AUTOSTART

 
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für Bergmann Crown Royal No1 und Victory
(und ev. auch andere Bergmann-Geräte mit Steppern)

Stand: 28.07.2003

Einleitung:

Der RoyalNo1 war das erste Gerät von Bergmann mit der "neueren" Z80-Technik (ca. 1983-199x, Stepper=Schrittmotore statt Motor/Riemenantrieb und neuere Z80-CPU, links unten im Gehäuse). Es ist zusammen mit dem Nachfolger Victory einiges der wenigen Gerät dieser Technik das keine AUTOSTART-Funktion hat (war seinerzeit noch nicht üblich).

Insbesondere wenn man an mehreren Geräten gleichzeitig spielt nervt dies aber doch schon sehr, und nachdem ich nun alle meine noch älteren elektronischen Bergmanns mit AUTOSTART nachgerüstet hatte (s. seperaten Artikel) mußte natürlich auch noch eine Schaltung zur Nachrüstung für diese Geräte her.
Daher habe ich die folgende kleine Schaltung entwickelt. Sie läuft bei mir jetzt seit Monaten in meinem Royal No1 und Victory zuverlässig und störungsfrei.

Grundsätzlich stellt sich natürlich die Frage was AUTOSTART bei voll-prozessorgesteuerten Geräten überhaupt bringt: der Automat stoppt ja die Scheiben sowieso nur dort wo er es geplant hat, d.h. auch ein Nachstart wird ihn nicht dazu bewegen nicht vorgeseheneGewinne herauszurücken.
Ich habe aber einerseits die Hoffnung das bei den ersten voll-gesteuerten Geräten diese Überwachung noch nicht so perfektioniert war wie einige Jahre später, d.h. das die Steuerung dort im Wesentlichen noch darin besteht einen mechanischen Spielautomaten nachzubilden und die Bilder auf den Scheiben hier noch weitgehend zufällig einlaufen.
Andererseits kann die AUTOSTART-Funktion aber auch dann nicht schaden falls doch alles voll-gesteuert ablaufen sollte, im Gegenteil, die Illusion wird damit noch etwas perfekter.



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 1/3 zeigt die Gesamtverdrahtung Schaltung. (Das 8-beinige IC Mitte rechts ist ein Timer-IC 555).
Bild 2/3 beeinhaltet die Pinbelegung der verwendeten IC's und eine Skizze der Logic
Bild 3/3 zeigt wo man die benötigten Signale im Automaten abgreifen kann







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.

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


(C)2002-2018 Wolf-R. Bärsch
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