Das Geschicklichkeitsspiel „Heißer Draht“ ist schon längst zu einem Klassiker geworden. Allgemein bekannt sorgt es für
Spaß und Entspannung beim Alleinspielen, zu zweit oder in einer Gruppe. Mittlerweile gibt es zahlreiche Versionen des Spiels: mit
Zeitmessung, Punktezählung, LCD Anzeigen und weiteren zahlreichen Optionen. Die Partie rund um den abisolierten und stromführenden
Draht stellt eine amüsante Herausforderung für Vertreter jeden Alters dar.
Die Regel ist simpel. Man führt eine Drahtschlaufe an einem gebogenen Draht entlang und achtet darauf, dass sich beide nicht berühren.
Der Draht und die Drahtschlaufe stellen einen nicht geschlossenen Stromkreis dar. Berühren sich die beiden, wird der elektrische
Stromkreis geschlossen und mit Ton oder Licht signalisiert, dass der Spieler seine Geschicklichkeitsprüfung nicht bestanden hat.
Die folgende Schaltung stellt eine einfache Ausführung des Spiels dar. Kommt es während eines Versuches zum „Kurzschluss“, d.h.
der Draht und die Schlaufe berühren sich, ertönt ein Ton und eine Leuchtdiode geht an. Zusätzlich wird das Spiel um eine Zielschlaufe
erweitert. So wird unterschieden, ob der Spieler verloren oder gewonnen hat. Für jede der beiden Möglichkeiten gibt es ein anderes
Tonsignal und eine andere farbige Leuchtdiode.
Der heisse Draht, die Draht- und Zielschlaufe
Die Hauptelemente des Spiels bilden, um Gewinnen vom Verlieren unterschieden zu können, zwei Stromkreise. An beiden
Stromkreisen ist die Drahtschlaufe beteiligt. Der heiße Draht ist an den Eingang PA0 (Pin Nr. 4 des Mikrocontrollers) angeschlossen.
Der Eingang steht unter Spannung, damit also auch der heiße Draht selbst. Die Drahtschlaufe ist dagegen an die Masse angeschlossen.
Wenn sich beide Elemente berühren, wird der Eingang mit Masse verbunden und weist das Potenzial 0 auf. Dieser Zustandsänderung wird
im Programm des Mikrocontrollers erkannt und es folgt entsprechende Reaktion (Verloren). Am Ende des heißen Drahtes befindet sich
die Zielschlaufe. Sie ist mit dem Eingang PA1 (Pin Nr. 3 des Mikrocontrollers) verbunden. Auch sie steht unter Spannung. Berührt
die Drahtschlaufe die Zielschlaufe, ändert sich ebenfalls das Potenzial an dem Eingang (0V). Auch diese Zustandsänderung wird im Programm
erkannt (Gewonnen). Beim Aufbauen ist darauf zu achten, dass sich der heiße Draht- und die Zielschlaufe nicht berühren.
Piezo Summer (passiv)
Die Signaltöne werden im Spiel mithilfe eines passiven Summers erzeugt (passive buzzer). Der Summer benötigt, um einen Ton
erzeugen zu können, ein Wechselsignal. Diese Aufgabe übernimmt der Mikrocontroller. Der Ausgang, an dem der Summer angeschlossen ist,
wird mit einer bestimmten Frequenz dauernd ein- und ausgeschaltet. Je höher die Schaltfrequenz, umso höher die Tonlage. In dem Spiel wird
beim Verlieren eine tiefere Tonlage verwendet. Der Gewinner wird mit einer höheren Tonlage des Summers belohnt.
Das Herzstück der Schaltung stellt der Mikrocontroller HT46F47E (TPS) dar. Er kann ohne zusätzliche Hard- oder Software
mit einfachen Tasten programmiert werden. Das unten stehende Programm kann somit per Hand in den Mikrocontroller eingetippt werden.
Eine interessante Aufgabe übernimmt bei dem Mikrocontroller der Widerstand R5. Mit dem Widerstand kann die interne Taktfrequenz
des Bausteins bestimmt werden. So kann z.B. die Tonlage des Summers mit diesem Widerstand beeinflusst werden. Die maximale
Taktfrequenz beträgt bei dem HT46F47E 12 MHz.
Der Schaltplan
Heisser Draht: Schaltplan
Die Testschaltung
Heisser Draht: Testschaltung
Das Programm
Das Programm (Zeile 1 bis 5) fragt dauernd die Zustände an den Eingängen PA0 und PA1 ab. Sobald an einem der Eingänge
ein Null-Zustand erkannt wird, erfolgt ein Programmsprung zu der Adresse 7 (Verloren) oder 12 (Gewonnen). Die entsprechende Leuchtdiode wird
eingeschaltet und der Summer ertönt.
Neustart des Programms erfolgt mit der Reset-Taste S1.
Programm:
000 11 Blaue LED ein, Bereit
001 C8 Überspringe folgenden Befehl, wenn PA0 LOW (verloren)
002 94 Springe zur zweiten Abfrage
003 97 Springe nach VERLOREN
004 C9 Überspringe folgenden Befehl, wenn PA1 LOW (gewonnen)
005 34 Springe zurück -4
006 9C Springe nach GEWONNEN
VERLOREN
007 1A Rote LED ein + Summer ein, Verloren
008 23 Wartezeit (Tiefe Tonlage)
009 12 (nur) Summer aus, rote LED bleibt an
010 23 Wartezeit (Tiefe Tonlage)
011 34 Zurück auf Adresse 7, Sprung -4
GEWONNEN
012 1C Gelbe LED ein + Summer ein, Gewonnen
013 21 Wartezeit (Hohe Tonlage)
014 14 (nur) Summer aus, gelbe LED bleibt an
015 21 Wartezeit (Hohe Tonlage)
016 34 Springe zurück -4 auf Adresse 12
NEUSTART mit Reset
11 C8 94 97 C9 34 9C 1A 23 12 23 34 1C 21 14 21 34
