СИНТЕЗАТОР ИГРОВЫХ СИТУАЦИЙ

Многочисленные поклонники игровых программ знают, как нелегко одолеть компьютерного «каратиста», «боксера» или «мастера кунг-фу». Электроника ведь действует молниеносно, предельно точно. И чтобы добиться желанного перевеса, вступающий с ней в единоборство должен обладать отличной реакцией, к тому же иметь у себя «на вооружении» легкий и удобный в управлении джойстик. Ну а тем, кто не располагает ни первым, ни вторым, победу поможет завоевать сконструированная мною компьютерная приставка, выполняющая роль синтезатора игровых ситуаций.

Идея предлагаемой разработки весьма проста. Базируется она на том, что во многих моделях домашних ЭВМ (будь-то «Специалист», «Орион-128» или, скажем, получивший широкое распространение ZX-SPECTRUM) уже встроен разъем для подключения джойстика — чаще всего механического, работающего на замыкание пяти контактов (рис.1). И хотя типы разъемов, как и их распайка у компьютеров различные, в исходном состоянии все контакты подсоединяемого джойстика оказываются разомкнутыми. Наклон рукоятки в какую-либо сторону, а также нажатие на кнопку «ПУСК» вызывает замыкание соответствующего контакта (или нескольких одновременно). В результате происходит электрическое соединение выбранных цепей с проводом «общий».

Так вот, предположим, что существует устройство, способное автоматически замыкать и размыкать упомянутые выше контакты. Если запрограммировать такое устройство по определенному алгоритму, то оно будет имитировать работу джойстика без участия человека.

Электрическое замыкание механических контактов джойстика можно осуществить тремя способами. Например, при помощи электромеханического устройства типа наипростейшего реле, знакомого всем со школьного курса физики. Более надежен и быстр так называемый электронный ключ (на транзисторе, тиристоре, оптроне и т.д.). Но самым, пожалуй , разумным и целесообразным следует признать то, что использовано в самодельной приставке: элементы компьютерной техники с подачей логических уровней «единиц» и «нулей» непосредственно на контакты разъема джойстика. Ведь игровой порт в домашних ЭВМ обычно выполняется на основе цифрового регистра, и было бы по меньшей мере странным отказаться от применения в синтезаторе игровых ситуаций машинной логики как простого и современного способа замыкания контактов.

Рассматриваемая приставка подключается к компьютеру параллельно гнезду «ДЖОЙСТИК» и может работать отдельно или совместно с механической периферией. А сама электронная имитация движений устройства, название которого в переводе с английского означает «рукоятка, приносящая радость», осуществляется предельно быстро и точно подачей соответствующих уровней логических «единиц» и «нулей» на контакты «ВВЕРХ», «ВНИЗ», «ВПРАВО», «ВЛЕВО», «ПУСК». Так, например, чтобы сымитировать в компьютерной игре удар ногой в прыжке влево, электронная приставка формирует импульсы одновременно на контактах «ПУСК», «ВЛЕВО», «ВВЕРХ» и блокирует какие-либо электрические всплески на контактах «ВНИЗ» и «ВПРАВО». Причем в зависимости от схемы подключения порта джойстика внутри компьютера импульсы должны быть активными или в «единице», или в «нуле».

Динамизм и острота ситуаций, зачастую складывающихся в ходе особо «крутых» компьютерных игр, требует неимоверной скорости при смене положений джойстика. В нашем электронном имитаторе эта проблема легко решается путем изменения в довольно широких пределах частоты следования импульсов.

Основная задача устройства — синтезировать столь нужные для победы в компьютерной игре мультипликативные действия.В синтезаторе имеется кнопочный пульт управления, позволяющий получить любую комбинацию из пяти движений на протяжении четырех тактов. Причем упомянутое количество тактов выбрано как компромисс между сложностью пульта управления и реальными возможностями устройства.

Принципиальная электрическая схема синтезатора игровых ситуаций (рис.2) выполнена на основе цифрового распределителя импульсов с внешним изменением электрических параметров. По сути, это комплекс из задающего генератора (DD1.1, DD3.1, R1.C2) с изменяемой резистором (R2) частотой, кольцевого счетчика (DD2) на восемь выходов, пульта управления (SA2 — SA21), логических схем (DD4, DD5, DD3.2) и мощных буферных элементов (DD1.2 — DD1.6) с защитными диодами (VD1 — VD5).

Типовые варианты коммутации переключателей для игровых программ ZX—SPECTRUM-совместимых компьютеров

Примечание: 1 и 0 — соответственно верхние и нижние положения переключателей SA2 — SA21 (по схемам на рис.2 и 4).

Синтезатор работает в течение четырех повторяющихся во времени тактов. В каждом из них определенному положению переключателей на пульте управления соответствует свой расклад импульсов, наглядно представленный на временной диаграмме.

Переключатели расположены матрицей 4×5. Каждому ряду соответствует определенная (сверху-вниз) функция: пуск, движение вверх, вниз, вправо, влево. Причем сами переключатели в пределах ряда размещены по возрастанию номера такта. В частности, SA2 в первом ряду отвечает за работу в такте №1, SA3 — №2, SA4 — №3 и SA5 — №4.

Расположение переключателей (рис. 3а) соответствует в первом такте нажатию кнопок джойстика «ПУСК» и «ВНИЗ», во втором такте — «ПУСК» и «ВВЕРХ», в третьем — «ПУСК» и «ВНИЗ», в четвертом — «ПУСК», «ВВЕРХ» и «ВЛЕВО». Далее все повторяется, начиная с первого такта. Активный уровень импульсов — «единичный».

Переключатель SA1 служит для обнуления выходов 2, 4, 6, 8 кольцевого счетчика DD2 и установления на выходах элементов DD1.2 — DD1.6 уровня логического «нуля», то есть отключения устройства от компьютера. Причем диоды VD1 — VD5 препятствуют протеканию тока между инверторами DD1.2 — DD1.6 и цепью питания +5 В при замыкании любого контакта механического джойстика. Ну а переменным резистором R2 изменяется частота задающего генератора в пределах 6…34 Гц, что позволяет, в свою очередь, иметь на любом выходе синтезатора 3…17 Гц.

Если джойстик подсоединяется своим общим проводом к шине +5 В компьютера, то используется схема, изображенная на рис.2. Если же общий провод подключается к «нулевой» шине, то схему следует изменить (рис.4). Причем логика работы устройства остается прежней, за исключением противоположной полярности импульсов на выходах. Теперь активным будет «нулевой» уровень. Нельзя также не отметить, что 14-выводная микросхема К561ЛН2 меняется на 16-выводную К561ПУ4 с другой нумерацией контактов питания (выводы 1 и 8).

Для изготовления приставки-синтезатора игровых ситуаций вовсе не требуются непомерно дорогие и остродефицитные детали. Эскизы печатных плат и расположение элементов для обоих вариантов схем приводятся (рис.5а и 5б). Так как самоделка содержит небольшое количество радиоэлементов, можно в принципе рбойтись и навесным монтажом на плате из текстолита или гетинакса с посадочными местами для микросхем.

Емкость конденсатора С2 и значения сопротивлений R1, R2 допускается корректировать в зависимости от имеющихся деталей. Нижняя частота генерации определяется произведением номиналов C2•(R1+R2), а верхняя — C2•R1.

Переменный резистор R2 любого типа. Однако для обеспечения линейности изменения частоты желательно, чтобы у него была обратная логарифмическая зависимость сопротивления от угла поворота (группа В). Номинал резистора R1 — не менее 10…5 кОм.

Конденсаторы С1, С2— керамические типа К10-17 или КМ-5.

Диоды VD1 — VD5 — любые импульсные. Например, кремниевые КД 522Б. Хотя нельзя не отметить, что с использованием германиевых диодов типа Д310, Д311, имеющих (согласно паспортным данным) меньшее прямое напряжение, амплитуду импульсов на выходе можно получить несколько большую, чем от кремниевых аналогов.

Вполне допустима в рассматриваемом синтезаторе и замена микросхем. В частности, вместо К561 отлично сработают К564, КР1561, при этом нумерацию выводов менять не придется.

Особое внимание надо уделить конструкции пульта управления, размеры и вид которого зависят от переключателей SA2 — SA21. Конечно же, предпочтение следует отдать миниатюрным движковым модификациям типа ПД-9, имеющим длину 12,5 и ширину 5,5 мм. При расположении их матрицей 4×5 сам пульт удастся втиснуть в габариты, чуть превышающие спичечный коробок.

Минимизация размеров играет роль и в оформлении приставки. К примеру, если джойстик самодельный, то предпочтительно совместить синтезатор игровых ситуаций с механическим джойстиком в одной конструкции.

Приставка, собранная из исправных деталей и с проверенным монтажом, должна заработать сразу при подаче на нее электропитания. Если же произойдет заминка, надо установить переключатели SA1 в положение «вкл.», a SA2 — SA21 — в верхнее (по схеме) положение и добиться, чтобы на выходах элементов DD1.2 — DD1.6 имелись импульсы меандра частоты 3…17 Гц.

Синтезатор выполнен на микросхемах, у которых максимальный ток потребления не превышает 700 мкА. Поэтому отдельного источника электропитания для него не требуется, он будет устойчиво работать от разности потенциалов между незамкнутыми контактами разъема джойстика и общим проводом. Единственное, пожалуй, ограничение: в любом из упомянутых выше тактов хоть один из пяти вертикально расположенных переключателей должен находиться в нижнем (по схеме) положении.

Рекомендации по работе с синтезатором несложные. Эта аппаратура послушна и надежна. Она предполагает творческий подход к использованию техники, когда больше работают не руками, а головой. Игрок должен подобрать такую комбинацию положений переключателей на пульте управления, при которой сможет добиться безусловного выигрыша у своего компьютерного соперника.

Экспериментировать лучше вдвоем: один управляет синтезатором, а другой занимается непосредственно клавиатурой. Изменяя положение переключателей пульта управления и регулируя частоту переменным резистором, вы будете наблюдать на мониторе «мультфильм», герой которого отрабатывает на сопернике те или иные приемы борьбы согласно запрограммированным вами движениям.

Кроме увлекательных единоборств синтезатор можно использовать в качестве генератора автоматической стрельбы (AUTOFIRE) или даже как устройство AUTOJUMP. Некоторые варианты расположения переключателей для игровых программ, рассчитанных на работу с ZX-SPECTRUM-совместимыми компьютерами, приведены в таблице. Но надо учитывать, что в игре RAW RECRUIT (фирма MASTERTRONIC, 1988 г.) необходима довольно точная установка частоты колебаний (5…7 Гц), лишь тогда появится возможность преодолеть все семь этапов испытаний. А в LAST NINJA-2 (впервые предложена фирмой SUSTEM-3 в 1988 г.) и INTERNATIONAL KARATE (разработка той же SUSTEM-3, 1985 г.) наиболее эффективный прием борьбы с противниками — одновременное применение AUTOFIRE и AUTOJUMP.

Р.СЕРГЕЕНКО, г.Чернигов