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광선총에 의한 빨리 쏘기 게임의 제작

마이크로칩사의 마이크로 컴퓨터 PIC16C/F84를 사용한 제작 예의
제작 방법의 소개입니다. ( 「게임 레버러토리＇98/7, 8월호에 게재)

우선 전체는 광선총 그 자체와적으로 되는 수광 세트의 2개로부터 생겨
있습니다.
게임의 방법은, 수광 세트의 전원을 ON로 하면(자), 몇초후에 버저가
울기 시작해 동시에, 숫자 표시기가 시간 카운트 표시를 시작합니다.
이것이 시작되면(자) 광선총의 과녁으로서 동작하기 시작한 것이 되어, 광선총
(을)를 발사해 맞으면, 그 시점의 시간에 시간 카운트가 정지해, 개시
시점으로부터의 시간을 10 msec 단위로 표시한 채로 정지합니다.
한번 더 광선총이 맞는다고 표시가 사라져 게임이 재개하기 때문에,
반복 게임을 즐길 수가 있습니다.
이것으로 빨리 쏘기의 시간을 겨루는 게임을 할 수 있습니다.

【광선총의 내용은? 】

광선총은 어떻게 만드는 것일까요?
먼 곳까지 닿는 강한 광선을 순간적으로 발광시키려면?
이것을 실현하는 아이디어는 카메라의 플래시에 있습니다. 즉, 높다
전압의 전기를 콘덴서에 충전해, 모인 전기를 순간적으로 램프에
흘리는 것으로 강한 빛을 순간적으로 낼 수 있습니다.
　그러나, 이것에 적절한 램프가 있을까요?　여러가지 찾기 실험한 결과
(은)는, 회중 전등에 사용되고 있는 머리가 렌즈가 되어 있는 램프가 제일의 모양
입니다. 렌즈의 덕분으로 빛을 먼 곳까지 날릴 수가 있습니다.
　이것으로 2~3 m는 닿습니다. 한층 더 먼 곳까지 날리기 (위해)때문에, 볼록 렌즈를 이제(벌써)
하나 램프의 전에 추가하면(자) 빛의 빔이 가늘게 수습할 수 있으므로, 5 m
정도까지는 닿도록(듯이) 할 수 있어 게다가 정확하게적으로 맞히는 기술을 겨룰 수 있는 것처럼도
할 수 있습니다만, 이번은, 케이스에 맞는 소형 렌즈를 찾아내는 것이 성과키
그리고 했으므로 렌즈는 붙이고 있지 않습니다.

밑그림이 광선총의 회로도에서 매우 간단한 회로입니다.

발광부는, 회중 전등용의 렌즈 첨부 램프(2.2V 0.2A)입니다만, 그대로
3 V정도의 전지로 번뜩거릴 수 있던 것 만으로는, 빛의 양이 부족해 목표까지 닿지 않습니다.
거기서 궁리입니다만, 전압을 높게 하면 밝게 빛납니다. 그러나 연속으로 높다
전압을 더하면 곧 램프가 끊어져 버리기 때문에, 카메라의 플래시와
같은 원리로, 콘덴서에 충전한 고전압을, 발단이 되는 스윗치를 눌러
시, 순간적으로 흘리는 것으로 순간 섬광 하도록(듯이) 합니다.
　콘덴서에 저축할 수 있었던 전기는 일순간으로 없어지기 때문에, 램프가 끊어진다
(일)것은 없습니다. 전압은 9 V전지를 사용합니다.
콘덴서의 용량은 큰 만큼 밝고 긴 시간 빛납니다만, 이번은
3000μF(16V)를 사용했습니다. 이것으로 섬광의 지속 시간(수광부의 출력 계속
시간)은, 약수10 msec 정도가 되었습니다.
　이 방법의 결점은, 한 번 빛을 방사하면(자), 2초 정도는 다음의 방사가 성과
없는 것입니다. 그 때문에 연속 빨리 쏘기 경쟁과 같은 경기는 할 수 없는 것에
됩니다.

밑그림을 할 수 있던 사진으로, 램프, 콘덴서를, 프린트 기판의 단재에
짜 비투명 플라스틱 케이스에 납입하고 있습니다.
케이스 측면의 램프의 전에 둥근 구멍을 뚫어 여분의 빛이 밖에 나오지 않게
하고 있습니다. 할 수 있으면, 이 구멍에 파이프를 접착해, 파이프의 끝에 렌즈를
붙이면 완벽한 광선총이 됩니다. 사진과 같이 손에 잡아 가져, 측면의
스윗치를 누르는 것으로 광선이 발사됩니다.

전지와 스윗치, 전구와 콘덴서, 저항, 이만큼으로 되어있습니다.

【수광 세트는? 】

밑그림이 수광 세트부의 전체 회로입니다. PIC16F84를 중심으로, 세그먼트(segment) 발광
다이오드 관련과 수광 소자, 버저가 접속되고 있습니다.
입력의 포토 다이오드의 감시는, 다이나믹점등의 반복 루프의
안으로 함께 처리하는 것처럼 합니다. 본회로도에서 광선총과 수광 세트를 약 2~
3 m의 거리까지 떼어 놓아도 확실히 동작했습니다.
　전원부는 상투적인 3 단자 레귤레이터를 사용하고 있습니다. 동작전류는,
세그먼트(segment) 발광 다이오드가 전형점 켜도 50 mA정도이므로 78 L타입의
레귤레이터로 충분합니다.




이것들을 소형 프린트 기판으로 짜 올려 소형비투명 플라스틱 케이스에
납입했습니다.
전면 패널에는 숫자 표시기용과 수광 소자용이 구멍을 뚫고 있습니다.
발광 다이오드의 창에는 물이 들어 아크릴을 붙이고 있습니다.




전면에는 3자리수의 세그먼트(segment) 발광 다이오드와 광검지용의 구멍이 나 있습니다.
내용은, 밑그림과 같이 PIC만으로 되어있습니다. 세그먼트(segment) 발광 다이오드는
세그먼트(segment)는 직접 PIC로 드라이브 해, 자리수 드라이브는 전류가 세그먼트(segment)의 화가 되어
많아지므로, 트랜지스터로 드라이브 하고 있습니다.
PIC의 아래 쪽으로 보이는 트랜지스터 타입의 물건이 포토 트랜지스터입니다.

【수광 소자와 당의 판정】

빛을 검지하는 소자에는, CdS, 포토 다이오드, 포토 트랜지스터의 3 종류
하지만 잘 사용됩니다.
　이 안에서 광선총의 섬광을 수신하는 수광 소자에는, 감도가 좋은 일과 응답
속도가 빠른 것으로부터 포토 트랜지스터를 사용했습니다. 게다가 소자의 전면에
렌즈가 붙어 있어 특히 고감도의 타입을 사용했습니다. 사용법으로서는,
포토 트랜지스터의 부하 저항을 크게 하면 감도가 오릅니다만, 나머지 감도
(을)를 너무 올리면(자) 실내의 빛만으로 반응해 버리기 때문에, 저항값을 적당하게
조정합니다. 고정 저항이 아니고 500KΩ정도의 볼륨으로 해 감도가 조정 성과
같게 해도 편리한 것으로 생각합니다. 케이스에 수납할 때에도, 주위로부터의 외광
하지만 들어가기 어렵게, 포토 트랜지스터의 전면에만 작은 구멍을 뚫어 머리 부분이
케이스 패널면으로부터 조금 인붐빈 것처럼 해 답니다.

　이 포토 트랜지스터의 출력은 상시 전원 전압으로, 빛을 검지하면(자) 0볼트
(이)가 되기 때문에, 직접 PIC의 입출력 핀에 접속할 수가 있습니다.
이 입출력 핀을 프로그램으로 입력 모드로 설정해, 상시 입력하면서
감시합니다.
　당 판정은, 한 번 빛을 검지하면(자), 일정시간 기다려, 한층 더 빛이 계속
하고 있는지 어떤지를 재확인해 확실히 빛을 검지하는 것으로 실시합니다만,
이 일정시간을 얼마나로 할까로, 당의 확률이 바뀝니다. 즉,
전자총으로부터의 섬광은 수십 msec의 지속 시간으로, 그것을 포토 트랜지스터로
검지한 후의 지속 시간은, 밑그림과 같이 총과 목표의 거리와 각도에 의해 변화해
. 가까워서 정면을 향하고 있는 만큼 검지 지속 시간이 섬광의 시간에 동일하고
되어 갑니다. 거기서 이 지속 시간을 긴(수십 msec)로 하는 것으로
정확하게 총의 빛이적으로 맞지 않으면 당으로 판정하지 않게도 할 수 있습니다.

　다음에 해야 할 것은, 한 번 맞아 판정을 하면(자), 빨리 쏘기의 시간을 표시한 채로
게임을 정지합니다.
　그 후 당분간은 빛을 검지해도 아무것도 하지 않게 할 필요가 있습니다.
그렇게 하지 않으면 시간표시가 차례차례로 변화해 버려 게임이 되지 않게 되어 섬
있습니다.
　이런 흐름을 프로그램으로 실현되기 위해서(때문에)는, 프로그램 플래그라는 것
(을)를 사용합니다. 즉, 한 번 맞아 판정을 하면(자) 플래그를 ON로 해, 이 플래그가
ON의 사이는, 시간의 카운트를 하지 않고 같은 표시치인 채로 합니다. 그리고 일정시간
경과(이것도 프로그램으로 카운트 한다) 후는, 다음의 빛을 검지하면(자) 표시 데이터
(을)를 공백으로 해 게임을 재개하도록(듯이) 합니다.

【부품표】

이번 광선총 게임에 사용하고 있는 부품은 아래 표와 같이 됩니다.

광선총의 부품 리스트

기호	설명	규격, 품명	수량
	플라스틱 케이스	130x40x25	1
	범용 기판	100x30	1
	렌즈 첨부 소형 램프	2.2V　0.2A	1
	전술용 소켓	고무 푸쉬 첨부	1
	전해 콘덴서	3000μF16V	1
	저항　1/4W	470Ω	1
	전지(9V)	006P	1
	전지 어댑터	리드 선 첨부	1
	푸쉬 버튼 스윗치	패널 매달려라	1

수광부의 부품 리스트

기호	설명	규격, 품명	수량
	플라스틱 케이스	120x60x25	1
	프린트 기판	86x54mm	1
SKT	IC소켓	18pin	1
BZ	압전 버저	FUJI EB20	1
	7 세그먼트(segment) 발광 다이오드	GL8P03	3
	포토 트랜지스터	S601A	1
REG	3 단자 레귤레이터	78L05	1
BAT	9 V전지	건전지 006P	1
	전지 어댑터	리드 선 첨부	1
XTAL	크리스탈 발진자	10MHz	1
IC1	마이크로칩	PIC16F84-10	1
	트랜지스터	2SC1815	3
	저항　1/4W	150KΩ	1
	〃	200Ω	7
	〃	1KΩ	1
	〃	4.7KΩ	4
	세라믹 콘덴서	20pF	2
	〃	0.1μF	1
	전해 콘덴서	47μF10V	2
	기판용 3 P토글스위치	AC125V 0.3A	1
그 외	스페이서, 나사, 나트		조금