Die Elektronik

Das "Mainboard" des Moorhuhn^xps beherbergt Steckplätze für die EURO_535 und die 2 Leistungskarten der Schrittmotoren sowie Anschlüsse und Pufferung für alle weiteren Signale. Weiterhin ist der Tongenerator und der Audio-Verstärker darauf zu finden. Abgesetzte Module sind die Ansteuerung der 220V-Glühlampen der Trefferanzeige und die Sensorbeschaltung am Moorhuhn.

Schrittmotorsteuerung

Die für die 2 Schrittmotoren verwendeten Leistungssteuerkarten D920.X1 (Berger-Lahr) vereinfachen die Ansteuerung von 3-phasigen Schrittmotoren. Als Eingangssignale werden nur ein Taktsignal (Puls) und ein Richtungssignal benötigt. Mit jedem Takt dreht der Motor sich dabei um einen Schritt weiter, der Pegel des Richtungssignals gibt an wie rum. (Die Drehrichtung hängt weiterhin von der Anschlussreihenfolge des Schrittmotors ab)

Es besteht folgende Zuordnung zwischen Signalen und Ports des µCs:

Für die 25mA der optoentkoppelten Eingänge der Karten wird ein Treiber-IC (M74HC541) verwendet, s.a. Pufferung. Weitere wichtige Informationen stehen in den Datenblättern der D920 von Berger-Lahr.

Tongenerator

Um das Spielerlebnis zu verschönern dürfen Klänge von zwitschernden Vögeln und Schüssen nicht fehlen. Ein speziell für das Moorhuhn^xp entwickelter Tongenerator kann 8 verschiedene Klänge wiedergeben, deren Wellenformen in einem 8-bit EPROM (M27C512, 64kB) abgelegt sind. Für jeden Klang stehen so 8kB zur Verfügung, abgetastet wurde mit 10kHz. Der Ausgabetakt wird vom µC vorgegeben, sodass eine Tonhöhenwahl möglich ist. Vollständig aus Standard-Digital-ICs aufgebaut, werden die Daten des EPROMs ausgegeben und in einem D/A-Wandler-IC wieder analogisiert. Ein Audio-Verstärker verleiht dem Ganzen den nötigen Druck zur Ausgabe an einem Lautsprecher.

Aufbau

Ein 13-bit-Adresszähler aus 2 kombinierten M74HC393 läuft von 0x0000h bis 0x2000h. Der Zählerstand 0x2000, bei dem Bit 14 gesetzt wird, sperrt den unteren Zähler durch Setzen des CLR. Durch Löschen des oberen Zählers über die µC-Leitung "SoundCtrl" wird die Selbstsperrung gelöscht und der Zähler beginnt wieder bei 0x0000h. Getaktet wird der Zähler über die µC-Leitung "SoundClk", die so die Ausgaberate vorgibt.

Über die 3 µC-Leitungen "SoundSel0", "SoundSel1", "SoundSel2" wird der Klang gewählt. Sie sind mit den obersten 3 Adresseingängen des EPROMs verbunden und wählen so einen der 8 Speicherbereiche vor.

Das 8-Bit-Datum des EPROMs wird kontinuierlich in einem AD558 D/A-Wandler in die analoge Spannung umgesetzt die dem Audio-Leistungsverstärker zugeführt wird.
-> Zum Schaltplan MoorSound

Um einen Klang auszugeben sind folgende Schritte notwendig:

1. Adresszähler stoppen ("SoundCtrl" auf "1" setzen)
2. Klangwahl binär kodiert über die 3 Leitungen "SoundSel" setzen
3. Ausgabetakt (Timer2) programmieren
4. Adresszähler freigeben ("SoundCtrl" auf "0" setzen)

Audio-Leistungsverstärker

Damit die Klänge auch laut genug durchs Moor schallen können ist ein kleiner 14W Audio-Verstärker auf dem Mainboard platziert. Er entspricht dem typischen Aufbau eines NF-Verstärkers mit dem IC TDA2030 mit symmetrischer Versorgungsspannung (+/-12V).
-> Zum Schaltplan MoorAmp

Signalpufferung EURO_535

Insgesamt wird das Moorhuhn^xp über 19 Kanäle gesteuert. Die meisten Signale sind durch den Bustreiber-IC M74HC541 gepuffert, insbesondere Signale mit höheren Strömen (bis max. 25mA):

• Status- und Fehler-LED (2)
• 6-kanal Trefferanzeige (6)
• Schrittmotorsteuerung (4)
• Endschalter (3)
• Gewehrabzug (1)

-> Zum Schaltplan Schnittstellen EURO_535

Huhnsensor

Um zu Erfassen, ob ein abgegebener Schuss das Huhn getroffen hat, befindet sich auf dem Körper des Huhns ein Photosensor. Im Gewehr sind dazu zwei Laserpointer (rot, Klasse 2) eingebaut. Einer davon dient dem Schützen zum anvisieren, der zweite Laser ist durch eine Linse aufgeweitet und wird vom Sensor auf dem Huhn erfasst, was dann das Zeichen für ein anvisiertes Huhn ist. Ein Schuss würde dann zu einem Treffer werden. Um Fremdlichteinflüsse bei der Zielerfassung auszuschalten wird der Visierlaser mit 1kHz gepulst. Eine kleine Elektronik am Huhn filtert die Signale des Photosensors und bereitet sie für den µC auf.

Aufbau

Das Signal (Strom) der Fotodiode BPW34 wird erst mit einem Vierfach-OPV (TL084) verstärkt. In einem schmalbandigen Bandpass um 1kHz wird das Visierlasersignal herausgefiltert. Gleichgerichtet und etwas geglättet entsteht nun eine analoge Spannung, die mit einem Komparator (LM393) (auf der Hauptplatine) in ein Logiksignal gewandelt wird, welches an Port 4.7 (Sensor) am µC anliegt.
-> Zum Schaltplan HuhnSensor

Treffer-Anzeigetafel

Die Anzahl der Treffer wird über 6 Glühlampen angezeigt. Da jede Glühlampe 25W hat wurde auf 220V-Glühlampen gesetzt. Die Ansteuerschaltung ist für jeden der 6 Kanäle gleich. Zum Schalten wird je ein Triac (BT136) eingesetzt und könnte bis zu 1000W bedienen. Zur Zündung des Triacs wird ein Optokoppler-IC (MOC3041) benutzt, der nur im Spannungsnulldurchgang schaltet. Dadurch werden Elektronik und Lampen geschont und es entstehen keine Stromspitzen beim Schalten.
-> Zum Schaltplan MoorLampen