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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Unterhaltungsgerät mit einer
Steuerung und mindestens einer hinter einer lichtdurchlässigen
Frontplatte angeordneten LED, deren Helligkeit mit einem PWM-Signal steuerbar
ist.
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Unterhaltungsgeräte,
insbesondere solche, an denen ein Spieler gegen Geld ein Spiel durchführen
kann, sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt.
Beispielsweise umfassen derartige Unterhaltungsgeräte sich
drehende Umlaufkörper, die alternativ auf einem Bildschirm
darstellbar und mit Symbolen versehen sind, wobei bei einer bestimmten
Kombination mehrerer Symbole ein Gewinn erzielbar ist.
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Zur
Beleuchtung des Unterhaltungsgeräts und/oder zur Anzeige
beispielsweise verschiedener Gewinnstufen kommen vermehrt LEDs zum
Einsatz, die einen geringen Stromverbrauch, eine verringerte Wärmeentwicklung
und eine hohe Lebensdauer aufweisen und mehrfarbig ausgebildet sein
können.
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Zur
Steuerung des gesamten Spielablaufs sowie zur Regelung einer Helligkeit
einer oder mehrerer LEDs dient eine elektronische Steuerung in Form
einer Platine oder Leiterplatte, auf der beispielsweise mindestens
ein Mikroprozessor angeordnet ist, in dem die einzelnen Spielablaufschritte
hinterlegt sind. Die Helligkeit verschiedener LEDs kann dabei jeweils
unabhängig voneinander verändert werden, um beispielsweise
ein für den momentanen Spielablauf wichtiges Symbol heller
zu erleuchten, so dass die Aufmerksamkeit des Spielers darauf gelenkt werden
kann.
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Die
Regulierung der Helligkeit einer LED kann mit einem Pulsweiten-Modulations-Signal (PWM-Signal)
erfolgen, wie dies unter anderem in der
DE 10 2005 011 503 B3 offenbart
ist. Dies ist insofern nachteilig, als besonders bei mehreren anzusteuernden
LEDs ein erheblicher Rechenaufwand mit einer entsprechend ausgelegten
Steuerung notwendig ist, wodurch die Steuerung der Helligkeit eine erhebliche
Prozessorkapazität oder eine aufwänige Hardware
erfordert.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, ein Unterhaltungsgerät der eingangs
genannten Art zu schaffen, bei dem in einfacher Weise die Helligkeit
einer oder mehrer LED ohne erheblichen Rechenaufwand steuerbar ist.
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Erfindungsgemäß wird
die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Helligkeit der LED
mit einem binären PWM-Signal steuerbar ist.
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Bei
einem derart ausgebildeten Unterhaltungsgerät ist eine
zeitliche Periode nicht mehr in jeweils gleich lange Zeitabschnitte
unterteilt, sondern die Periode ist in sich auf einanderfolgend jeweils
verdoppelnde Zeitabstände unterteilt. Bei elektronischen
Steuerungen ist es üblich, den Zeitablauf in solche Perioden
entsprechend der Taktfrequenz des Mikroprozessors der Steuerung
einzuteilen, wobei eine Helligkeit der LED üblicherweise
gepulst betrieben wird und die LED zu jedem Bruchteil einer Periode
entweder maximal angesteuert ist oder überhaupt nicht.
Selbstverständlich ist eine solche Periode kurz genug gewählt,
um eine LED, die beispielsweise zu Beginn der Periode ein und innerhalb
der Periode ausgeschaltet und zu Beginn der nächsten Periode wiederum
ein- und ausgeschaltet wird, für den Betrachter verhältnismäßig
gedimmt erscheinen zu lassen. Die Periode kann vom Fachmann so gewählt werden,
dass der Betrachter kein Flimmern der LED wahrnimmt. Die binären
Daten einer LED werden für eine Helligkeitsstufe einmalig
berechnet und im Speicher abgelegt. Die Daten der binären
PWM werden, solange sich kein PWM-Wert ändert, nur aus
dem Speicher ausgelesen und ausgegeben.
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Der
Vorteil der Erfindung besteht darin, dass der erforderliche Rechenaufwand
erheblich reduziert ist, da nicht mehr nach jedem konstanten Zeitschritt innerhalb
einer Periode durch einen Vergleich überprüft
werden muss, ob die LED aktiviert sein soll oder nicht, sondern
es werden lediglich die Daten innerhalb einer Periode mit sich verdoppelnden
Zeitabständen ausgegeben. Diese Daten werden bei jeder Helligkeitsänderung
einmalig berechnet und im Speicher abgelegt. Somit kann auch die
Steuerung bzw. deren Mikroprozessor einfacher ausgelegt werden, da
weniger Rechenleistung benötigt und somit weniger Strom
verbraucht wird. Zudem kann eine Verbesserung der zeitlichen Verteilung
des Strom bedarfs insbesondere bei mehreren LEDs erreicht werden.
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Bevorzugt
ist das binäre PWM-Signal ein 8 Bit-Signal. Somit beträgt
die Zeitdauer einer Periode beispielsweise 255 t. Der dem ersten
Bit zugeordnete Zeitraum dauert also 1 t, der zweite Zeitraum 2
t, der dritte Zeitraum 4 t usw. Nunmehr müssen nur noch
zu acht Zeitpunkten innerhalb einer Periode die vorberechneten sortierten
Daten ausgegeben werden, ob die LED für eine gewünschte
Dimmung aktiviert sein muss oder nicht. Soll sie beispielsweise
nur für 4 t der gesamten Periodendauer 255 t aktiviert
sein, so wird nur das dritte Bit auf „1” gesetzt,
alle anderen bleiben „0” und nach 3 t wird die
LED für 4 t aktiviert.
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Zweckmäßigerweise
werden mehrere LEDs, beispielsweise zur Beleuchtung verschiedener
Signale am Unterhaltungsgerät, mit einer Schiebekette angesteuert.
Dabei werden von einer Steuerung bzw. deren Mikroprozessor zunächst
alle ersten Bits des jeder LED zugeordneten binären PWM-Signals
in die Schiebekette geschoben und aktiviert, je nachdem ob in einem
Zeitraum von einem 1 t eine Aktivierung der LED erfolgen soll oder
nicht, nachfolgend werden alle zweiten Bits usw. in die Schiebekette
geschoben und aktiviert. Selbstverständlich sind hierzu
die LEDs mit der Steuerung über einen entsprechenden Datenbus
verbunden. Eine solche Ansteuerung kann in einfacher Weise ohne
große Rechenkapazität in einem Schieberegister
realisiert werden.
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Durch
die Verwendung des binären PWM-Signals ist es teilweise
möglich, die Taktfrequenz eines Schieberegisters von bisher
1,2 bis 1,5 MHz auf beispielsweise 380 kHz zu verrin gern, je nach PWM-Auflösung
bzw. Periodendauer, so dass ebenfalls ein geringerer Rechenaufwand
bzw. eine Steuerung geringerer Kapazität notwendig ist.
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Es
ist für den Fachmann ersichtlich, eine Ansteuerung einer
LED mit einem derartigen binären PWM-Signal nicht nur in
insbesondere geldbetätigten Unterhaltungsgeräten
anzuwenden, sondern auch auf allen anderen Gebieten der Technik,
um an sich beliebige Größen zu regeln und zu steuern.
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Es
versteht sich, dass die vorstehenden genannten und nachstehend noch
zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen
Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar sind.
Der Rahmen der Erfindung ist nur durch die Ansprüche definiert.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels
mit Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigt:
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1 ein
PWM-Singal bei einem Unterhaltungsgerät nach dem Stand
der Technik und
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2 ein
binäres PWM-Singal bei einem Unterhaltungsgerät
nach der Erfindung.
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In 1 ist
eine Periode bzw. ein Zeitraum dargestellt, über den eine
LED an einem Unterhaltungsgerät derart angesteuert wird,
dass eine gewünschte Helligkeit der LED erhalten wird.
Der Zeitraum hat hier eine Länge vom 255 t und es soll
eine Helligkeit von 40% der maximalen Helligkeit erreicht werden.
Hierzu wird die Diode innerhalb der ersten 102 Zeiteinheiten angesteuert,
wobei zu jedem Zeitpunkt t = 1, 2, 3, ..., 102 eine Abfrage erfolgt,
ob die LED aktiviert werden soll oder nicht. Bei diesen ersten 102
Abfragen soll die LED aufleuchten. Ab dem Zeitpunkt t = 103 bis
t = 255 ist die Abfrage jeweils negativ und die LED bleibt ausgeschaltet.
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Selbstverständlich
ist die Gesamtdauer der Periode von 255 t so klein gewählt,
dass der Betrachter kein Flackern der LED feststellen kann, da sich das
Aus- und Einschalten der LED so rasch abwechselt. Aufgrund der häufigen
Abfrage, ob die LED eingeschaltet werden soll oder nicht, ist hierzu
erheblicher Rechenaufwand notwendig, besonders bei mehreren unterschiedlich
gedimmten LEDs.
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Nach 2 ist
ein binäres PWM-Signal 1 nicht maßstabsgetreu
dargestellt. Zur Erreichung von 40% Helligkeit wird ein binäres
PWM-Signal 1 der Bitfolge (01100110) ausgegeben. Somit
wird während des Zeitraums von 1 t, der dem ersten Bit
zugeordnet ist, die LED ausgeschaltet, während des zweiten Zeitraums
der Länge 2 t ist die LED aktiviert, während des
dritten Zeitraums der Länge 4 t ist die LED aktiviert,
während des vierten Zeitraums der Zeitdauer 8 t ist die
LED ausgeschaltet, während des fünften Zeitraums
der Länge 16 t ist die LED ausgeschaltet, während
des sechsten Zeitraums der Länge 32 t ist die LED eingeschaltet,
während des siebten Zeitraums der Länge 64 t ist
die LED eingeschaltet und während des achten Zeitraums
der Zeitdauer 128 t ist die LED ausgeschaltet. Dies ergibt insgesamt
eine Aktivierungsdauer von 102 t, d. h. von 40% von 255 t. Auch hier
ist die Periode 255 t so kurz gewählt, dass das Aus- und
Einschalten der LED von einem Betrachter nicht registriert wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102005011503
B3 [0005]