185197. lajstromszámú szabadalom • Sík- vagy térbeli elektronikus logikai játék
1 185 197 2 A találmány tárgya olyan egyszemélyes, elektronikus, logikai játék sík- vagy térbeli játékmezővel, amelynek mezőelemei vizuálisan vagy másképpen érzékelhető állapotuk megváltoztatására képesek. A játék mezöelemei érintéssel vagy másként kijelölhetők és minden mezőelem el van látva a kijelölés tényét érzékelő eszközzel, valamint egy, a pillanatnyi állapotot kijelző eszközzel. Továbbá van a játékban egy, a kijelölt mezőelem érzékelőjének kimenőjelére reagáló központi elektronikus vezérlőegység, és ez alkalmas a kijelölt mezőelemhez egy előírt törvényszerűség szerint hozzárendelt egy vagy több mezőelem állapotának megváltoztatására, valamint egy előre definiált célkonfigurációnak véges számú kijelölés útján való kialakítására. Az állapotváltozások útján a játék során igen nagyszámú ábrakonfiguráció állítható elő. A játék célja egy előre definiált célkonfiguráció létrehozása, vagy összekeverés után a kiindulási konfiguráció visszaállítása. A találmány ennek a játéknak a tökéletesítésére vonatkozik, hogy a játék zavartalan logikai élményt nyújtson. Ennek a célnak az elérésére a találmány értelmében két megoldás lehetséges. Az egyik megoldás az, amelyiknél az említett vezérlő egység egynél több kezdőalakzat előállítására is alkalmas és magában foglalja az említett törvényszerűség tárolóját, ezzel Összefüggő összeadót, ezzel kapcsolt címképző logikát és egy állapottárolót, továbbá a kezdőalakzatot előállító áramkört és egy illesztő kapurendszert, valamint egy kezelőáramkört, mely alkalmas a törvényszerűség kijelölésére, a kezdőalakzat bekapcsolására és az eredmény kijelzésére. A másik megoldás szerint a játék egy mikrocomputert foglal magába, amely a fent említett műveletek elvégzésére alkalmas. A találmányt a továbbiak során kiviteli példák segítségével részletesen megmagyarázzuk és közben az alábbi rajzokra hivatkozunk. A rajzokon az 1. ábra a fentiekben először említett logikai játék egyszerűsített blokksémája, a 2. ábra egy ehhez tartozó előnyös kiviteli alak részletes blokksémája, és a 3. ábra a második megoldás egyszerűsített blokksémája, a 4. ábra a játékmező egy lehetséges kiinduló konfigurációja, az 5. ábra a 4. ábra szerinti konfiguráció változása az első lépés után, és a 6. ábra a 4. ábra szerinti konfiguráció változása a második lépés után. Az 1. ábra szerinti mezőelemekbe épített 2 kijelző eszközök lehetnek elektromechanikus, izzószálas, vákuumfiuoreszcens, (viiágítódiódás) (LED-es), folyadékkristályos vagy egyéb alkalmas szerkezetek. Mindegyik 2 kijelző eszköz közvetlen kapcsolatban van a 3 vezérlő egységgel, amelynek bemenetéit a szintén a mezőelemekhez tartozó vagy azokban foglalt 1 érzékelő eszközök vezérlik. Az 1 érzékelő eszközök tetszés szerint mechanikus, mágneses, optikai, induktív, kapacitív vagy szenzorkapcsolók lehetnek. Fő funkciójuk az, hogy a hozzájuk tartozó mezőelem kijelölését, amely kézzel vagy valamilyen eszközzel (pl. mágnesrúddal) történik, érzékeljék. Az éppen kijelölt mezőelem 1 érzékelő eszközének jele a központi 3 vezérlő egységbe jut, és ennek hatására ez a vezérlő egység a kijelölt mezőelem és/vagy a törvényszerűség szerint megfelelő egy vagy több másik mezőelem 2 kijelző eszközeit működésbe hozza. Jelöljük a mezőelemek lehetséges állapotait a 0, 1 ,...m számokkal. Egy mezőelem kijelölése után azok a mezőelemek, amelyek állapotukat megváltoztatják, új állapotukat a következő szabályszerűség szerint veszik fel : ha a mezőelem régi állapota nem azonos m-mel, akkor az új állapot az eggyel nagyobb számnak megfelelő állapot lesz, ha pedig a régi állapot azonos m-mel, akkor az új állapot 0 számnak megfelelő állapot lesz. Ha csak két állapot lehetséges, a mondott szabályszerűség az állapotúk közötti kizáró-VAGY kapcsolatra egyszerűsödik. A 2. ábrán a találmány szerinti logikai játék egy előnyös kiviteli alakjának részletes blokksémáját mutatjuk be. Megjegyezzük, hogy ez a megoldás kétállapotú mezőelemeket tételez fel, amelyek ezen az ábrán például egy csak részben kirajzolt ötszörötös négyzet alakú 10 játékmezőn vannak elhelyezve. Itt a huszonöt darab mezőelemhez ugyanannyi 1 érzékelő eszköz (pl. nyomógombos kapcsoló) és szintén ugyanannyi 2 kijelző eszköz (pl. világítódióda) tartozik. A kijelző eszközök mindegyike egyegy kétállapotú tárolóelemet alkotó D-típusú 13 flip-flop kimenetéhez van kötve. Az eddig felsorolt és huszonöt-huszonöt darabból álló alkatrészcsoportoknak csak két-két elemét rajzoltuk ki teljesen, a többit csak szimbolikusan jelöltük az áttekinthetőség kedvéért. Az említett 13 flip-flopok sorozata már a 3 vezérlő egységbe tartozik, amely ezeken kívül tartalmaz többek között egy 4 törvényszerűség-tárolót, innen egy 5 összeadót, egy 6 címképző logikát és egy 7 állapottárolót. Mindkét emlitett tároló a mezőelemekkel azonos számú, vagyis a jelen esetben huszonöt elemből áll, és ezek az elemek ugyanannyi állapotot vehetnek fel, amennyit a kijelző eszközök képesek kijelezni, tehát a jelen kiviteli példában kettőt. A 4 törvényszerűség-tároló tárolja azon előírt törvényszerűségre vonatkozó információt, amely megszabja, hogy valamely mezőelem kijelölésekor mely további mezőelemek állapotainak kell megváltozni. A 6 címképző logika kétirányú kapcsolatban van mind az 5 összeadóval, mind pedig a 7 állapottárolóval. A 4 törvényszerűség-tároló viszont egyirányú kapcsolatban van az 5 összeadóval. A címképző logika sorválasztó bemenete egy illesztő 14 kapurendszeren keresztül összeköttetésben van az 1 érzékelő eszközökkel. A 13 flip-flopok sorozata állapotváltó bemenetei pedig ugyancsak az illesztő 14 kapurendszer közvetítésével a 7 állapottároló kiolvasó kimenetére vannak kötve. A 3 vezérlő egység komponensei közé tartozik még egy 25 kezelő áramkör is. Ennek megfelelő kimenetei a 4 törvényszerűség-tároló adatbeíró-, ill. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
