (firmware je ke stažení na konci článku) taktovaný krystalem 20MHz doplněným o dva 22pF kondenzátory. Pokud by jste měli po zapnutí hry obraz šikmý, případně by se úplně rozpadal, upravte hodnoty těchto dvou kondenzátorů.

Na pinu č.4 (GP3) je přepínač S1, sloužící pro přepnutí na multiplayer a volbu rychlosti hry. Pro nastavení počtu hráčů (jeden nebo dva) je jeho poloha snímání pouze jednou po zapnutí přístroje. Pokud je pin spojen se zemí, je nastavena hra pro jednoho hráče proti procesoru (hráč č.1). V opačném případě (spojení pinu s +5V) se hra přepne do multiplayer módu.
Rychlost hry se poté přepínačem volí až za běhu. Před každou novou hrou je sejmut stav přepínače a v případě jeho nastavení na hru jednoho hráče (spojen se zemí) je nastavena vysoká rychlost pohybu míčku. V opačném případě je nastavena nižší rychlost. Tato volba rychlosti již nemá vliv na počet hráčů, jejichž nastavení proběhne pouze jednou a to ihned po zapnutí napájení.

Pin č.5 (GP2) je využit na dvě funkce. Jeho hlavní náplní je snímání polohy potenciometru R4 (hráč č.1) a startovacího tlačítka S2. Druhou funkcí je generování audio signálu. Zde bych rád upozornil na zachování hodnot rezistorů R3 a R11. Rezistor R11 chrání potenciometr při stisku tlačítka a rezistor R3 zase chrání pin při generování zvuku. V případě nahrazení R3 rezistorem s jinou hodnotou buď nebude fungovat tlačítko, nebo bude zkreslený zvuk.
R5 je malý odporový trimr, sloužící k doladění krajních poloh hráče.
Audio výstup generuje pouze jediný zvuk a to klasické cinknutí při nárazu míčku. Bohužel i přes výše zmíněná upozornění je zvuk slyšitelný pouze při nastavení potenciometru P1 na krajní polohu čož je docela škoda.

Pin č.6 (GP1) je při multiplayeru určen pro druhého hráče. Doporučení pro rezistory R7 a R8 zde platí shodné jako u předchozího pinu.
R10 je opět malý odporový trimr, sloužící k doladění krajních poloh hráče.

Na pinu č.7 (GP0) je výstup video signálu. Pomocí diod a rezistorů zde autor vtipně generuje kompletní video signál, včetně synchronizace a to vše pouze jediným pinem. Doporučuji i zde zachovat přesné hodnoty rezistorů. Jak jich docílit je uvedeno na konci článku v seznamu součástek. I když při nahrazení nejbližšími z běžné řady bude obraz stále viditelný, místo bílé barvy v něm však bude spíše barva šedivá a podstatně méně výrazná, jako na následujících obrázcích:

Obr. 4: Nepřesná hodnota rezistorů R2 a R6 (pro větší klikněte)

Obr. 5: Přesná hodnota rezistorů R2 a R6 (pro větší klikněte)

Napájení hry je přesně 5V a z tohoto napětí se zároveň vytvářejí potřebné úrovně videosignálu. Napájení tedy doporučuji stabilizovat například obvodem 78L05 (obvod U2).

Stavba:
Jelikož je zapojení velice jednoduché, nevyskytují se při stavbě žádné větší problémy. Já jsem celé zapojení postavil na kousku zkušebního plošňáčku z GM, na který jsem připevnil i veškeré ovládací prvky a konektory. Jako první jsem umístil ovládací potenciometry a procesor. Dále pak konektory, talčítka a kolem nich nakonec i zbylé součástky.
Pro déletrvající životnost zařízení doporučuji takový celek vestavět do malé plastové krabičky vhodných rozměrů.

Obr. 6: Pohled ze strany součástek

Obr. 7: Pohled ze strany spojů

Oživení a hra:
Po kontrole pájených spojů je možné propojit video a audio výstup se vstupy na TV. Po připojení 9V napájecího napětí do konektoru J1 (z něhož by odběr neměl přesáhnout několik málo mA) by se na obrazovce měl objevit jasný černobílý obraz, podobný tomu na obrázcích č.1, 2 a dalších.

Hra se startuje stiskem tlačítka příslušného hráče a poté se již ovládá pouze potenciometry.
Jak již bylo zmíněno, přepínačem S1 se volí multiplayer (vždy po zapnutí zařízení) a rychlost hry (při startu nové hry).
V případě, že by jste viděli obraz šíkmý, je potřeba upravit hodnoty kondenzátorů u krystalu, i když by to nemělo být potřeba. Zapojení by mělo pracovat ihned po zapnutí.

Na následujícím videu je vidět zapnutí hry, hra s vysokou a nízkou rychlostí a zvukový doprovod:

Video výstup:
Jelikož zde video signál tvoří jediný pin, změřil jsem jeho podobu na osciloskopu a zde je výsledek i s naznačením odpovídajících řádků (výstup byl zatížen 75R):

Obr. 8: Pozice následujících průběhů

Obr. 9: Signál č.1		Obr. 10: Signál č.2
Obr. 11: Signál č.3		Obr. 12: Signál č.4

Závěr:
Na tomto jednoduchém zapojení je krásně vidět jak doba pokročila. Před pár lety by k podobné hře bylo potřeba i několik desítek obvodů a dnes stačí malinký osminohý procesor a máte i funkce navíc.

Obr. 13: Elektor 1976

Obr. 14: Miniaturní verze autora

Nakonec přidávám ještě dvě ilustrační fotografie:

Obr. 15: Hra sestavená na zkušebním plošňáčku

Obr. 16: 6" color TV

Případným zájemcům doporučuji navštívit i web http://www.pong-story.com kde je pěkně popsán vývoj TV her v USA i v Evropě od prvních kusů.

Seznam soucastek
R1             47k
R2             250R (330R a 1k paralelne)
R3             1k
R4             10k potenciometr
R5             4k7 odporovy trimr
R6             900R (1k a 10k paralelne)
R7             1k
R8             1k
R9             10k potenciometr
R10            4k7 odporovy trimr
R11            1k
C1             22p
C2             22p
C3             100n
C4             10n
C5             150p
C6             100n
C7             100n
D1             1N4148
D2             1N4148
D3             1N4148
U1             PIC12F675
U2             78L05
Y1             20MHz
J1             DJK02
J2             CINCH samice cervena
J3             CINCH samice zluta
S1             2 polohovy prepinac
S2             spinaci tlacitko
S3             spinaci tlacitko

Odkazy & Download:
Firmware k obvodu PIC12F675 (.zip)
Domovská stránka autora projektu - http://www.dos4ever.com
PONG story web - http://www.pong-story.com

AVR Osciloskop

Aplikace řídicích systémů s DSC

Demonstrační kit ARM

Komunikační portfolio 2010 - Maxim III