miércoles, 25 de junio de 2014

Contrucción de un PONG casero (II) La familia del Chip AY-3-8500

La primera máquina de videojuegos domestica fue la Magnavox Odyssey, desarrollara por Ralph Baer y lanzada al mercado en 1972.


Esta máquina es un Pong, pero las paletas se pueden mover tanto horizontal como verticalmente. Disponía de varios juegos, que se seleccionaban usando unas tarjetas que se insertaban, aunque en dichas tarjetas no había circuitos, se limitaban a comportarse como interruptores. Existe un clon español que es idéntica, el Overkal, pero usaba interruptores para seleccionar los juegos.

Tras esta máquina que fue una revolución, Atari lanzó su Pong en 1975, y desde aquí empezó la revolución de los videojuegos domésticos.




Estas máquinas usaban un montón de chips en su interior, pero eran chips estándar, ninguno específico, por lo que en un momento en que la revolución de los chips personalizados estaba explotando, la General Instruments decidió lanzar al mercado un chip que integrara todos los necesarios para montar un Pong. Lanzado en 1975 el AY-3-8500 revolucionó el mercado. Todos querían fabricar máquinas de videojuegos y este chip hacía que fuera muy económico, pero Coleco se adelantó y compró la producción de un año, así salió mucho antes que la competencia con su pong al mercado.

El bom del pong fue veloz, alcanzando un auge muy rápido, en muchos paises se produjeron Pong, USA, casi toda Europa incluida España, países del Este, paises árabes, y en Asia sobre todo Filipinas (entonces todavía habían muchos americanos en las islas) y Taiwan. Se publicaron esquemas de pong en muchas revistas de electrónica de todo el mundo, y muchos aficionados montaron el suyo casero.

Pero igual que surgió rápido, el nacimiento de la NES a principios de los 80 acabó con ellos, sufriendo un rápido declive.

La General Instrument produjo un conjunto de chips de la serie, configurando tres tipos de máquinas diferentes con ellos, los básicos, los multijuego de cartuchos y los programables de cartucho. La serie la conforman los chips:

  • Pong Básico, un chip con el juego del pong y sus variantes:
    • AY-3-8500 (PAL), AY-3-8500-1 (NTSC): El pong basico en blanco y negro, denominado BALL & PADDLE, 6 juegos incluyendo dos de pistola, paletas solo con movimiento vertical, juegos para 1 y 2 jugadores. Se podía complementar con el AY-3-8515 para  convertir la salida en una señal de color, separando fondo, marcador, jugador izquierdo y jugador derecho en colores diferentes.
    • AY-3-8550 (PAL), AY-3-8550-1 (NTSC): El pong mejorado en blanco y negro, las paletas pueden moverse también horizontalmente. Podía usar el AY-3-8515 para salida en color.
    • AY-3-8610 (PAL), AY-3-8610-1 (NTSC): El SuperPong en blanco y negro, denominado SUPERSTAR, con 10 juegos incluyendo dos de pistola, paletas con movimiento vertical y horizontal. Se complementaba  con el AY-3-8615 que permite convertir la salida del 8610 en una señal de color.
    • AY-3-8710 (PAL), AY-3-8710-1 (NTSC): Pong con un juego de Batalla de tanques
    • AY-3-8710 (PAL o NTSC seleccionable internamente): Pong con un juego en que manejas una moto, con varios tipos de juego.
  • Pong Programable, serie económica, en esta serie los catuchos contienen el chip con el juego, y otro chip dentro de la máquina proporciona funciones de base:
    • AY-3-8615: Chip de funciones gráficas básicas que va dentro de la consola.
    • Los chips que se colocaban en el cartucho erán el AY-3-8603-1 (Roadrace: 2 variantes de carreras de coches), AY-3-8605-1 (Submarine: 2 variantes de submarinos), AY-3-8606-1 (Wipeout: 4 variantes de tipo arkanoid), AY-3-8607-1 (Rifle: 4 juegos de disparos), AY-3-8610-1 (Superstar: 10 variantes del pong clásico), AY-3-8750-1 (Superspace: nave espacial, aunque era una variante del AY-3-8710), AY-3-8765-1 (Cycle: 4 variantes de motos, hacía lo mismo que el AY-3-8710)
  • Pong Programable, serie completa, en esta serie la máquina incluye un procesador y los cartuchos son la ROM del juego. Sacó dos líneas de chips auxiliares, para hacer consolas de gama media o alta, todas con el procesador de 8 bits CP-1610. De esta serie no presento los chips que la componen ya que no voy a sacar ninguna placa para ellos, pero los juegos no son complejos, ya que no podía hacer gráficos demasiado bonitos, serían en resolución inferiores a los de una Atari 2600 por ejemplo.

miércoles, 18 de junio de 2014

Contrucción de un PONG casero (I)

En los foros de Va de Retro un usuario montó uno, y nos hemos picado a comprar todos los chips diferentes que encontremos y montar varios modelos propios del foro, para que cualquiera pueda tener el suyo.

La idea de base es montar tres tipos de Pong diferentes, con todos los esquemas y la información disponibles para que todos puedan montar el suyo, pero solo se hará una producción de placas del primer modelo que montaremos, el Pong básico, el resto cada uno deberá montárselo personalmente. Creo que al final seremos once los que lo montaremos, ya hemos pedido el chip básico necesario para ello, el AY-3-8500, pero si alguien quiere una placa que lo diga en el foro, aproximadamente en un mes la pondré en producción.

Los tres modelos que voy a montar son los siguientes:

  • MODELO A: Pong básico en blanco y negro con salida de AV y sonido. Usaré el montaje estándar del AY-3-8500, un cristal de 2Mhz y un chip harán el circuito del reloj, y la fuente será con un regulador 7806, todo muy sencillo y básico. Pero tras comentarios de unos y otros se han suscitado ya dos variantes y algunas ampliaciones:
    • Variante Base: Pong en una sola caja, con los mandos externos o incluidos en la misma, una sola placa de circuito con todo.
    • Variante Mini: Pong en dos cajas, en cada una lleva un mando y una parte del circuito, así en dos cajitas pequeñas unidas por un cable tienes todo el pong montado.
    • Opción de salida con el campo en gris, una paleta en negro y otra en blanco, en una plaquita adicional con dos chips.
    • Opción de salida en color.
    • Opción de entrada de pistola
    • Opción de interruptores de pulsación suave en lugar de con interruptores.
    • Opción de mandos sin hilos.
  • MODELO B: Pong multi-cartucho, que reproduce uno de los denominados "programables", consolas en las que el cartucho no tiene el programa, sino un chip con el juego en sí. Tendrá varios chips en una sola placa, una para cada juego, y se podrá elegir el juego con un selector, en lugar de ir poniendo cartuchos, así el diseño es mas sencillo. El diseño incluye además de los selectores del juego a lanzar, los selectores estándar de velocidad o dificultad y un teclado numérico. Hay que considerar que este pong usaba un mando de dos direcciones, no solo podía mover la paleta (o el muñequito del juego) arriba y abajo, sino que podía mover la paleta por toda la pantalla. Este pong tendrá también alguna variante:
    • Opción de entrada de pistola
    • Opción de interruptores de pulsación suave en lugar de con interruptores.
    • Opción de mandos sin hilos.
  • MODELO C: Pong usando un procesador, un PIC o similar, en el que podemos poner los juegos de los chips que no encontremos, o variantes de los existentes.
    • Opción de mandos sin hilos.
Seguiré en próximas entradas con una introducción al chip AY-3-8500 y los esquemas del modelo A.

lunes, 9 de junio de 2014

Lavabos y aviones, un poco de física con Coriolis

Hace mucho que no escribo en el blog, y para retomarlo, voy a empezar por algo que no es informática ni electrónica, sino de física.



He estado de viaje de trabajo por Centroamérica, y los amigos me pidieron fotografiar el lavabo para ver hacia donde gira el agua, ya que está muy extendida la idea de que giran al contrario en cada hemisferio terrestre,  tiene que ser cierto, ya que ¡ha salido en Los Simpson y en Expediente X! (no entiendo por qué eso tiene que convertirlo en cierto, si por lo menos fuese en BigBang Theory que tiene físicos entre los guionistas).

Dejando aparte que Centroamérica está en mismo hemisferio que España (mis amigos no son buenos en física ni tampoco en geografía según parece, pero les quiero igualmente), esto solo es un mito falso, uno de los muchos que circulan, y voy a comentar este y otro relacionado, los aviones viajan más rápido de América hacia Europa que al contrario, ya que la tierra se mueve bajo ellos.

Lo primero a considerar es que debería ser justo al contrario, ya que cuando viajamos de España a Centroamérica la tierra se mueve acercando a Centroamérica, y cuando viajamos al contrario la tierra se mueve alejando a España del avión, por lo que es fácil pensar que esto no es correcto.

Por fortuna, la gravedad hace que cualquier cosa sobre la tierra, incluyendo su atmósfera y los objetos que se mueven por ella, se comporte como un sistema cerrado de referencia, nos atrae hacia abajo, lo que hace que giremos con ella, a los aviones les atrae hacia abajo, pero al estar girando les tira a la vez hacia su sentido de rotación, eso hace que aunque un helicóptero permanezca quieto en el aire, mantenga la misma perpendicular con la tierra, por muchas horas que esté en el aire. Hay un experimento sencillo, si nos subimos a un tren que se mueva en línea recta aunque viaje a 300 por hora por ser un AVE, si saltamos caeremos en el mismo lugar, a pesar de que si nos mantenemos un segundo en el aire el tren ha recorrido 80 metros en ese tiempo, por muy rápido que sea el tren permanecemos unidos a él por las fuerzas de la inercia. De la misma forma, cuando el avión vuela permanece sólidamente unido a la superficie terrestre, aunque de manera invisible, comportándose como un coche sobre la superficie.

Solo si el avión abandona la atmósfera y sale al espacio, la atracción de la tierra es lo suficientemente débil para poder separarse de la tierra, y las naves espaciales van girando por el espacio de manera independiente del giro de la tierra.

Entonces, que hace que el avión corra más en una dirección que en otra si va de oeste a este, la respuesta la dio un físico francés llamado Gaspard-Gustave Coriolis en 1836, que estudió las fuerzas que se producen en un cuerpo en rotación cuando otro objeto se mueve en su superficie, demostrando la existencia de una fuerza perpendicular al movimiento de los dos objetos influyendo al objeto móvil, esto hace que cuando viajamos en una dirección norte a sur  se produzca un desvío de la trayectoria del objeto hacia la izquierda, y si viajamos de sur a norte hacia la derecha, este impulso adicional es mayor contra mas se mueva hacia el este o el oeste el objeto, y es máximo justo cuando viaja de oeste a este o al contrario, solo que es a favor del movimiento del objeto cuando es de oeste a este, y contrario cuando es de este a oeste, lo que hace que los aviones se muevan un poco más rápido o un poco más lento, ya que la fuerza de Coriolis es bastante pequeña. Y no solo los aviones, la propia atmósfera y el océano se ven influidos, formando remolinos gigantescos en la atmósfera, y formando las corrientes marinas, que giran en sentidos opuestos al tirar de ellos las fuerzas de Coriollis en direcciones contrarias según esten al norte o al sur del ecuador.

Cuando eso mismo lo llevamos al lavabo, la distancia entre ambos bordes del mismo no es tan grande como para influir de ninguna manera en su sentido de giro. El sentido de giro del agua proviene del flujo laminar y el flujo turbulento en las tuberías, y se ve afectado por cualquier pequeño desnivel o por las curvas de la tubería, siendo completamente aleatorio.

Hay muchas webs de física donde se ha pedido a la gente que mire su lavabo, y se verifica que aproximadamente la mitad gira en un sentido y la otra mitad en otro, el que quiera puede poner como comentario el sentido de giro que tiene en sus lavabos, o en las tazas del excusado, o en las pilas del fregadero, o en sus bañeras o duchas, y a lo mejor ve que alguno de estos gira en dirección contraria al resto, cosa que contradice inmediatamente la afirmación del giro en ambos hemisferios.

PD1: Para Marcos, con cariño

PD2: Lo que realmente hace que los aviones ganen media hora a una hora son las corrientes de aire, que viajan de oeste a este, la fuerza de coriolis les impulsará para ganas pocos minutos en un vuelo largo, y los pilotos la compensan, de igual manera que compensan las diferencias en la alineación de los elementos de control, los vientos laterales, etc, cada x tiempo verifican donde están realmente y compensan el desvio producido sobre su posición teórica.