Y J I H G 5 F E D C B 10 A X 15 5 10 20 J I H G F 15 E D C B 20 X A 15021-9_HB_U1_92x130.qxp_Layout 1 20.06.
Inhalt 1 Vorbereitungen ............................................................................. 3 2 Eine Bombe entschärfen .............................................................6 3 Kopf oder Zahl .............................................................................9 4 Spielautomat .............................................................................. 11 5 Ein elektronischer Würfel ..........................................................12 6 Spielautomat mit vier LEDs .........
23 Reaktionstest ...........................................................................36 24 Stroboskop und Soundeffekte ................................................. 37 25 Die elektronische Grille ...........................................................39 26 Senso ......................................................................................40 2 15021 Games_NEU.indd 2 20.06.
1 Vorbereitungen Die Spiele in diesem Paket erinnern an die Anfangszeit der ersten elektronischen Spielgeräte in den 1970er-Jahren und an die vielen Arcade-Games in den Spielhallen. Später kamen dann Spielecomputer und kleine elektronische Spiele in den Handel. Und auch die ersten Home-Computer der 1980erJahre wurden oft für Computerspiele verwendet. Heutige Spielekonsolen sind dagegen wesentlich weiter entwickelt und deutlich leistungsfähiger.
die Isolierung ab, sodass das blanke Metall des Drahts zum Vorschein kommt. Die Anschlüsse des Batteriefachs verwenden weiche Drahtlitze, die am Ende abisoliert und verzinnt ist. Die Enden lassen sich in die Kontakte stecken. Sie sollten möglichst nur einmal eingesteckt werden und dann immer an ihrer Position bleiben, weil sie bei mehrfachem Einstecken leicht abnutzen und weicher werden. Man kann Löcher in die untere Abdeckfolie der Steckplatine stechen und die Drähte von unten hindurchführen.
sition bis zum 24. Spiel nicht mehr geändert werden. Immer wenn das Spiel ausgeschaltet werden soll, entfernt man eine Batterie aus dem Batteriefach. Das wichtigste Bauteil ist der Mikrocontroller HT46F47. Vor dem Einbau in die Steckplatine muss man seine Anschlüsse etwas weiter nach innen biegen, um sie parallel auszurichten. Einige der 18 Anschlüsse werden immer gleich verwendet und sind unbedingt nötig, damit er überhaupt funktioniert.
Bauteile und Anschlüsse Der Mikrocontroller vom Typ HT46F47 hat 18 Anschlüsse. Wenn man ihn wie im Bild gezeigt einsetzt, ist die Beschriftung lesbar. Außerdem gibt es am linken Rand eine Kerbe. Die richtige Position ist entscheidend, weil später weitere Bauteile hinzukommen, die nur so passen werden. Außerdem ist es wichtig, dass die Batterie an den richtigen Anschlüssen liegt.
in die obere Kontaktreihe. Rechts oben auf der Steckplatine befindet sich der Reset-Schalter. Zuerst einmal werden nur die blauen Drähte eingesetzt, die farbig gezeichneten Verbindungen folgen erst später. Nachdem alles richtig angeschlossen und noch einmal sorgfältig kontrolliert wurde, darf die Batterie eingelegt werden. Nun blinkt die grüne LED. Das ist ein erster Erfolg, denn das gesamte System arbeitet damit korrekt. Fast alle Verbindungen können bei den folgenden Spielen so bleiben.
werden, die Farbe ist natürlich nicht wichtig. Man kann die Verbindungen auch nacheinander ausprobieren. Aber in welcher Reihenfolge und zu welchem Zeitpunkt, das kann man nicht wissen. Wenn man es richtig macht, bleibt die LED aus, macht man es falsch, bleibt die LED an, und die Bombe explodiert. Anders als im richtigen Leben kann man aber den Draht entfernen, auf den Reset-Schalter drücken und es noch einmal probieren.
Alle LEDs haben noch ein weiteres Kennzeichen für die Anschlüsse. Der kleine Kragen am unteren Rand ist an der Kathodenseite abgeflacht, sodass man den Minuspol auch leicht erkennen kann, wenn die LED eingebaut ist. Wenn etwas einmal nicht so funktioniert wie geplant, kann es ja an einer falsch herum eingebauten LED liegen. Das ist aber nicht weiter schlimm, man muss sie einfach nur umdrehen. 3 Kopf oder Zahl Kopf oder Zahl heißt das Spiel. Rot oder Grün, das ist hier die Frage.
Reihenschaltung und Schaltausgang Die rote und die grüne LED sind bei diesem Spiel in Reihe geschaltet und liegen direkt an der Batterie. Das ist übrigens hier wieder nur deshalb erlaubt, weil die LEDs eingebaute Widerstände haben. Ohne den Mikrocontroller würden beide LEDs leuchten. Pin 4 des Mikrocontrollers hat aber einen internen elektronischen Umschalter, der den Pin abwechselnd an GND und VCC legt. Damit wird jeweils eine der LEDs abgeschaltet und die andere voll eingeschaltet.
4 Spielautomat Mit insgesamt drei LEDs kann nun ein kleiner Spielautomat gebaut werden, wie er sonst nur im Kasino oder in der Kneipe zu finden ist. Alle drei LEDs werden in einer Reihe an die benachbarten Anschlüsse des Mikrocontrollers gelegt. Die kurzen Anschlüsse (Kathoden) müssen wieder an die untere Minusschiene angeschlossen werden. Nun blinken alle LEDs schnell, ähnlich wie sich die Rollen eines Automaten drehen.
5 Ein elektronischer Würfel Gleicher Aufbau, anderes Spiel: Um den Würfel zu starten, muss man beim Einschalten, also beim Einlegen der Batterien oder bei einem Druck auf den Reset-Knopf, den unteren Taster gedrückt halten. Wenn man ihn dann loslässt, erscheint die erste gewürfelte Zahl, nach jedem neuen Tastendruck erscheint eine weitere Zahl.
8 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 4 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 2 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 Dezimal 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 13 15021 Games_NEU.indd 13 20.06.
6 Spielautomat mit vier LEDs Mit einer gelben LED wird der Spielautomat erweitert und das Spiel noch schwieriger. Wieder blinken alle LEDs und müssen mit dem Taster gestoppt werden. Zur Abwechslung soll diesmal erreicht werden, dass alle LEDs aus sind (0000). Das ist ein reines Glücksspiel, denn die LEDs blinken so schnell, dass es unmöglich ist, den richtigen Zeitpunkt zu erkennen. Theoretisch sollte im Durchschnitt auf 16 Spiele ein Treffer kommen.
7 Heißer Draht Ein Piezo-Schallwandler dient hier als kleiner Lautsprecher. Er wird in diesem Spiel gebraucht, um akustische Signale zu erzeugen, und zwar für das bekannte Geschicklichkeitsspiel „Heißer Draht“. Darin muss eine Drahtschlaufe so an einem gebogenen Draht entlanggeführt werden, dass sich beide nie berühren. Bei jeder Berührung ertönt ein Warnton, der anzeigt, dass das Spiel verloren wurde.
Zu Vorbereitung muss man einen etwa 30 cm langen Draht abschneiden und komplett abisolieren. Dies ist der Draht, an dem man sich entlanghangeln muss, ohne ihn zu berühren. Ein zweiter, etwa 5 cm langer Draht, der ebenfalls komplett abisoliert ist, fungiert als Kontakt am Ende. Ein dritter Draht von ca. 15 cm Länge dient als Kontaktschlaufe. Bei diesem müssen nur die Enden abisoliert werden, und zwar auf der einen Seite so lang, dass sich eine Schlaufe bilden lässt.
Eingänge des Mikrocontrollers Während die meisten Anschlüsse des Mikrocontrollers als Ausgänge für den Anschluss der LEDs und des Lautsprechers verwendet werden, dienen einige als Eingänge. Hier sind es die Pins 5 und 6. Intern wird jeweils ein Widerstand gegen VCC (+4,5 V) zugeschaltet. Wenn der Mikrocontroller den Zustand dieser Eingänge liest, wird im Normalfall eine hohe Spannung erkannt, also ein Eins-Zustand gelesen.
Taktfrequenz Jeder Computer und jeder Mikrocontroller arbeitet mit einer Taktfrequenz, die oft mit einem Quarz stabilisiert wird. Der Mikrocontroller HT46F47 besitzt einen internen Oszillator, mit dem eine Taktfrequenz bis 12 MHz eingestellt werden kann. Die Frequenz wird über den Widerstand an Pin 13 festgelegt. Mit 47 kΩ bekommt man eine Frequenz von etwa 4,5 MHz. Bei 100 kΩ ist die Frequenz ungefähr halbiert, man hat also nur noch 2,25 MHz, der Controller wird langsamer.
10 Konzentrationsspiel Der Piezo-Schallwandler ist diesmal an einem anderen Pin angeschlossen und erzeugt während des Laufs des Spielautomaten ein ratterndes Geräusch. Die LEDs werden jetzt an den oberen Ausgängen angeschlossen. Sie blinken diesmal so langsam, dass man es gut verfolgen kann. Damit es nicht zu langsam wird, ist nun wieder der Widerstand mit 47 kΩ am Takteingang Pin 13 angeschlossen.
neuen Versuch starten. Alternativ kann man auch den linken Knopf drücken. Dann gehen alle LEDs an (1111). Sobald man loslässt, folgen erst der nächste Zustand 0000 und danach alle weiteren bis zum Ziel 1100. 11 Spiel mir ein Lied Bisher gab es nur zwei Programme, die mit 0 V und 4,5 V am Auswahleingang (Pin 8) gewählt wurden. Aber der Controller erkennt auch andere Spannungen.
nach einem Neustart sofort, welches Programm gestartet werden soll. Und das ist eine kleine automatische Orgel. Das Spiel verwendet einen Draht, der nach außen führt. Man kann ihn berühren, um den erzeugten Ton zu ändern. Ohne Berührung entsteht meist eine ansteigende oder absteigende Tonfolge, die auf einen mittleren Ton zustrebt. Durch die Berührung kann der Ton höher oder tiefer werden. Und auch eine Bewegung der Füße beeinflusst die Tonhöhe.
flussen. So kann jeder zu einem Meister der atonalen Musik werden. Elektrische Ladungen Das hört sich alles wie Zauberei an, aber tatsächlich beruht das Ganze auf Physik. Das Programm misst immer wieder die elektrische Spannung am Eingang und steuert damit die Tonhöhe. Es handelt sich aber um einen offenen, extrem hochohmigen Eingang, der sich ganz beliebig auf eine zufällige Spannung aufladen kann. Kleinste Ladungen können die Spannung ändern.
letzten Versuch und wird deshalb wieder mit dem Widerstand von 10 kΩ ausgewählt. 23 15021 Games_NEU.indd 23 20.06.
Die Fingerkontakte werden aus Drahtstücken hergestellt, die nicht zu fest um zwei Finger gewickelt werden. Anschließend beginnt das Spiel für zwei Personen. Die eine stellt Fragen, die andere muss sie beantworten – mit oder ohne Lügen. Man muss natürlich immer bedenken, dass dieser Lügendetektor nur ein Spiel ist und nicht zweifelsfrei beweisen kann, dass jemand lügt. Die Befragung beginnt ganz harmlos, sodass erst einmal eine Entspannung eintritt, wobei der Ton tiefer wird.
Hautwiderstand Der menschliche Körper leitet elektrischen Strom, weil er Wasser enthält. Das ist auch der Grund dafür, dass höhere Spannungen wie die Netzspannung gefährlich sind. Unterhalb von 24 V kann aber nichts passieren, weil der Widerstand der Haut so groß ist, dass nur noch ein sehr kleiner Strom unter 1 mA fließt. Im Normalfall liegt der Hautwiderstand zwischen etwa 100 kΩ und 1 MΩ. Hier wird der Strom zusätzlich durch den Widerstand mit 470 kΩ begrenzt.
ten, damit andere überprüfen können, ob sie diesen Ton noch wahrnehmen. Meist können Kinder die höchsten Töne hören, ältere Menschen dagegen erreichen ihre Grenze schon eher. Jugendliche und junge Erwachsene nehmen normalerweise den vollen Frequenzumfang wahr. Allerdings kann das Gehör durch übermäßige Lärmbelastung vorschnell altern. 26 15021 Games_NEU.indd 26 20.06.
Töne und Frequenzen Der Ton beginnt bei 1,5 kHz und endet bei etwa 40 kHz. Ein junger Mensch hört Töne bis etwa 20 kHz, im Alter kann die Grenze dagegen deutlich unter 10 kHz liegen. Aber erst wenn Töne von 3 kHz nicht mehr gehört werden können, wird man ernsthaft schwerhörig. Den letzten Ton von 40 kHz sollte kein Mensch mehr wahrnehmen können. Für Hunde und Katzen kann der Ton aber sehr unangenehm sein.
Nun kann das Spiel beginnen. Es gibt zwei Taster, die in einer ganz bestimmten Reihenfolge gedrückt werden müssen. Man weiß aber weder, mit welchem Taster man anfangen muss, noch, wie viele Tastendrücke insgesamt gebraucht werden. Da hilft nur Probieren. Immer wenn das Schloss eine falsche Eingabe erkennt, hört man einen tiefen Ton. Sobald die richtige Kombination gefunden ist, entsteht dagegen eine aufsteigende Tonfolge, die anzeigt, dass sich das Schloss öffnet.
15 Balltrainer Diesmal geht es um ein Sportspiel. Man soll einen Ball mit dem rechten Taster hochschlagen, der dann wieder herunterkommt. Genau im richtigen Moment schlägt man erneut, und zwar so oft wie möglich. Der Widerstand mit 22 kΩ (Rot, Rot, Orange) wird zur Auswahl des Programms gebraucht. Die linke Taste ist noch ohne Funktion, aber sie darf aufgebaut bleiben, weil sie im nächsten Spiel schon wieder gebraucht wird. Die Ballhöhe wird durch vier LEDs dargestellt.
so, wie es im Physikbuch steht. Die Wurfdauer ist konstant, sodass man sicher weiß, wann der Ball wieder unten ankommt. Genau in dem Moment soll er erneut abgeschlagen werden. Wenn man zu spät schlägt, erkennt man das daran, dass für einen Moment alle LEDs aus sind. 16 Balltrainer für zwei Die LED-Reihe wird nun so umgebaut, dass die ersten drei LEDs grün sind. Zusätzlich wird eine fünfte LED an Pin 10 angeschlossen. Nun sollen zwei Personen den Ball abwechselnd abschlagen.
Helligkeitssteuerung Bisher wurden alle LEDs entweder ganz an- oder ganz ausgeschaltet. Das entspricht dem normalen Verhalten eines Schalters, und im Mikrocontroller befinden sich ja elektronische Schalter. An Pin 10 liegt ein ganz besonderer Ausgang, mit dem man mehr machen kann, als ihn nur ein- und auszuschalten. Hier kann die Helligkeit in vielen Stufen verändert werden.
18 Entspannungslicht Gleicher Aufbau, anderes Programm: Nach einer harten Spielrunde sollte man sich auch mal entspannen. Und dafür gibt es nun ein Entspannungsprogramm, genauer gesagt ein Unterprogramm zum Balltrainer. Um es zu starten, drückt man Reset und den linken Taster. Anschließend lässt man zuerst Reset los und dann erst den linken Taster. Nun sieht man nur noch die ganz rechte LED, die sanft blinkt und dabei immer wieder heller und dunkler wird.
das Blinken dem eigenen Atemrhythmus entspricht. Dann konzentriert man sich ganz auf seinen Atem und erreicht damit vollständige Entspannung. 19 Hau den Maulwurf Ein Widerstand mit 33 KΩ (Orange, Orange, Orange) startet ein altes Jahrmarktspiel, bei dem man versuchen muss, aus Löchern schauende Maulwürfe mit dem Hammer zu treffen: „Whack a Mole“ – „Hau den Maulwurf!“ Man startet das Spiel und siehst eine der LEDs leuchten. Nun hat man nur wenig Zeit, den passenden Taster zu dieser LED zu drücken.
20 Hau den Maulwurf 2 Diesmal sollen vier grüne LEDs eingebaut werden. Jetzt haben alle Maulwürfe die gleiche Farbe, womit das Spiel noch schwieriger wird. Aber so ist das eben – in der Dunkelheit der Nacht sind alle Maulwürfe grau, besonders wenn sie aus ihren Löchern schauen. 21 Pong Dieses einfache Tennisspiel ist dem bekannten Spieleklassiker „Pong“ von Atari nachempfunden, wenn auch in einer stark vereinfachten Form. Zur Programmauswahl wird ein Widerstand mit 47 kΩ (Gelb, Violett, Orange) verwendet.
Der Ball fliegt ganz allein immer hin und her. Wenn man mitspielen will, muss man genau dann auf den Taster drücken, wenn der Ball gerade an der betreffenden Seite angekommen ist. Stimmt der Zeitpunkt, hört man jedes Mal einen kurzen Ton. Drückt man zu lange, wird der Ball aufgehalten. Man kann mit zwei Händen oder mit zwei Personen spielen. Bei perfekter Spielweise sind absolut gleichmäßige Abschläge zu hören. Es ist gar nicht so einfach, mehr als 20 fehlerfreie Schläge zu schaffen.
23 Reaktionstest Mit einem Widerstand von 100 kΩ (Braun, Schwarz, Gelb) startet ein Reaktionsspiel. Man sieht einen schnell von links nach rechts wachsenden Leuchtbalken aus bis zu vier LEDs. Sobald die erste LED an ist, soll man den Knopf drücken. Meist schafft man das aber nicht ganz, und dann leuchten schon zwei oder drei LEDs. Jede LED steht für eine Zehntelsekunde.
bekannten Entspannungslicht. Die Helligkeit der LED ganz rechts ändert sich in einem langsamen Rhythmus. Falls jemand schon vorher weiß, dass er Entspannung braucht, kannst er das Entspannungslicht auch direkt starten, indem er den linken Taster gedrückt hält und einen Reset ausführt. Die optimale Geschwindigkeit kann man wieder mit den beiden Tasten einstellen. Soll es dann mit dem Reaktionstest weitergehen, drückt man einfach noch mal die Reset-Taste.
Grün, Gelb). Mit den beiden Tastern kann man die Geschwindigkeit einstellen. Man kann bei völliger Dunkelheit bewegte Gegenstände allein im Licht des Stroboskops betrachten. Bewegungen werden dabei in Einzelbilder aufgelöst. Wenn man einen drehenden Motor oder einen Lüfter am Computer beleuchtet, kann man eine Stroboskopgeschwindigkeit einstellen, bei der die Drehbewegung scheinbar einfriert oder sehr langsam wird. Ein ähnlicher Effekt ist aus dem Piezo-Lautsprecher zu hören.
25 Die elektronische Grille Mit einer blauen LED kann man in der Dunkelheit geheimnisvolle Lichteffekte erzielen. Hinzu kommen die besonderen Geräusche einer Grille. Dieser ganz andere Soundeffekt entsteht, wenn man das Unterprogramm des Stroboskops mit der linken Taste und einem Reset startet: Man hält die linke Taste gedrückt, während man einmal kurz auf Reset drückt. Die elektronische Grille erzeugt seltene, sehr hohe Töne, die man nur schlecht orten kann.
Töne und das schwache Licht. Sobald die Grille gefunden ist, muss man nur auf den rechten Knopf drücken. Dann ertönt die Siegerfanfare, das Licht geht für kurze Zeit vollständig an, um das Versteck zu beleuchten, und danach ist endlich wieder Ruhe. 26 Senso Mit einem Widerstand von 220 kΩ (Rot, Rot, Gelb) startet man ein anspruchsvolles Spiel, das seit 1978 unter dem Namen „Senso“ bekannt ist und im englischen Sprachraum „Simon“ genannt wird, manchmal auch „Simon Says“.
Bei diesem Spiel gibt es vier unterschiedliche Farben, die in einer zufälligen Reihenfolge aufleuchten. Zu jeder Farbe gibt es einen eigenen Ton. Die Aufgabe besteht darin, sich die Farben zu merken und die Folge mit den Tasten zu wiederholen. Die linke Taste schaltet die rote LED ein, die zweite von links die gelbe und so weiter. Außerdem werden die zugehörigen Töne gespielt. Beim ersten Durchlauf muss man sich nur eine Farbe merken, beim zweiten schon zwei.
Impressum Liebe Kunden! Dieses Produkt wurde in Übereinstimmung mit den geltenden europäischen Richtlinien hergestellt und trägt daher das CE-Zeichen. Der bestimmungsgemäße Gebrauch ist in der beiliegenden Anleitung beschrieben. Bei jeder anderen Nutzung oder Veränderung des Produktes sind allein Sie für die Einhaltung der geltenden Regeln verantwortlich. Bauen Sie die Schaltungen deshalb genau so auf, wie es in der Anleitung beschrieben wird.
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