Электроника ИМ-11 Луноход

BigTrak

BIG TRAK / bigtrak — электронная игрушка, программируемая машина, разработанная и выпущенная компанией Milton Bradley в 1979 году. Рекомендуемая цена на момент выхода составляла 43 доллара США. Было выпущено более миллиона экземпляров игрушки.

Описание

Игрушка представляла собой шестиколёсный танк с плёночной клавиатурой на верхней части корпуса. Игрушка могла запоминать последовательность длиной до 16 команд и выполнять её. Пример последовательности: «двигаться вперёд на пять единиц», «пауза», «повернуться на 30 градусов вправо», «сделать выстрел» и т.д. Также присутствовала команда повтора предыдущей команды, что позволяло организовывать простые циклы, однако язык программирования игрушки не являлся тьюринг-полным, так как не имел условных команд. Игрушка также не имела каких либо датчиков, кроме датчиков вращения колёс (датчик пройденного пути).

Версии игрушки для США и Англии и Европы имели заметные внешние отличия. Версия для США была сделана из серого пластика и имела надписи «BIG TRAK» на корпусе. Версия для Англии и Европы была сделана из белого пластика, имела надписи «bigtrak» и другое оформление клавиатуры.

Игрушка также имела опциональный аксессуар — прицеп, который мог сбрасывать свой груз по специальной команде.

В настоящее время существует небольшое интернет-сообщество, посвящённое игрушке. Его силами был выполнен реверс-инжиниринг устройства игрушки и используемого в ней микроконтроллера

Устройство

Основой игрушки является 4-разрядный микроконтроллер Texas Instruments

Игрушка приводится в движение двумя электромоторами, соединёнными через редукторы с двумя средними колёсами. Повороты осуществляются раздельным изменением направления вращения моторов. Пройденное расстояние определяется с помощью инфракрасной оптопары, располагающейся по сторонам шестерёнки редуктора, имеющей отверстия. При вращении шестерёнка перекрывает оптопару, генерируя импульсы.

Вся электроника игрушки располагается на одной печатной плате. Помимо микросхемы микроконтроллера используется ещё одна микросхема — SN75495, предназначенная для управления цифровым светодиодным индикатором. В игрушке она управляет лампой «лазера», светодиодом оптопары, динамиком (воспроизводящим звуковые эффекты) и генерирует сигналы для токовых ключей, управляющих двигателями. Также на плате располагаются токовые ключи на четырёх транзисторах (по два на двигатель) и несколько пассивных компонентов.

Игрушка питается от четырёх батарей типа D (аналог отечественного элемента 373) по 1.5 вольта и одной 9-вольтовой батареи («Крона»). В инструкции к игрушке рекомендовалось применять только алкалиновые батареи. При отсутствии ввода команд в режиме ожидания примерно раз в полминуты воспроизводился звуковой сигнал, напоминающий о включённом питании игрушки.

Электроника ИМ-11

В СССР был выпущен клон игрушки под названием «Электроника ИМ-11». Он производился Солнечногорским электромеханическим заводом (СЭМЗ). Как указано в инструкции, игрушка предназначалась для «развития у детей 6—12 лет интереса к техническому творчеству, навыковы программирования, расширения их кругозора».

Было выпущено две модели. Ранняя модель, «Луноход», является почти полным клоном оригинальной европейской версии. Вместо оптопары в качестве датчика пройденного расстояния использовался геркон. Был добавлен пластиковый бампер с датчиком нажатия, выключавший игрушку при столкновении с препятствием. В 1988 году журнал Наука и жизнь опубликовал статью с описанием возможностей и устройства игрушки.

Более поздняя модель, «Планетоход», имела несколько более заметных отличий: выстреливаемый по команде пропеллер (вместо управления прицепом в BigTrak), фары и задние габаритные огни (красные светодиоды). Выключатель питания был перенесён с верхней панели в заднюю часть игрушки.

Как и в оригинальной игрушке, вся электроника размещается на одной плате и состоит из двух микросхем и дополнительных элементов. Все компоненты отечественные. Микросхемы и токовые ключи расположены на плате аналогичным оригиналу образом. Микросхема микроконтроллера выполнена в другом корпусе, имеет нестандартное обозначение УУ-1 и логотип завода СЭМЗ. В инструкции говорилось, что микропроцессор игрушки содержит 10 тысяч транзисторов, что примерно на две тысячи больше, чем в оригинальном микроконтроллере TMS1000. Вторая микросхема, КМ1010КТ1, является отечественным аналогом используемой в оригинальной игрушке SN75495.

Клавиатура и команды

Клавиатура версии для США

Клавиатура версии для Англии и Европы

Программирование игрушки выполнялось исключительно с помощью клавиатуры. Игрушка не имела дисплея либо другого способа отображения вводимой программы до начала её выполнения. Клавиатура имела цифровое поле для ввода параметров команд (1..99), клавиши команд и несколько сервисных клавиш.

• Стрелки вверх и вниз: движение вперёд и назад на заданное число отрезков (примерно равных длине игрушки)
• Стрелки влево и вправо: поворот на заданный угол (полная окружность - 60 единиц)
• HOLD, P или СТОП: пауза на заданное время (в десятых долях секунды)
• FIRE или изображение лампочки: стрельба из «лазера» в передней части игрушки (лампочка и звуковой эффект) заданное число раз
• CLR, CM или С: удаление текущей программы
• CLS, CE или СК: удаление предыдущей команды
• RPT или x2: повтор заданного числа предыдущих команд
• TEST или ТЕСТ: выполнение короткой тестовой программы. Клавиша может быть нажата только после включения игрушки и до ввода других команд. Тестовая программа всех версий игрушки, включая ИМ-11, состоит из последовательности команд вперёд×2, стрельба×3, OUT, назад×2.
• CK или галочка: проверить выполнение предыдущей команды
• OUT или изображение вентилятора: сброс груза с прицепа в оригинальной игрушке, выстрел пропеллера в Планетоходе. Не требует ввода числа, при отсутствии прицепа вызывает паузу в 3-4 секунды
• IN: зарезервированная команда для будущих расширений, не использовалась и отсутствует в европейской версии и ИМ-11
• GO или ПУСК: выполнение текущей программы. Программа остаётся в памяти после выполнения и может быть выполнена повторно, либо дополнена новыми командами

Команда IN

Американская версия игрушки имеет клавишу IN. В инструкции говорится, что она будет использоваться с ещё не выпущенным дополнительным аксессуаром, а при его отсутствии эта и последующая команда будут пропущены. Дополнительный аксессуар никогда не был дополнительно анонсирован и не был выпущен, а в европейской версии игрушки клавиша была убрана с клавиатуры.

Проведённое энтузиастом расследование^[1] показало, что начиная с ранних выпусков игрушки эта команда не могла быть использована. Сначала на плате устанавливались требуемые компоненты, но провод, соединяющий их с разъёмом расширения, отсутствовал. Впоследствии не устанавливались и сами компоненты. В более поздних выпусках также отсутствовало отверстие в изолирующем слое плёночной клавиатуры, что делало нажатие клавиши физически невозможным. Возможно, функция клавиши IN не была реализована по причине допущенной в программе ошибки, замеченной только после производства партии запрограммированных микроконтроллеров. Так как они программировались однократно при изготовлении, исправление ошибки привело-бы к убыткам.

См. также

• Robosapien - дистанционно управляемый человекоподобный робот

Источники

1. ↑ Устройство Big Trak (англ.)

Ссылки

• Страница BIG TRAK (англ.)
• Оригинальная инструкция в формате PDF (англ.)
• Оригинальная инструкция к прицепу в формате PDF (англ.)
• Подробные фотографии двух версий «Электроника ИМ-11» (включая инструкцию, внутреннее устройство и сравнение с оригинальными моделями)
• Луноход «Электроника» — описание, статья из журнала «Наука и жизнь»