Wie funktioniert die Schaltung grundsätzlich:
Die Stepper (=Schrittmotore) im Automaten werden von der CPU mit Impulsen angesteuert.
Bei jedem Impuls dreht sich die Scheibe damit um ein genau definiertes kleines
Stück. Die Impulse werden in so schneller Folge an den Stepper geschickt
das die Drehung fließend erscheint (wie bei einem normalen Motor).
Ein Stepper hat aber keine Startposition und kann der CPU auch nicht melden wo er gerade steht (z.B. direkt nach dem Anschalten des Gerätes). Damit die CPU trotzdem herausbekommt in welcher Position die Scheiben gerade stehen ist an der Rückseite der Scheibe ein Stift angebracht der in einer bestimmten Position eine Lichtschranke unterbricht. Dieses ist für die CPU dann die "Nullstellung", und sie weis (z.B. an Hand einer gespeicherten Tabelle) wieviele Schritte des Steppers von dort aus nötig sind zu jedem beliebigen Feld auf der Scheibe.
Um herauszubekommen welches Bild die Scheibe gerade anzeigt verfährt die
AUTOSTART-Schaltung in ähnlicher Weise, d.h. wenn die Lichtschranke unterbrochen
wird wird ein Zähler auf Null gestellt, und ab da dann die Motorimpulse
von der CPU mitgezählt. Wenn man dann noch weis wieviel Impulse für
eine Drehung auf das nächste Feld notwendig sind (beim RoyalNo1 sind es
genau 16) kann man sich ausrechnen bei welchen Impulsanzahlen jeweils eine Krone
einläuft. (wie man das mit einfachen Mitteln 'rausbekommt s. im Anhang).
Die Ablauf mit der AUTOSTART- Schaltung sieht dann so aus:
- die Scheibe startet zu Spielbeginn, der Zähler wird bei jeder Lichtschrankenunterbrechung
auf 0 gesetzt (= einmal pro Drehung) und zählt immer wieder ab da die Impulse
mit
- die Scheibe stoppt, der Zähler beinhaltet dann die Impulsanzahl des Feldes
- die Startlampe geht an und startet einen kleinen Timer
- geht dann nach ca. 1 Sek. der Timer wieder aus und entspricht die Impulsanzahl
keiner Krone und ist die Startlampe an "drückt" die Schaltung die Starttaste
- durch das Drücken der Starttaste geht die Startlampe aus, damit ist die
Bedingung nicht mehr erfüllt und die Starttaste wir wieder "losgelassen"
Die AUTOSTART-Funktion ist in dieser Version immer aktiv, d.h. von außen
nicht abschaltbar. Ich benötige dies nicht und habe mir deshalb die zusätzlichen
Bauteile gespart. (Wie man dies aber grundsätzlich realisieren könnte
s. u.)
Und im Detail:
Der Schaltplan/dieSkizzen sind zwar nicht sehr schick, waren aber meine Unterlage zum Zusammenbau der Schaltung und sind dadurch weitestmöglich fehlerfrei (d.h. keine Fehler durch neues Malen).
Bild 1/4 zeigt die Gesamtverdrahtung Schaltung.
(Das 8-beinige IC Mitte rechts ist ein Timer-IC 555).
Bild 2/4 beeinhaltet die Pinbelegung der verwendeten
IC's und eine Skizze der Logic
Bild 3/4 zeigt wo man die benötigten Signale im Automaten abgreifen kann
Und auf Photos 4/4 ist die fertige Schaltung "wild verdrahtet" zu sehen, und wie/wo ich sie im Automaten montiere.
(Der alte Schaltplan von 2011 enthielt hier betr. die "VICTORY"-Brücken noch einen Fehler. Dies ist seit 7/2019 hier jetzt korrigiert. Vielen Dank an Kenan für den Hinweis!)
Diie Eingriffe im Gerät beschränken sich auf den Anschluß von
6 Leitungen an gut zugängliche Punkte (ohne Platinenausbau):
Von der Motorplatine erhält die AUTOSTART-Schaltung über 4 Leitungen:
5V, 0V (z.B. von den Testbrücken), Stepper-Impuls 26/15 und Lichtschranken-Ausgang
26/7 (von Stecker 26, s. Bild 3/3)
Zur Gewinntableau-Platine werden 2 Leitungen benötigt: Starttaste-T, Startlampe-L
(Stecker 33 bzw. IC A12, s. Bild 3/3).
In diese 4 + 2 Leitungen zur AUTOSTART-Platine setzt man am Besten zwei geeignete
Stecker/Buchse-Kombination, um
- einerseits die Motor-Platine und die Gewinntableau-Platine bei Bedarf wie
bisher problemlos ausbauen zu können
- andererseits auch die AUTOSTART-Funtion bei Bedarf ausschalten zu können
durch Ziehen der Stecker (s. auch im Anhang).
Alle Bauteile lassen sich bequem auf einer Lochrasterplatine von der Größe
ca. einer Zigarrettenschachtel unterbringen. Bei der Anordnung der IC's sollte
man besonders auf die Bauteile um den Timer-IC 555 achten, die benötigen
relativ viel Platz. Alle IC's sollten gesockelt werden.
Die 74LS193 sind 4Bit-Zähler, d.h. sie können von 0 bis 15 zählen.
Sie sind kaskadiert, d.h. jedesmal wenn der rechte Zähler "überläuft"
erhält der linke einen Impuls. Zusammen können sie somit von 0 bis
255 zählen.
Der RoyalNo1 benötigt für eine Drehung zum nächsten Feld genau
16 Impulse, damit ist immer gerade der linke/zweite Zähler genau um 1 weitergesprungen
und man kann sich damit auf die Auswertung des 2. Zählers beschränken.
Sieht man sich die gesamte Tabelle der Scheibenstellungen dort an:
DCBA
0000 (Startposition)
0001 (Krone)
0010
0011
0100
0101 (Krone)
0110
0111
1000
1001 (Krone)
1010
1011
dann sieht man das das eindeutige Kennzeichen der Kronen BA = 01 ist, d.h.
auch nur die beiden Ausgänge B und A müssen von der Logik ausgewertet
werden.
Beim Victory muß man beide Zähler betrachten, schreibt man sich dazu die Tabelle auf dann sieht man das
das Kennzeichen für Krone hier ist: erster Zähler D=0 und zweiter Zähler wieder A=1.
DCBADCBA
01110110 (Krone)
01101010
01011110
00001010
11111110
11010010 (Krone)
11000110
10111010
10101110
10000010
Entsprechend muß beim Royal die im Bild1 rot gezeichnete Verbindung verdrahtet werden, beim Victory die grüne Leitung.
Die Logig besteht aus dem 74LS02 und dem ULN2003A (mit den 4 Pull-up-Widerständen)
als Inverter.
Das "Drücken" der Starttaste geschieht ebenfalls durch den ULN2003A,
diesmal ohne Pull-up-Widerstand. Damit liegt der Ausgang auf Masse ("Taste
gedrückt") oder ist offen (und stört den Automaten damit nicht
weiter).
Nach dem Drücken der Starttaste erlischt bei diesem Gerät die Startlampe,
über die Logik geht dann der Tastenausgang wieder auf und damit ist gewährleistet
das die Taste nur so kurz wie nötig gedrückt wird (d.h. so wie vom
Spieler sonst auch).
Die Zeitspanne, wielange der Timer-Ausgang (Pin3) AN ist, wird durch das Poti
eingestellt. Ein 100K-Poti reicht um einen beliebigen Zeitpunkt während
der leuchtenden Starttaste auszuwählen. Es können auch Poti's mit
größeren Werten verwendet werden, genauso egal ist ob lin. oder log.
Vor dem Anschluß der Schaltung an den Automaten:
Nach Aufbau der Schaltung und vor dem Anschluß an den Automaten sollte zur Sicherheit folgendes überprüft/nachgemessen werden bei laufendem Automaten:
- Kabel T (von der Tableau-Platine) geht auf Masse/0V wenn Starttaste gedrückt wird
- Kabel L (von der Tableau-Platine liegt auf 5V wenn die Startlampe leuchtet
- Kabel 26/7 (von der Motorplatine) liegt auf 5V wenn die Lichtschranke unterbrochen ist, sonst auf Masse
- Kabel 26/15 (von der Motorplatine) hat ca. 1V (= schnelle 5V/0V-Wechsel)
wenn die linke Scheibe dreht
- Kabel 5V und Kabel 0V (von der Motorplatine) haben diese Werte
Schaltung einstellen:
- Die LED des Timers sollte zusammen mit der Startlampe an- und nach kurzer
Zeit wieder ausgehen. Mit dem Poti so einstellen das sie erst ca. in der Mitte
der "Startlampen"-Phase wieder ausgeht. Sobald Sie ausgeht sollte, sofern keine
Krone eingelaufen ist, die linke Scheibe wieder wieder starten.
Anhang:
Bisher bekannte Fehler / mgl. Tücken:
- In den Testprogrammen (Drehschalter) kann es notwendig sein die Schaltung
abzuschalten (Stecker zur Schaltung abziehen) damit diese einwandfrei funktionieren
(je nach AUTOSTART-Zählerstellung und wenn das Testprogramm die Startlampe
anschaltet kann es sein das über den Timer die Starttaste gedrückt
wird)
- Bei meinem Prototyp der Schaltung geht der Timer mit der Startlampe an, dann
aus (und es erfolg ggf. der AUTOSTART) und dann aber wieder an und bleibt an.
Wieso dies so ist ist mir nicht ganz klar, da es aber die Funktion nicht stört
habe ich das ignoriert und nicht weiter verfolgt.
- Ich habe die Schaltung (mit anderer Logic und entspr. geändertem Schaltplan) so auch für meinen
JUBILEE SUPER aufgebaut. Dabei gab es das Problem, dass der Impuls-Zählung für ein bestimmtes Feld
im Echtbetrieb jeweils einen Impuls mehr zählte als in Testprogramm zum Einstellen der Felder.
Im Testprogramm stand der Zähler bei Krone1 z.B. auf 60, im Echtspiel aber auf 61.
Warum das bei diesem Gerät so ist, ist mir unklar. Eventuell wird die Nullstellung der Lichtschranke
im Echtspiel durch die schnelle Drehung einen Tick früher erreicht und die Löschung des Zählers
erfolgt dadurch früher. Verursacht könnte dies sein durch eine etwas ungenaue Montage der Lichtschranke.
Im Spielbetrieb fällt so eine kleine Abweichung nicht auf und wurde daher ev. vom Hersteller nicht bemerkt und wäre für ihn auch irrelevant gewesen.
Damit muss dann aber die Logik meiner Autostart-Schaltung, wann nachzustarten ist, ganz anders aussehen.
Ich habe das dann so gelöst, dass ich die Zählerstände für die Kronen im Echtbetrieb ermittelt habe und dementspr. die
Logik für die Nachstarts ausgelegt habe. Dies aber wohl nicht das Normal-/Sollverhalten des JUBILEE SUPER, daher wird meine angepasste Schaltung
bei anderen JUBILEE SUPER wohl nicht funktionieren. Aus diesem Grund ist sie hier nicht veröffentlicht.
Bei den NO1- und VICTORY-Geräten ist mir so ein Verhalten bisher nicht bekannt. Die Autostart-Schaltung oben würde dann auch hier nicht korrekt funktionieren.
Dies sollte aber normalrweise nicht der Fall sein. Die Schaltung wurde so wie dargestellt bereits jeweils mehrfach für NO1- und VICTORY-Geräte
nachgebaut und funktioniert dort dauerhaft und einwandfrei.
Anmerkungen / Erfahrungen / mgl. Erweiterungen /usw:
- Erste Versuche ohne Timer (mit meiner anderen AUTOSTART-Schaltung für
ältere Crowns), d.h. AUTOSTART direkt nachdem die Startlampe aufleuchtet,
führten zu unschönen Effekten: in der Regel startet die Scheibe nach
Stop dann so schnell wieder das das vorherige Bild kaum zu sehen ist, und manchmal
sogar bereits bevor sie gestoppt hat (läuft scheinbar durch)
- "Normaler" 74-TTL-IC statt ULN2003: geht nicht, da Ein- und Ausgang bei 74-TTL
immer auf irgendwelchen Pegeln liegen und damit die Signale vom/zum Automaten
herunter-/heraufziehen, d.h. diese Leitungen werden dadurch gestört und
funktionieren dann ev. nicht mehr sauber.
- In der vorliegenden Version ist AUTOSTART nicht abschaltbar. Wenn man dies
realisieren möchte, z.B. aN/Abschaltbar über die Starttaste, muß
dazu zunächst das Signal von T entprellt werden. Damit steuert man dann
ein Flipflop an. Der Ausgang des Flipflops könnte dann über den ULN2003
direkt eine Lampe (z.B. hinter dem START auf der Scheibe) ansteuern als Anzeige
"AUTOSTART ist AN" und muß dann auch geeignet z.B. mit einem weiteren
74LS02 in die Logic eingebaut werden.
- Die Bauteilauswahl hat sich wie immer daran orientiert was ich gerade so
noch in meinen Magazinen hatte, d.h. wahrscheinlich läßt sich das
eine oder andere auch eleganter mit anderen Bauteilen realisieren.
Impulse zählen am Stepper: (z.B. um eine ähnliche Schaltung für
andere Automaten/Typen zu entwickeln)
Benötigt wird:
- nur) der untere Teil der Schaltung mit den beiden 74LS193 und den Anschlüssen
dort für 5V, 0V, Motorimpulse und Zähler-Reset ("Lichtschranken-Ausgang")
- vom Automaten die Versorgungsspannung und die beiden Signale als TTL-Pegel
(5V/0V)
Wenn man dann an alle 8 Ausgänge ABCD der beiden IC's jeweils eine LED
anschließt (über einen 330 Ohm Widerstand nach Masse) kann man sich
die Zählerstände bei jeder Scheibenstellung binär ansehen. Dabei
ist zu beachten das die Ausgänge in der Reihenfolge DCAB am IC 'rauskommen,
die LEDs in der Reihenfolge DCBA angeordnet werden müssen um die
Anzeige dann vernünftig lesen (und dezimal umrechnen) zu können.
Schöne Grüße,
Wolf
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