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  #1  
Alt 31.05.2013, 00:42
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Walter Walter ist offline
Resurrection
 
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Multi-TASCing – TASC R30 mit 3 umschaltbaren Programmen

Vorweg: Ich hatte vor dem Umbau keine Ahnung von der Materie und ließ mich von Micha Völschow und Michael Lang zum Thema Umschaltung von Eproms anlernen. Es ist also auch für Anfänger zu schaffen. Mein Dank geht an Micha und Michael, ohne die das Projekt nicht gelungen wäre.

Wie üblich, weise ich an dieser Stelle darauf hin, dass Lizenzrechte zu beachten sind.

Wer einen TASC R30 und ein SB30 vom Typ I besitzt, hat die technischen Voraussetzungen, um die Programme V2.2, V2.5 und Gideon Madrid zu nutzen. Die Programme sitzen in zwei Eproms namens „HI“ und „LO“ vom Typ 27C1001. Wer nun z.B. das Gideon-Programm erworben hat, kann durch Wechsel der Eproms ein anderes Programm nutzen. Nun ist der körperliche Austausch der Eproms zum einen eine fummelige Angelegenheit und dazu nicht ganz ohne Risiko. Man wird also die Eproms nur hin und wieder mal austauschen und Möglichkeiten nicht wahrnehmen können, gelegentlich schnell mal ein anderes Programm zu starten.

Daher wäre es zweckmäßig, alle vorhandenen Programme fest in das Gerät einzubauen und beliebig zwischen den Programmen umschalten zu können.

Die gute Nachricht: Es geht.
Die schlechte Nachricht: Es ist teilweise eine fummelige Maßnahme.

Und das Ergebnis "Umschalter" sieht man hier:



Der Programmwahlschalter ist exakt oberhalb des Ein-Aus-Schalters auf der Rückseite des TASC-Steuergeräts angebracht. Man kann damit zwischen den 3 Programmen auswählen. Eine Beschriftung wäre noch angebracht.

Warum diese Position für den Umschalter? Es gibt mehrere gute Gründe dafür.

- Die Ausrichtung genau oberhalb des Ein-Aus-Schalters sieht optisch gut aus, als ob es ab Werk so gemacht wäre

- Nur etwa an dieser Position ist an der Rückwand überhaupt genug freier Platz vorhanden

- Es gibt sonst keine Stelle am ganzen Gerät, wo der Umschalter ohne zu stören und dazu optisch passend angebracht werden könnte

Gleich vorneweg: Das schwierigste Detail des Umbaus

Diese Schalterposition bringt allerdings eine kleine Schwierigkeit mit sich, genauer gesagt einen ziemlichen Haken, eigentlich das Schwierigste am ganzen Umbau. Aber wenn man ein optisch sauberes Ergebnis arbeiten will, gibt es keine Alternative. Und wer möchte schon einen TASC verschandeln....

Das Problem ist, dass nahe an dieser Position an der Rückwand des Holzgehäuses sich einer der beiden Schalter für die Zeitschaltuhr des TASC befindet. Glücklicherweise muss dieser Schalter nur um einige Millimeter zur Mitte versetzt werden, was seine Funktion nicht beeinträchtigt, um ausreichend für den neuen Umschalter Platz zu machen. Das wäre an sich kein Drama, aber durch die abgeschrägte Bauweise kommt man nur äußerst schwer an diese Stelle und es ist sehr schwierig, den Zeitschalter herauszuschrauben und vor allem wieder im Hartholz anzuschrauben, weil der Schraubenzieher nicht senkrecht angesetzt werden kann, sondern man ziemlich schräg arbeiten muss, und vorbohren geht wegen der Schräge auch nicht. Das ist wirklich kniffelig und vom ganzen Umbau das mit Abstand schwierigste.


Umschalten des fertigen TASC

Den TASC umschalten kann man nur im ausgeschalteten Zustand. Wenn man es im eingeschalteten Zustand versucht, bleibt der TASC stehen, aber er geht nicht kaputt. Also auschalten – umschalten – wieder einschalten.

Das Umschalten bewirkt genau die gleichen Effekte wie ein Epromwechsel:
Der TASC vergisst dabei z.B. die gespeicherte Stellung etc. und sogar die Grundeinstellungen, fällt also z.B. wieder in die Sprache Englisch zurück oder meldet, dass der RAM-Speicher leer ist.

Behält man ein Programm bei, lässt also die Schalterstellung unberührt bis zum nächsten Einschalten, dann behält er die gespeicherten Daten wie man es bisher auch kennt, also keine Änderung. Dieses Verhalten ist normal und in Ordnung.


Für den Umbau braucht man folgendes:

- etwas Mut, sich an dieses Gerät zu wagen und das Montageproblem mit dem Zeitschalter zu bewältigen

- einen zweifach-Umschalter oder dreifach-Umschalter, je nachdem, wie viele Programme man hat und umschalten möchte. Diese Schalter gibt es im Internet relativ preiswert, die Angebote wechseln ständig und die Preise sind sehr unterschiedlich. Am besten eignen sich Wippschalter mit fest einrastenden Stellungen, die nicht zurückfedern.
Der zweifach-Schalter hat zwei Positionen, die eingestellt werden können und auf der Rückseite zwei Lötpins.
Der dreifach-Schalter muss in drei verschiedenen Positionen einrasten können und 3 Lötpins haben.
Typischerweise hat der dreifach-Schalter einen mittleren Lötpin und kann dann die Verbindung nach rechts oder links schalten, der zweifach-Schalter kann Verbindung zwischen den beiden Pins schalten oder unterbrechen. Das sind also relativ einfach aufgebaute Schalter, die für diesen Zweck geeignet sind.

- Elektrische Widerstände: 2 x 10 bis 20 kOhm, kleinere Bauart, z.B. ¼ Watt oder kleiner (die auftretenden Ströme sind sehr gering)

- Einen Eprom-Brenner

- 2 Eproms 27C4001, am besten etwas schnelleren Typ, ich kann aber nicht sagen, bei welcher Geschwindigkeit der TASC gebremst würde

- Vorteilhaft, aber nicht zwingend sind IC-Steckerleisten (siehe Bilder unten)

- Bohrer und feine Flachfeile für den Ausschnitt im Holzkasten des TASC, wer nichts besseres hat, könnte z.B. eine Nagelfeile nehmen

- Lötgerät, Kabel, etc.


Grundsätzliches zur Eprom-Umschaltung

Wir stellen uns am besten (sehr vereinfacht) vor, dass im Eprom vier gleich große „Ebenen“ existieren (stellen wir uns das mal wie ein 4-stöckiges Parkhaus vor), von denen wir auf dreien die Programme abgelegt haben, auf jeder Ebene eines. Deshalb muss eine Ebene so viel Speicherplatz haben wie ein originales Eprom des TASC (hat im Original zwei Stück 27C1001). Also brauchen wir zwei Eproms mit viermal so viel Speicherplatz wie das Original (mit dreimal gibt es das nicht), eben zwei Stück 27C4001 oder 27C040 (beide Bezeichnungen meinen das gleiche). Eine der 4 Ebenen wird nicht benötigt und bleibt leer.

Wir müssen das Eprom dazu bringen, zwischen diesen 3 mit Programmen belegten Ebenen umzuschalten. Die vierte Ebene wird nicht benötigt und kann mit einem dreifachen Umschalter nicht einmal angesteuert werden, weil wir dazu einen komplizierteren Umschalter bräuchten. Es genügt für unseren Zweck, nur 3 Ebenen anzusteuern.


Wie geht das Umschalten nun?

Betrachten wir das Schaltbild (bitte die Orientierungskerbe am oberen Ende beachten).



Am Pin VSS liegt permanent Masse an, an VCC +5V. Wir können also Masse und +5V dort abgreifen.


SEHR WICHTIG:
Die Pins A17 und A18 werden nicht in die Epromfassung eingesteckt, sondern abgebogen, so dass sie außerhalb hängen. Sie werden dadurch nicht vom Rechner angesteuert, sondern von unserer neuen Schaltung.


Das Eprom wird zwischen den Ebenen umgeschaltet, indem an die Pins A17 und/oder A18 entweder Masse oder +5V angelegt werden. Das macht normalerweise der Rechner, aber wir machen es manuell.

Liegt z.B. an diesen beiden Pins Masse an, würde die erste Ebene angesteuert (ab Feld 00000). Bekommt nun A17 +5V und A18 Masse, spricht die zweite Ebene an, bekommt A17 Masse und A18 +5V, kommt Ebene 3 dran, bekommen beide +5V ist es Ebene 4. Man hat damit insgesamt 4 Schaltmöglichkeiten, von denen wir nur 3 brauchen.

Diese Eigenschaft nutzen wir für den Umbau. Wir müssen nur die Programme in die richtigen Adresspositionen (=Ebenen) der Eproms brennen. Das ist nun eine kleine Wissenschaft für sich und dieser Beitrag wird schon lange genug. Also gehe ich mal davon aus, dass die Besitzer eines Brenners sich damit auskennen.

For Beginners: Die „Zellen“ eines Eproms sind durchnummeriert und man teilt das Speichervolumen in vier gleich große Bereiche ein. Dann kann man die Programme eines nach dem anderen in getrennten Brenngängen an die entsprechenden Adressen brennen. Etwas gewöhnungsbedürftig ist, dass die Nummerierung nicht dezimal erfolgt, sondern Hexadezimal, d.h. von 0 bis 9 und weiter von A (=11) bis F (=16), statt einem Zehnersystem haben wir also ein 16er-System. Für Fragen stehe ich und sicher auch andere bessere Experten gerne zur Verfügung.....


Wir haben beim TASC zwei Eproms, bei denen parallel dasselbe gemacht wird. Will ich also in Ebene 2, muss ich das simultan bei beiden Eproms machen, sonst funktioniert der TASC nicht. Es genügt also, hier ein Eprom dazustellen und beim zweiten das gleiche zu machen bzw. die entsprechenden Pins der Eproms miteinander zu verbinden, also z.B. Pin A17 von HI mit A17 von LO, etc. Wenn A17 z.B. +5V erhält, dann bekommen das beide A17-Pins. Sie dürfen keine unterschiedliche Spannung erhalten. Das folgende gilt also stets für zwei verbundene Eproms. Da die dreifach-Umschaltung anspruchsvoller ist, beschreibe ich nur sie. Die zweifach-Umschaltung ist analog, aber einfacher mit Eproms 27C2001.

Gehen wir bei der Schaltzeichnung (s. oben) zunächst davon aus, dass der 3fach-Umschalter in der Mittelstellung sei.

In der Skizze ist der mittlere Pin leider noch in zwei aufgespalten, nämlich J2 und J3, aber man denke sich die beiden verbunden in einem einzigen mittleren Pin. An diesem mittleren Pin liegt Masse von Pin VSS an, aber es besteht in der Mittelstellung keine Verbindung zu J1 oder J4, also im Moment jedenfalls Endstation für Masse.

Betrachten wir dann A17 und A18 des Eproms. Diese sind über je einen eigenen Widerstand (ca. 10 bis 20 kOhm, es kommt nicht so genau drauf an) mit +5V verbunden, also sozusagen permanent auf +5V gesetzt (sog. Pullup-Widerstand). Das bewirkt, dass in diesem Zustand die 4. Ebene angesprochen wird. In der mittleren Schalterstellung wird also dasjenige Programm angesprochen, das auf Ebene 4 liegt, weil Masse nicht an A17 oder A18 gelangt.

Der Pin J1 des Umschalters führt zu A17, der Pin J4 zu A18.

Schaltet man nun nach links zu J1, so wird J1 mit dem mittleren Pin verbunden, erhält also von dort Masse, und das wird an den damit verbundenen A17 geleitet.
Gemäß dem Gesetz der Spannungsteilung am Widerstand sorgt der Pullup-Widerstand dafür, dass jetzt nicht +5V, sondern Masse an A17 anliegt. A18 erhält in dieser Position unverändert +5V. Nun wird also Ebene 2 angesprochen.

Schaltet man nach rechts zu J4, passiert das analog mit A18 zu Masse, während A17 an +5V bleibt. Nun wird folglich Ebene 3 angesprochen.

Damit haben wir 3 mögliche Schaltzustände:
Mittelstellung = Ebene 4
Linke Stellung = Ebene 2
Rechte Stellung = Ebene 3

Ebene 1 erreichen wir nie, weil mit dieser Schaltung nie an A17 und A18 gleichzeitig Masse anliegt. Das wäre auch nicht sinnvoll, weil der TASC auf Ebene 1 kein Programm vorfinden würde.
Welches Programm man auf welche Ebene legt, ist natürlich Geschmackssache.

Nun Fotos von der praktischen Umsetzung: Einmal das Bild der Eproms ohne elektronische Bauteile darauf.



Hier sind die fertig gebrannten Eproms bereits eingesteckt. Rechts ist die Éinkerbung, aber kaum zu erkennen. Pin VCC ist also unten rechts bei jedem Eprom. Es reicht, VCC (+5V) und VSS (Masse) nur von einem Eprom zu beziehen, welches man nimmt ist eine Frage der Zweckmäßigkeit beim Löten.

Auf die benötigten Pins habe ich die Kabel und Widerstände nicht direkt aufgelötet, sondern zunächst einzelne Stecker von IC-Steckerleisten. Platz genug ist im TASC vorhanden. Das hat den Vorteil, dass die Bauteile aufgesteckt und bei Bedarf abgenommen werden können.

Am oberen Eprom LO sind drei IC-Stecker an die Pins A18, A17 und VCC (+5V) angelötet.
Am unteren Eprom ist ein einzelner IC-Stecker an VSS (Masse) angelötet (obere Reihe links, auf dem Bild schwer zu sehen, an welchem Eprom angelötet ist), dazu zwei an A18 und A17.

Bitte beachten: A17 und A18 stecken nicht in der Fassung. VCC und VSS stecken in der Fassung.


Das nächste Bild zeigt nun die aufgesteckten Bauteile:



- von VCC des oberen Eproms führen zwei Widerstände zu A18 und A17 des unteren Eproms, und von dort wieder je ein Kabel zu A18 und A17 des oberen Eproms. Der Grund für die Bauweise ist, dass damit die Widerstände irgendwie zweckmäßig platziert sind, denn sie können nicht in der Luft schweben. A17 und A18 sind durch die Verbindungen parallel geschaltet, haben also stets gleiche Spannung, egal ob Masse oder +5V.

- von A17 und A18 führt je ein Kabel (gelb und blau) nach links und rechts zum Umschalter

- von VSS führt das schwarze Kabel Masse zum mittleren Pin des Umschalters

Das war’s dann schon bei den Eproms.

Das nächste Bild zeigt den Umschalter von innen.



Hier ist der Umschalter auf der Innenseite der Rückwand zu sehen. Rechts daneben (mit der beigen Oberseite) befindet sich der Schalter der Zeitschaltuhr, der einige Millimeter nach rechts verschoben werden musste, um für den Umschalter Platz zu machen.


Der Umschalter funktioniert äußerst zuverlässig ohne Probleme. Mein TASC R30 nahm mit der Einstellung V2.2 damit an der WM 2013 teil.
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Geändert von Walter (02.06.2013 um 14:43 Uhr)
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achimp (31.05.2013), Chessguru (31.05.2013), Elsie (31.05.2013), Robert (31.05.2013), Supergrobi (31.05.2013)
  #2  
Alt 31.05.2013, 00:51
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Resurrection
 
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  #3  
Alt 31.05.2013, 07:35
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AW: Multi-TASCing – TASC R30 mit 3 umschaltbaren Programmen

Bravo Walter, Du bist ein Pioneer! Dass Du Dir das traust einen TASC zu riskieren ist tapfer, das Ergebnis sieht aber gelungen aus! Ich wäre froh hätte ich überhaupt einen!
- Wolfgang
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  #4  
Alt 31.05.2013, 12:55
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MaximinusThrax MaximinusThrax ist offline
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AW: Multi-TASCing – TASC R30 mit 3 umschaltbaren Programmen

TOLLE LEISTUNG, Walter!
Wenn man aber nicht Basteln möchte und nur das Gideon 3.1 Eprom in seinen R30 einsetzt hat man eben nur das Gideon Programm intus und der King schaut nur von außen zu? Ist das so richtig?
__________________
Schach ist das Spiel, das die Verrückten gesund hält. (Albert Einstein)
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  #5  
Alt 31.05.2013, 14:01
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Walter Walter ist offline
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AW: Multi-TASCing – TASC R30 mit 3 umschaltbaren Programmen

 Zitat von MaximinusThrax Beitrag anzeigen
TOLLE LEISTUNG, Walter!
Wenn man aber nicht Basteln möchte und nur das Gideon 3.1 Eprom in seinen R30 einsetzt hat man eben nur das Gideon Programm intus und der King schaut nur von außen zu? Ist das so richtig?
Klar, wenn man bei einem herkömmlichen TASC Gideon einsetzt, dann kann man nur mit Gideon Schach spielen und die King-Programme sind im Moment nicht nutzbar. Wenn man dann ein King-Programm spielen möchte, muss man den TASC schon wieder aufschrauben und die beiden betreffenden Eproms (die beiden heißen bei allen Programmen jeweils HI und LO) einsetzen und wieder schauen alle anderen Programme von außen zu.

Der Zweck meines Projekts war also, von einem Programm zu einem anderen umschalten zu können, ohne jedesmal den TASC öffnen zu müssen und die Eproms zu wechseln. Auf die Dauer ist das umständlich und tut dem TASC auch nicht gut.

Wer also mehr als ein Programm für seinen TASC hat, muss so oder so "basteln", entweder immer wieder aufschrauben und manuell wechseln oder ein für alle mal die Dinge per Umschalter regeln.

Das Bohren und das genaue Ausfeilen der Gehäuseöffnung für den Schalter sind leider der schwierigste Teil der Operation . Micha und ich haben das bereits realisiert, und darin stimmen wir überein.

Es gibt aber auch eine einfachere Lösung. Wer vor ein wenig Elektroniklöterei (aber nicht zu kompliziert, einfache Fertigkeiten reichen aus) zurückschreckt, für den gibt es vielleicht mit meiner nächsten Umschaltvariante per Fingersensor eine machbare Lösung. Ich verrate mal soviel, dass man dafür nur eine kleine Bohrung braucht, um einen Messingstift durchzustecken, der als Kontaktpunkt dient. Eigentlich braucht man zwei Stifte und zwei Löcher Allerdings muss ich dann bei jedem Einschalten das gewünschte Programm neu anwählen.

Der Umschalter hat dafür den Vorteil, dass er in einer einmal gewählten Stellung mit einem bestimmten Programm solange bleibt, bis er umgeschaltet wird. Das ist übersichtlich und komfortabel. Ich habe noch vor, neben dem Umschalter eine Beschriftung anzubringen.
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MaximinusThrax (31.05.2013)
  #6  
Alt 31.05.2013, 14:44
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AW: Multi-TASCing – TASC R30 mit 3 umschaltbaren Programmen

Hallo Walter,

danke für deine "Forschungstätigkeit"!

 Zitat von Walter Beitrag anzeigen
Es gibt aber auch eine einfachere Lösung. Wer vor ein wenig Elektroniklöterei (aber nicht zu kompliziert, einfache Fertigkeiten reichen aus) zurückschreckt, für den gibt es vielleicht mit meiner nächsten Umschaltvariante per Fingersensor eine machbare Lösung. Ich verrate mal soviel, dass man dafür nur eine kleine Bohrung braucht, um einen Messingstift durchzustecken, der als Kontaktpunkt dient. Eigentlich braucht man zwei Stifte und zwei Löcher Allerdings muss ich dann bei jedem Einschalten das gewünschte Programm neu anwählen.
Gibt es da keine Probleme, wenn man nach dem Einschalten das Programm wechselt? Oder wirkt das quasi nur wie ein Reset?

Könnte man das ganze nicht auch komplett ohne Bohren umsetzen, nämlich per Reedschalter (oder was vergleichbarem; kenne mich da nicht gut genug aus), den man dann von außen mit einem starken Magnet bedient? Oder ist die Holzwand dafür zu dick?

Prinzipiell liebäugle ich nämlich schon mit einer Umschaltlösung, aber ich würde ungern am Gehäuse rumsägen/-bohren...


Gruß,
Robert
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  #7  
Alt 31.05.2013, 20:20
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 Zitat von Robert Beitrag anzeigen
Gibt es da keine Probleme, wenn man nach dem Einschalten das Programm wechselt? Oder wirkt das quasi nur wie ein Reset?

Könnte man das ganze nicht auch komplett ohne Bohren umsetzen, nämlich per Reedschalter (oder was vergleichbarem; kenne mich da nicht gut genug aus), den man dann von außen mit einem starken Magnet bedient? Oder ist die Holzwand dafür zu dick?

Prinzipiell liebäugle ich nämlich schon mit einer Umschaltlösung, aber ich würde ungern am Gehäuse rumsägen/-bohren...
Hallo Robert,

ich kann deine Bedenken verstehen, und ich hatte auch starke Hemmungen, den Bohrer am TASC anzusetzen. Aber manchmal ist Nichtstun auch Rückschritt, und ich hatte mir überlegt, dass die Lösung perfekt aussehen und einfach zu bedienen sein soll. So ist es jetzt auch. Also nur Mut.

Dann zu deinen Fragen:

Man kann nach dem Einschalten natürlich den Umschalter oder sonst eine Umschaltvorrichtung betätigen Egal welcher Schachcomputer es ist, er blockt und spielt nicht weiter.

Umschalten geht ausnahmslos bei allen Schachcomputern immer nur vor oder während des Einschaltvorgangs. Also niemals einen eingeschalteten Schachcompi umschalten. Er geht nicht kaputt, aber er spielt nicht weiter und muss erst wieder ausgeschaltet werden. Der einzige, der mitten im Spiel die Engines beliebig wechseln kann, ist meines Wissens der Mysticum, aber der funktioniert nicht mit Eproms.

Das Umschalten von Eproms funktioniert also immer wie ein Reset, und wie heftig der ausfällt, hängt vom Compi ab. Manchen nehmens leicht, andere wie der TASC reagieren mit totalem Verlust aller Einstellungen. Aber das wäre das gleiche beim manuellen Epromwechsel, also verschlechtert der Umschalter die Situation nicht.

Die Umschaltung per Reed und Magnet wurde hier im Forum schon diskutiert. Es wurde auch mal ein MM4/ MM5-Modul vorgestellt, das per Magnet umgeschaltet wird. Dazu steckt man das Mephisto-Modul mal links, mal rechts ins Brett. Diese Lösung gefällt mir überhaupt nicht. Warum nicht?

- Das wichtigste Argument scheint mir, dass Modul und Brett untrennbar aufeinander angewiesen sind. Außerdem klappt das so nur bei Mephistos.

- Man kann natürlich auch einen Magneten an eine passende Stelle hinhalten, um ein Reed hinter der Wandung zu schließen. Aber was passiert, wenn ich den Magneten loslasse? Er fällt herunter, weil er kein magnetisierbares Metall vorfindet, woran er haften kann. Wer mag denn dauernd einen Magneten beim Spielen festhalten? Bringe ich ein Blech zum Haften an, wird es womöglich selbst magnetisch und stört die Reeds des Bretts oder sogar das Umschaltreed. Und dann möchte ich das Blech nicht entmagnetisieren müssen....

- Grundsätzlich könnte ein Magnet die Reeds des Brett stören. Wer garantiert mir, dass das nicht passiert? Nur der TASC hat immerhin ein separates Steuerungsgehäuse, wo das nicht passieren kann.

- Für die Dreifach-Umschaltung wie bei meinem TASC bräuchte man mindestens 2 Magnete, und da wird es schon unübersichtlich und ich brauche immer mehr Finger, um all die Magnete während des Spiels festzuhalten. Oder mag jemand die Magnete mit Klebestreifen befestigen?

- Wenn der Schachcomputer längere Zeit im Schrank lag, weiß ich dann noch genau, wohin ich den oder die Magneten halten muss?

- Wo hebe ich den Magneten auf, damit er immer für das passende Brett griffbereit ist?

Nein, das ist keine gute Lösung.

Irgendeinen Schalter brauchen wir, und der muss von außen bedienbar sein und braucht eine Kabelverbindung zur Elektronik. Also muss man irgendwie von außen nach innen eine Leitung legen, daran kommen wir nicht vorbei.

Es gibt von Gerät zu Gerät andere Verhältnisse, die andere Lösungen nahelegen. Zum Beispiel habe ich auch in den MonteCarlo eine Umschaltung eingebaut, und das ist ein ganz simpler billiger Schiebeschalter, der sich im Fach neben dem Batteriefach befindet. Da ist er schön versteckt und doch leicht erreichbar. Beim Tasc wäre ein von außen sichtbarer Schiebeschalter mit drei Schaltstellungen eine sehr hässliche Lösung, also bot sich der dreistufige Wippschalter an. Beim Mephisto III-S Glasgow gibt es für keinen Schalter genug Platz (außer vielleicht Nanoschalter ), weil das Modul total vollgepfropft ist. Außerdem bräuchte man für meinen Plan einen Schalter mit 4 Stellungen, der entsprechend voluminös ausfiele. Also suchte ich nach einer Lösung, die mit minimalem Platz auskommt und trotzdem 4 Schaltzustände erlaubt. Nehmen wir als Beispiel den Mephisto Genius: Wer mag schon Genius und London-Module regelmäßig wechseln? Aber das Modul soll in allen Brettern funktionieren. Also wie macht man das, wenn man keinen hässlichen Schalter auf die Frontblende setzen will? Das wäre nicht nur unschön, sondern man stört auch das originale Design der Frontblende.

Die Lösung für solche Fälle ist der Fingersensor, d.h. ein kleiner Metallkontakt, der bei Berührung umschaltet. Beispielsweise wird (ist derzeit noch in Planung) das bei meinem Genius ein Stift, der nach unten durch die Unterseite des Moduls ragt. Da muss halt ein Löchlein ganz vorne auf der Unterseite gebohrt werden. Da kann man leicht hingreifen oder es bleiben lassen. Sehen kann man es von oben nicht (also stört es die Optik nicht), aber man kann es leicht erfühlen. Wenn man einschaltet kann man a) den Stift berühren oder b) es bleiben lassen. a) läuft Genius an b) läuft London an oder umgekehrt, so wie ich das einrichte. Im Display sehe ich, welches Programm anläuft. So einfach kann das sein. Das Modul funktioniert mit dieser Methode in jedem Brett und in jedem beliebigen Fach. Nur um ein Loch kommt man prinzipiell nicht herum.
Ich habe allerdings schon eine Experimentalversion mit Sensorumschaltung MM4-MM5 in Klingenberg vorgestellt. Da zog ich ohne Bohrung ein Kabel durch einen Spalt nach außen und isolierte das Ende ab. Man könnte also so eine Kabelführung durch einen Spalt als Nicht-Bohrer-Lösung nehmen. Zum Umschalten genügte es, das blanke Kabelende zu berühren. Das kann man auch variieren, z.B. ein Metallblättchen oder ein vergoldetes Centstück.

Grüße
Walter

Geändert von Walter (31.05.2013 um 20:24 Uhr)
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  #8  
Alt 01.06.2013, 22:41
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Heute geht es weiter mit der Anleitung zum Bau eines Fingersensors.

Eprom-Umschaltung per Fingersensor

Beim TASC hatte ich gezeigt, wie man eine Eprom-Umschaltung mit einem Wippschalter durchführt. Statt dessen könnte man auch einen Schiebeschalter nehmen. Aber in einigen Schachcomputern hat man zu wenig Platz für einen solchen Umschalter. Obendrein wird ein elektro-mechanischer Schalter in der Regel mit zunehmender Zahl der Schaltkontakte immer größer.

Ich zeige nun eine selbst entwickelte Lösung, die immer dann einsetzbar ist, wenn besonders wenig Platz für einen Umschalter zur Verfügung steht oder die Umschaltung optisch nicht stören soll.

Obwohl die Anleitung ziemlich lang ist, weil ich mich bemühe, viele Details zu erklären, ist der Nachbau mit mittlerer Löterfahrung machbar. Man braucht absolut kein Elektronikexperte zu sein.

Eine besondere Herausforderung an die Umschalttechnik stellt der Mephisto III-S Glasgow dar. Bei ihm kann man eigentlich technisch bis zu 4 Programme in die Eproms integrieren: Glasgow, Amsterdam, Dallas und Roma 68000. Aber es gibt keinen Platz für einen Umschalter.
Die erste Idee: In einem Versuch beim MM IV/ MM V konnte ich tatsächlich eine der vorhandenen RES-Tasten zum Umschalten des Eproms verwenden. Beim Glasgow geht das aber nicht, weil die Tasteneinheit getrennt vom Rechenmodul mit den Eproms ist, ähnlich wie beim Risc 1 und 2. Nun hätten wir ja im Tastaturmodul zwei schwarze, unbenutzte Tasten die geradezu nach einer Nutzung schreien, aber wie soll man die Signale hinüber ins Rechenmodul schicken?

Also muss man den Umschalter ins Rechenmodul packen. Aber wie?

Der Knackpunkt beim III-S Glasgow ist dieses randvoll gepackte Rechenmodul. Es ist so voll mit Bausteinen, dass sogar die Unterseite ab Werk nicht ganz perfekt schließt. Wo soll da ein Schalter hin, der noch dazu gut aussieht, zum Design passt und bequem und logisch zu bedienen ist?


Beim Überlegen wurde klar:

- Eproms und damit die Programme eines Schachcomputers können immer nur vor oder während des Einschaltvorgangs umgeschaltet werden, also niemals während des Betriebs.

- Eproms können durch Änderung der Spannung an bestimmten Schaltpins umgeschaltet werden. Für jeden Epromtyp und für jede Aufteilung des Speicherraums muss man die passenden Schaltpins bestimmen (was hier den Umfang des Artikels sprengen würde).

- Beim Einschalten gewählte Spannung an den Schaltpins des Eproms (nämlich Masse oder +5V) muss während der ganzen Einschaltdauerdauer konstant aufrechterhalten werden und darf nicht abfallen. Das kann entweder ein einrastender Schalter gewährleisten (so wie beim TASC realisiert) oder ….... ein elektronischer Baustein mit Flipflop-Funktion.


Was ist eigentlich ein Flipflop?
Ein Flipflop ist im Prinzip ein elektronischer Schalter, der auf ein bestimmtes Signal reagiert und dann dauerhaft eine bestimmte Ausgangsspannung abgibt, auch wenn das Eingangssignal vibriert („prellt“), nicht mehr besteht oder später erneut kommt. Das ist genau, was die Eproms brauchen – einmal geschaltet, sollen sie während der ganzen Einschaltdauer konstant ein bestimmtes Signal erhalten.

Auf der Suche nach einem Flipflop fiel mir ein alter Bekannter ein. Es ist der IC 555, der weltweit meistproduzierte IC. Er ist relativ klein (ca. 9x8 mm), hat 8 Pins, ist einfach zu beziehen und billig. Es gibt eine alte und eine neue CMOS-Version, die erheblich Strom spart. Das ist aber für Schachcomputer wenig relevant (eher für batteriebetriebene Schaltungen) und so tut es hier die alte preiswertere Version (ca. 15 Ct./Stück).



Der IC 555 ist ein Universalgenie und wird hauptsächlich für Zeitsteuerungen verwendet. Man kann ihn aber auch völlig anders einsetzen. So kann er auch als Flipflop verwendet werden.

Solange der Flipflop des IC 555 noch nicht reagiert hat, kommt am Ausgang „Masse“, wenn er geschaltet hat, kommt das Signal „+“, also positive Spannung, und zwar etwa in der Höhe wie die Betriebsspannung. Da Schachcomputer mit ca. 5V arbeiten, müsste der Flipflop etwa 5V ausgeben. Das würde prima passen, denn +5V ist ja die Umschaltspannung für Eproms.

Ein Test ergab, dass der IC555 bei 5V Betriebsspannung aber nur etwa 3,8V ausgibt. Die Frage war, ob das zum Umschalten der Eproms reicht.
Der Test zeigte: Es reicht.


Exkurs:
Man kann den Flipflop des IC 555 auch wieder zurückstellen, so dass er erneut schaltet, wenn das entsprechende Eingangssignal kommt. Das ist aber bei einem Schachcomputer nicht erwünscht, so dass diese Funktion nicht verwendet wird.
Ende Exkurs


Nun schauen wir uns das Schaltbild an. Ich habe es auf das Notwendige verkürzt.



Der IC 555 hat 8 Pins. Davon benötigen wir nur 4. Die anderen bleiben unbelegt.

- An Pin 8 kommt die Betriebsspannung (Plus). Der Arbeitsbereich ist 4,5 bis 15 V, beim Schachcomputer sind es in der Regel +5V. Sollten es mal +6V sein, dann dürfte es kein Problem geben, denn die ausgegebene Spannung des Flipflop wird dann ca. 5V betragen, passt also immer noch für Eproms.

- An Pin 1 kommt Masse, also Minus.

- Pin 2 ist unser Sensor. Dazu kommen wir noch.

- Pin 3 ist der Ausgang des Flipflop. Solange der Flipflop nicht geschaltet hat, gibt er hier Masse aus. Schaltet er, dann gibt er ca. +3,8V (bei 5V Betriebsspannung) aus.

-Pin 4 bis 7 bleiben leer.

Soweit ist das recht überschaubar.



Jetzt haben wir zwei Aufgaben zu lösen.

1. Der Flipflopausgang gibt bei Reaktion positive Spannung ab. Bisher haben wir aber (siehe Beschreibung der Umschaltung beim TASC) Masse an die Eproms gelegt, wenn wir geschaltet haben. Was ist zu tun?

2. Wie funktioniert der Sensor an Pin 2?



Aufgabe 1 ist einfach zu lösen.

Schauen wir nochmals das Schaltbild bei der TASC-Beschreibung an. Dort sind zwei Pullup-Widerstände von +5V (Pin VCC) an die Schaltpins des Eproms gelegt. Dadurch werden die Schaltpins im Ruhezustand über die Widerstände an positive Spannung gelegt. Erst wenn Masse an die Pins A17 und A18 gelegt wird, schalten sie um.

Jetzt steht uns beim Umschalten aber nicht Masse zur Verfügung, sondern positive Spannung. Was tun?

Ganz einfach. Wir drehen die Schaltlogik um und bauen die Pullup-Widerstände nicht von Plus zu den Schaltpins, sondern von Minus, das ja gleichzeitig Masse ist. Also sind die Pins im Ruhezustand über die Widerstände diesmal an Masse angelegt (das funktioniert auch in diesem Fall).

Dadurch wird zwar im Ruhezustand eine andere „Ebene“ im Eprom angesprochen, aber das kann uns egal sein, weil wir beim Brennen auswählen können, welches Programm wir in welche Ebene brennen. Wenn wir also die passende "Ebene" aussuchen, dann kann der Schachcomputer auch mit dieser umgekehrten Schaltung im Ruhezustand mit dem gleichen Programm starten, das sich halt auf einer anderen Ebene befindet.

Im Ruhezustand liegt nun also Masse an den Schaltpins an. Wenn der Flipflop schaltet, dann wird Plus an die Pins gegeben, das Eprom schaltet um und bringt ein anderes Programm.

Damit ist Aufgabe 1 gelöst.


Aufgabe 2 ist ebenso simpel lösbar.

Der Eingang des IC 555 an Pin 2 ist sehr hochohmig ausgelegt. Fachleute wissen, dass damit extrem niedrige Schaltströme den Flipflop auslösen können. Und damit sind wir beim Fingersensor, denn unser Finger kann elektrisch einiges bewirken, obwohl seine elektrische Ladung gering ist.

Nun muss man wissen, dass der Eingang des 555 den Flipflop schaltet, wenn die Spannung an Pin 2 unter 1/3 der Betriebsspannung abfällt.
Die Betriebsspannung ist +5V. Also müsste der Flipflop schalten, wenn die Spannung an Pin 2 unter +1,67V fällt.

Dafür muss man erst einmal für +5V Spannung an Pin 2 sorgen. Wir legen also Plus an Pin 2, aber nicht direkt, sondern über einen extrem hohen Widerstand, nämlich 1 MOhm oder noch viel höher. Im Test hat es mit 1 bis 22 MOhm funktioniert, höhere Widerstände hatte ich nicht im Vorrat. Der Widerstand dient hier wieder als Pullup-Widerstand, der Pin 2 im Ruhezustand positiv belegt, und zwar mit der Betriebsspannung, also hier +5V.

Der Widerstand kommt also zwischen Pin 8 (+5V) und Pin 2 (Sensor). Von Pin 2 führt ein anderer Draht dorthin, wo wir den Kontaktpunkt für den Finger eingebaut haben.

Und jetzt wird es spannend

Wenn man nun Pin 2 bzw. die Drahtverlängerung mit dem Finger berührt, dann führt der Körper die geringfügige positive Ladung an Pin 2 schlagartig ab (der Finger hat je nach Feuchtigkeit einen elektrischen Widerstand von nur einigen 10.000 Ohm). Unser Körper ist quasi Masse. Über den Pullup-Widerstand kann nur sehr langsam erneut positive Spannung aufgebaut werden, so dass die Spannung an Pin 2 durch unseren Körper praktisch Null wird – damit wird die kritische Spannung von 1/3 der Betriebsspannung unterschritten, der Flipflop schaltet. Voilà.



Dieser Finger-Flipflop behält seine Stellung stabil bei, solange der Schachcomuter eingeschaltet bleibt. Wenn man denselben Kontakt nochmals berührt, passiert nichts. Wenn man allerdings einen Kontakt berührt, der beim Einschalten noch nicht berührt wurde, dann schaltet der Flipflop (er wartet ja auf das Schaltsignal) und ein anderes Programm versucht im laufenden Betrieb zu starten: Der Schachcomputer kann im laufenden Betrieb aber nicht umspringen und blockiert. Also ist die Partie futsch, und es hilft nur Ausschalten, Einschalten und die Partie wieder aufbauen.

Also die eiserne Regel:
NUR während des Einschaltens werden die Kontakte berührt. Später im Betrieb lässt man die Finger davon.
So wie die Kontakte in meinem Glasgow eingebaut sind, kommt man aber kaum unabsichtlich dran. Damit ist die Lösung beinahe narrensicher.




Wir brauchen an Bauteilen also

- IC 555
- Pullup-Widerstand (ca. 10 bis 20 KOhm) am Eprom
- Pullup-Widerstand (>= 1 MOhm) am IC zwischen Pin 8 und 2

Damit können wir ein Schaltpin am Eprom schalten.

Wollen wir ein zweites Schaltpin am Eprom schalten (so wie beim TASC), dann brauchen wir einen zweiten IC 555 und die gleichen Widerstände nochmals.




Was können wir nun damit machen?

Setzen wir nur einen 555 ein, dann können wir zwei Schaltzustände darstellen:

a) nicht berühren --> ergibt Masse am Flipflop-Ausgang
b) berühren --> ergibt Plus am Flipflop-Ausgang

Mit zwei 555 kann man 4 Zustande erzeugen:

a) keine Berührung --> ergibt zwei mal Masse --> Ebene 0
b) den ersten 555 berühren --> ergibt einmal Plus und einmal Masse --> Ebene 1
c) den zweiten 555 berühren --> ergibt einmal Masse und einmal Plus --> Ebene 2
d) beide gleichzeitig berühren --> ergibt zweimal Plus --> Ebene 3
(Bitte nicht verwirren lassen von meiner anderen Zählweise der "Ebenen", es sind 4 Stück, bitte nachzählen )

Damit lassen sich also bis zu 4 „Ebenen“ in den Eproms ansprechen, also sind bis zu 4 Programme umschaltbar. So ist das im Glasgow realisiert.


Im Glasgow ist es gleichwohl eine ziemlich beengte Lötarbeit.



Legende:
R1 u. R2: Pullup-Widerstände für die Eproms
R3 u. R4: dto. für Sensor
R5 u. R6: Widerstände für LEDs


Der III-S Glasgow hat 4 Eproms. Man muss also nicht nur zwei Eproms wie beim TASC parallel verbinden, sondern gleich 4 Stück und dazu die Pullup-Widerstände unterbringen. Da sehr wenig Platz verfügbar ist, klappt das nur mit sehr klein dimensionierten Widerständen und sehr dünnen Kabeln. Masse (=Minus) für die Pullup-Widerstände habe ich aus räumlichen Gründen an zwei verschiedenen Eproms abgegriffen, weil es egal ist, wo man an Masse anschließt. Auf dem Bild sind die Kabel zur Parallelschaltung der Schaltpins an den Eprom meist nicht sichtbar, ich habe entweder sehr dünne ummantelte Kabel oder Kupferlackdraht verwendet. Auch die Verbindungen von den IC 555 zu den Eproms in Kupferlackdraht sind kaum sichtbar. Normaler Klingeldraht ist schon zu dick. Echt fummelig ist das.

Selbst die Unterbringung der beiden ICs 555 ist schwierig. Die Lösung war, sie kopfüber (Beinchen in die Höh’) auf die Platine zu kleben, und zwar hüben und drüben neben der Zarge (auf dem Bild rechts). Das ist der einzige mögliche Platz, und der Pullup-Widerstand für den Sensor muss auch noch hinein, muss also auch sehr klein dimensioniert sein (siehe Bild). Plus und Minus habe ich für die ICs an der Zarge abgegriffen.

Das wär’s dann auch schon beinahe nach einigen Stunden Lötarbeit. Nun klappt alles, vorausgesetzt, wir haben die Programme säuberlich in allen 4 Eproms auf allen 4 Ebenen installiert. Keine Sorge, wenn man sich vertut, dann läuft das betroffene Programm eben nicht. Gehen wir also mal davon aus, dass das gelungen ist. Bei mir klappte es jedenfalls auf Anhieb.

Als Kontakte für die Sensoren nahm ich 2 Messingnägel, die ganz außen seitlich am Plastik des Moduls angebracht sind (es ist genug Platz zwischen Platine und Plastik). Dafür braucht es leider 2 Bohrungen, zu denen man sich durchringen muss.

Die gesamte Bauzeit beim Glasgow betrug ca. einen Arbeitstag.


Technisch ist nun beinahe alles fertig. Aber zu dumm: Wenn man jetzt irgendeines dieser herrlichen Programme anwählt, erscheint im Display nur: PLAY. Wie soll man da unterscheiden, ob man das richtige ausgewählt hat?
Nun, wenn man den ersten Zug macht, hört sich der Glasgow erheblich anders an als die anderen 3. Das ginge. Aber die 3 Lang-Programme hören sich praktisch gleich an. Erst mit einiger Übung und einem guten Gehör merkt man doch ganz geringfügige Tonhöhenunterschiede. Das ist aber praktisch nicht brauchbar.

Also habe ich 2 LEDs genommen (eine rot, eine grün) und neben den Messingstiften eingebaut. Auch dafür muss gebohrt werden. Der Anschluss ist wiederum einfach: +5V passt als Spannung, ein Kontakt der LEDs kommt an Masse, der andere an den jeweiligen Flipflop – allerdings mit einem Widerstand dazwischen. Der sollte mindestens 150 Ohm betragen und schützt die LED vor zu hohem Strom. Man kann damit auch die Leuchtstärke einstellen. Der Flipflop liefert ungeschaltet Masse – die LED bleibt aus. Geschaltet liefert der Flipflop +3,8V, genug für die LED. Wegen der Stromstärke braucht man sich keine Gedanken machen. Der IC 555 kann erheblich höhere Ströme liefern, als Eprom und LED benötigen.

Nun leuchtet je nach Zustand der Flipflops bzw. der Eproms keine LED, die erste oder die zweite oder beide LEDs. Damit kann man jederzeit optisch feststellen, ob
- die Flipflops richtig geschaltet haben
- und das richtige Programm eingeschaltet wurde
- das Programm beibehalten wird, d.h. der Flipflop stabil bleibt
Auf dem Display-Modul ist ein Aufkleber mit der Beschreibung der Programmkontakte bzw. Leuchten.

Und hier ist der umgebaute III-S Glasgow-Amsterdam-Dallas-Roma



Das folgende Bild zeigt das Gerät, nachdem beim Einschalten der untere Kontaktstift berührt wurde. Die untere LED leuchtet, d.h. nun läuft Amsterdam. Leuchtet die obere LED, so ist es Dallas, leuchten beide Roma und wenn gar keine leuchtet (Zustand ohne Berührung): III-S Glasgow. Man berührt während des Einschaltens den gewünschten oder beide Stifte, das ist alles.



Damit ist unser umschaltbarer Mephisto III-S Glasgow mit 4 Programmen fertig.

Ach ja, man braucht dazu 4 Eproms des Typs 27C512 und natürlich dürfen die Schaltpins der Eproms nicht in den Sockel eingesteckt sein, sondern müssen abgebogen außerhalb bleiben. Die Programme sind an folgenden Eprom-Adressen gespeichert:
0000-3FFF Glasgow
4000-7FFF Amsterdam
8000-BFFF Dallas
C000-FFFF Roma

Viel Spaß beim Nachbau.

Walter

Geändert von Walter (02.06.2013 um 16:25 Uhr)
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Folgende 9 Benutzer sagen Danke zu Walter für den nützlichen Beitrag:
Chessguru (07.06.2013), Drahti (06.07.2016), Fluppio (03.06.2013), kiteman † (05.06.2013), RolandLangfeld (02.06.2013), Supergrobi (02.06.2013), Theo (05.06.2013)
  #9  
Alt 05.06.2013, 13:34
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AW: Multi-TASCing – TASC R30 mit 3 umschaltbaren Programmen

Hallo Walter,

sehr schöne Bastelprojekte hast du da vorgestellt!

Grüße, Michael
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Es ist besser, die Steine seines Gegners zu opfern. (S.G. Tartakower)
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Alt 25.07.2013, 13:53
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AW: Multi-TASCing – TASC R30 mit 3 umschaltbaren Programmen

Hallo Walter,

Zitat :
For Beginners: Die „Zellen“ eines Eproms sind durchnummeriert und man teilt das Speichervolumen in vier gleich große Bereiche ein. Dann kann man die Programme eines nach dem anderen in getrennten Brenngängen an die entsprechenden Adressen brennen. Etwas gewöhnungsbedürftig ist, dass die Nummerierung nicht dezimal erfolgt, sondern Hexadezimal, d.h. von 0 bis 9 und weiter von A (=11) bis F (=16), statt einem Zehnersystem haben wir also ein 16er-System. Für Fragen stehe ich und sicher auch andere bessere Experten gerne zur Verfügung.....

Da ist ein kleiner Fehler drin !
Die höchste Zahl eines Zahlensystems ist immer um 1 kleiner als die Basis.
Also beim Dualsystem 1, beim Dezimalsystem 9, beim Hexadezimalsystem 15.
Beim 16er ist A=10 B=11 C=12 D=13 E=14 F=15.
16 ist schon zweistellig also 10 (eins null)

Nicht daß Beginners auch noch das falsche lernen !

Ansonsten natürlich fantastische Arbeit !!!

Ich besitze ein umschaltbares MMIV Modul, das mit der Reihenfolge des loslassens der Resettasten geschaltet wird.
Es beinhaltet MMIV mit HG440 und MMV mit HG550 - feine Sache !

Viele Grüße
Michael
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555, eprom, fingersensor, r30, umschalten

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