DE29622560U1

DE29622560U1 - Elektronisches Gerät zur Simulation von Geräuschen in funkferngesteuerten Flug-, Schiffs- und Fahrzeugmodellen

Info

Publication number: DE29622560U1
Application number: DE29622560U
Authority: DE
Original assignee: GAERTNER RICHARD DIPL ING FH
Current assignee: GAERTNER RICHARD DIPL ING FH
Priority date: 1996-12-31
Filing date: 1996-12-31
Publication date: 1997-05-15
Anticipated expiration: 2007-01-01

Description

Beschreibung

Elektronisches Gerät zur Simulation von Geräuschen in funkferngesteuerten Flug-, Schiffsund Fahrzeugmodellen (Geräuschmodul)

Die heute üblchen Geräuschmodule für Flug-, Schiffs- und Fahrzeugmodelle bedienen sich entweder der Simulation der Geräusche durch analoge Schaltkreise, die jedoch bei weitem nicht die gewünschte Klangqualität und Orginaltreue aufweisen, oder wie im FaUe der Erfindung der digitalen Geräuschsimulation, bei der Geräusche des Orginals digitalisiert werden. Diese digitalen Geräuschmodule arbeiten entweder mit teuren Spezialbausteinen, die zur Wiedergabe digitalisierter Geräusche in anderen Anwendungen entwickelt wurden und daher nicht den hier gewünschten Funktionsumfang aufweisen, oder mit digitalen Speicherbausteinen, die entweder von fest verdrahteter Digitallogik oder von einem Mikrocontroller angesteuert werden und die Geräuschdaten direkt von dem Speicherbaustein an einen Analog-Digital-Wandler weitergeben und somit keine digitale Weiterverarbeitung der Geräuschdaten ermöglichen (Graupner Modellbau Hauptkatalog 1996, Kirchheim/Teck). In einer anderen Ausführung wird zur Ansteuerung des Geräuschmoduls ein zusätzlicher Baustein im Sender der Funkfernsteuerungsanlage benötigt, der zusätzliche Kosten verursacht (Robbe Modellbau Hauptkatalog 1996, Grebenhain). Allen digitalen Ausführungen ist eigen, daß sie nicht das digitale Signal der Empfänger, sondern die Spannung am Antriebsmotor oder einen Drehzahlsensor am Antriebsmotor benutzen, um die Drehzahl des simulierten Motorengeräuschs zu steuern. Dadurch ist für den Benutzer eine aufwendigere und störanfälligere Verkabelung vom Antriebsmotor hin zum Geräuschmodul notwendig oder der Einsatz des Geräuschmoduls ist auf Modelle mit Elektroantrieb beschränkt.

Der im Schutzanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein kostengünstiges elektronisches Gerät zur Simulation von Geräuschen in funkferngesteuerten Flug-, Schiffs- und Fahrzeugmodellen (Geräuschmodul) zu schaffen, das für den Benutzer einfach zu handhaben und zu installieren ist und die Gesamtkosten für das Geräuschsystem klein hält, das mehrere Geräusche möglichst orginalgetreu und mit guter Wiedergabequalität gegebenenfalls auch gleichzeitig simulieren kann, das eine flexible Anpassung an die Gegebenheiten eines speziellen Modelltyps erlaubt und sich mit geringem Aufwand auf die Simulation anderer Geräusche umrüsten läßt, dessen Geräuschdaten durch Kodierung vor unbefugtem Zugriff geschützt sind und dessen Geräuschdaten durch digitale Bearbeitung in Echtzeit modifiziert werden können.

Dieses Problem wird mit den in Schutzanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.

Mit der Erfindung wird erreicht, daß mit den folgenden Hauptkomponenten, einem universellen, kostengünstigen digitalen Speicherbaustein (3), der mit einem Standard-Mikrocontroller (2), welcher mit einer speziell zu diesem Zweck geschaffenen und leicht anpaßbaren Firmware ausgestattet ist und welcher über einen pulsweitenmodulierten Digitalausgang verfügt und einem Niederfrequenzverstärkerbaustein (6) mit Lautsprecher (7), die digitalisierten Geräusche des Orginals in vorbildähnHcher Weise in dem entsprechenden Modell simuliert werden können. Zudem kann eine große Vielfalt von Geräuschmodulen angeboten und bereitgehalten werden, da der Unterschied zwischen den einzelnen Ausführungen lediglich in den auswechselbaren digitalen Speicherbausteinen liegt.

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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Schutzanspruch 2 angegeben.

Die Weiterbildung nach Schutzanspruch 2 ermöglicht die funkferngesteuerte Beeinflussung der simulierten Motordrehzahl nach einfachem Anstecken des Geräuschmoduls an den Empfänger (1) des Modells, das Auslösen weiterer modelltypischer Geräusche durch Anschluß des Geräuschmoduls an weitere Ausgänge des Empfängers, welches dann auch synchron zu ausgelösten Funktionen im Modell erfolgen kann (z.B. Schaltgeräusch, Ankerwinde, usw.), eine funkferngesteuerte Veränderung der Wiedergabelautstärke der simulierten Geräusche sowie die Benutzung und Bedienung des Geräuschmoduls bei eingeschränktem Funktionsumfang der Funkfernlenkanlage, wodurch das Geräuschmodul auch noch bei preisgünstigen Zweikanalanlagen einsetzbar ist.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Schutzanspruch 3 angegeben.

Die Weiterbildung nach Schutzanspruch 3 ermöglicht durch den zusätzlichen Eingang (11) die Erkennung von Ereignissen im Modell, die nicht direkt von der Funkfernsteuerungsanlage ausgelöst werden. Als Reaktion auf diese Ereignisse kann ein weiteres Geräusch simuliert werden. Diese Funktion kann insbesondere dazu verwendet werden, um akustische Alarmsignale abzugeben, wenn im Modell mit Hilfe des Eingangs (11) ein Fehlerzustand festgestellt wurde. Als weitere Schutzfunktion wurde der Stromversorgungseingang elektronisch gegen Verpolung geschützt, um die Gefahr der Zerstörung des Geräuschmoduls durch das beim Betrieb eines Modells meist übliche häufige Wechseln des Versorgungsakkus zu minimieren.

Ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Figur 1 erläutert. Es soll in einem Fahrzeugmodell zum Einsatz kommen. Es zeigt die Empfanger (1) des Modells mit drei digitalen Ausgängen (8, 9, 10), an die das Geräuschmodul angeschlossen ist. Die digitalen Signale werden vom Mikrocontroller (2) ausgewertet und können durch weitere Steckkontakte am Geräuschmodul weiterhin verwendet werden. Ausgang (8) enthält hier die Informationen über die Geschwindigkeit und Richtung des Antriebsmotors und wird nun zum einen dazu verwendet, um über einen im Modell befindlichen Drehzahlsteller den Antriebsmotor anzusteuern, zum anderen, um im Geräuschmodul die Simulation des Motorengeräuschs an die Drehzahl des Antriebsmotors anzupassen. Ausgang (9) enthält das Digitalsignal für die Betätigung einer Gangschaltung im Fahrzeugmodell, das nun gleichzeitig dazu verwendet, das typische Schaltgeräusch für diesen Vorgang im Geräuschmodul auszulösen. Ausgang (10) enthält ein zusätzliches Signal zur Auslösung von Hupgeräuschen, zur Veränderung der Wiedergabelautstärke und zum Starten und Stoppen der Motorgeräuschsimulation.

Der digitale Eingang (11) wird verwendet, um die Temperatur des Antriebsmotors zu überwachen. Dazu wird ein Temperatursensor, der am Motor befestigt ist, angeschlossen. Bei Überschreitung einer bestimmten Schwelle wird ein Hupgeräusch ausgelöst. In Booten kann dieser Eingang auch als Wassermelder verwendet werden.

Der Mikrocontroller (2), der über internen Programmspeicher und Datenspeicher verfügt, hat über die Adressleitungen (12) und Datenleitungen (13) Zugriff auf ein EPROM, das den digitalen Speicherbaustein (3) darstellt. In diesem EPROM sind digitalisierte Geräusche des Orginalfahrzeuges in kodierter und komprimierter Form gespeichert. Zudem sind an definierten Speicherstellen Informationen über die Art der Geräusche, die Länge und die Speicherposition abgelegt. Zusammen mit diesen Informationen weiß der Mikrocontroller wie die jeweiligen Geräusche betätigt werden und wie die Geräuschdaten zum jeweiligen Zeitpunkt aus dem

Richard Gärtner Aktenzeichen: 296 22 560.6 Seite 4/6

EPROM auszulesen sind. Dabei wird auch das NichtVorhandensein eines oder mehrerer digitalen Signale vom Gerät erkannt und die Funktionalität der vorhandenen digitalen Signale in der Art verändert, daß die wichtigsten Geräuschfunktionen noch vom Benutzer bedient werden können und andere Geräusche gegebenenfalls periodisch ausgelöst werden. Nach der digitalen Dekodierung, Dekomprimierung, Mischung von zwei oder mehreren Geräuschen, relative Lautstärkeanpassung der einzelnen Geräusche zueinander, Lautstärkeveränderung aller Geräusche zusammen und Klangkorrektur im Rechenwerk des MikroControllers werden die Geräusche in Form eines pulsweitenmodulierten Signals, das zusammen mit dem Filter (5) die Digital-Analog-Wandlung (4) übernimmt, an den Verstärker (6) und somit an den angeschlossenen Lautsprecher (7) weitergegeben.

Die Diode (14) sorgt dafür, daß bei verpolt angesteckter Versorgungsbatterie (15) der Verstärker (6) keinen Schaden nimmt.

Eine weitere Ausfuhrungsvariante besteht darin, den digitalen Datenspeicher (3) mit einem FLASH-EPROM zu realisieren. Dadurch können neue Geräuschdaten ohne Auswechseln des Speicherbausteins mit Hilfe eines handelsüblichen Personalcomputers mit entsprechender Software und einem Adapter im Speicherbaustein abgespeichert werden.

Richard Gärtner Aktenzeichen: 296 22 560.6 Seite 5 / 6

Claims

Schutzansprüche

1. Elektronisches Gerät zur Simulation von Geräuschen in funkferngesteuerten Flug-, Schiffsund Fahrzeugmodellen, wobei die Geräusche

- durch die Kombination eines Mikrocontrollers (2) mit einem digitalen Speicherbaustein (3) zur Speicherung der Geräuschdaten und einem Digital-Analog-Wandler (4), der vorzugsweise ein Ausgang des Mikrocontrollers mit einem pulsweitenmoduliertes Digitalsignal mit einer Frequenz, die ein Vielfaches der Abtastrate der Geräuschdaten ist, an den Filter (5) abgibt, das von dem Verstärker (6) verstärkt und vom Lautsprecher (7) wiedergegeben wird, erzeugt werden,

- vom digitalen Speicherbaustein (3) in den Mikrocontroller (2) übertragen werden, indem der Speicherbaustein mit dem Mikrocontroller über die Adreßleitungen (12) und Datenleitungen (13) verbunden ist,

- komprimiert, kodiert, ungemischt und mit vollem Lautstärkepegel im digitalen Speicherbaustein abgespeichert sind,

- durch das Vorhandensein eines Rechenwerkes im Mikrocontroller digital bearbeitet werden,

- zusammen mit Informationen und Marken über Art und Position der einzelnen Geräuschdaten sowie der Drehzahldaten für das jeweilige Motorengeräusch auf einem digitalen Speicherbausteins (3) abgespeichert sind, der austauschbar im Gerät angeordnet ist, dessen Speicherinhalt veränderbar ist und der kompatibel zu anderen Speichergrößen ist.

2. Gerät nach Schutzanspruch 1,

- das einen digitalen Eingang (8) besitzt, der direkt an den Ausgang des Empfängers (1) angesteckt wird, an dem Informationen über die Motorgeschwindigkeit anliegen,

- das einen digitalen Eingang (9) besitzt, der direkt an den Ausgang des Empfängers (1) angesteckt wird, an dem Informationen über Funktionen im Modell anHegen, die mit Geräuschen untermalt werden,

- das einen digitalen Eingang (10) besitzt, der direkt an den Ausgang des Empfängers (1) angesteckt wird, an dem Informationen über die Betätigung, die Veränderung und über die Lautstärke der zu erzeugenden Geräusche anliegen,

- das jeweils einen zweiten Abgriff für die digitalen Signale (8,9,10) besitzt,

- dessen zweite Abgriffe für die digitalen Signale (8,9,10) so gestaltet sind, daß sie passend für den direkten Anschluß von bereits im Modell befindliche Komponenten wie Drehzahlsteller, Betätigungsgeber, Servos und Schalter sind.

Richard Gärtner Aktenzeichen: 296 22 560.6 Seite 1 / 6

3. Gerät nach Schutzanspruch 1,

- das einen digitalen oder analogen Eingang (11) für externe Sensoren besitzt,

- in dem Alarmgeräusche abgespeichert sind.

- dessen Stromversorgungseingang elektronisch (14) gegen eine Verpolung der Versorgungsspannung (15) geschützt ist.

Richard Gärtner Aktenzeichen: 296 22 560.6 Seite 2/6