ES2265333T3 - Juguete programable provisto de medios de comunicacion. - Google Patents
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Abstract
Elemento de construcción de juguete controlado por microprocesador (101, 501) que comprende un microprocesador (102, 507) que puede ejecutar unas instrucciones en forma de un programa almacenado en una memoria (117, 509), comprendiendo dicha memoria unos subprogramas (R1, R2, ..., R6) que pueden ser activados individualmente mediante la especificación de una lista de llamadas de subprograma; unos medios de acoplamiento que pueden interconectarse con unos elementos de construcción susceptibles de ser desplazados por unos medios de activación, pudiéndose controlar dichos medios de activación en respuesta a las instrucciones, caracterizado porque comprende unos medios de comunicación (504, 505) que pueden transmitir la lista de llamadas de subprograma a un segundo elemento de construcción de juguete (502) para su programación.
Description
Juguete programable provisto de medios de
comunicación.
La presente invención se refiere a un elemento
de construcción de juguete controlado por microprocesador que puede
ejecutar unas instrucciones en forma de un programa almacenado en la
memoria, comprendiendo dicha memoria unos subprogramas que pueden
ser activados individualmente mediante la especificación de una
lista de llamadas de subprograma; unos medios de acoplamiento para
acoplar a unos elementos de construcción que pueden ser desplazados
por unos medios de activación, siendo controlables dichos medios de
activación en respuesta a las instrucciones.
En relación con el desarrollo de los
microprocesadores sofisticados y relativamente económicos, de tamaño
reducido, se considera atractivo utilizarlos en una gran variedad
de productos de consumo, entre ellos, los juguetes. En general, el
desarrollo de los juguetes ha progresado desde las funciones
simples, tales como la reproducción de sonidos en muñecas, la
realización de unos patrones de movimiento sencillos en robots,
etc., hasta el desarrollo de unos juguetes dotados de unos patrones
de acción sofisticada y una forma de conducta.
Dichos elementos de construcción de juguete
pueden realizar distintas acciones físicas parcialmente mediante la
programación de dicho elemento de construcción y parcialmente
mediante la construcción de una estructura que consiste en unos
elementos de construcción de juguete de tipo diferente,
interconectados entre sí. Así, existen numerosas posibilidades de
combinación para la formación de unas estructuras y para conferirles
distintas funciones. Las acciones físicas pueden ser
incondicionales y pueden comprender unos movimientos sencillos o
complejos controlados por un motor eléctrico, así como por la
emisión de señales de sonido y de luz. Asimismo las acciones
físicas pueden ser controladas por la interacción del juguete con su
entorno, y entonces el juguete puede estar programado para que
responda al contacto físico con un objeto o a una luz y
opcionalmente a un sonido, y para que cambie su comportamiento en
base de dicha interacción.
Los juguetes programables de este tipo son
conocidos, por ejemplo, a partir del producto ROBOTICS INVENTION
SYSTEM™ (marca) de LEGO MINDSTORMS™ (marca), que consiste en un
juguete que puede ser programado por un ordenador para que realice
unas acciones condicionadas y sin condicionar.
El documento CA 2.225.060 se refiere a unos
elementos de juguete interactivos; un primer elemento de juguete
activado por un usuario puede activar un segundo elemento de juguete
que, a su vez, puede activar el primer elemento de juguete o un
tercer elemento de juguete. Los elementos de juguete pueden existir
en forma de muñecas, animales o un coche que puede realizar
actividades.
Sin embargo, un problema del juguete de este
tipo estriba en que se precisa un ordenador exterior para transferir
los programas definidos por el usuario a un elemento de juguete
controlado por microprocesador de este tipo. Un prejuicio de la
técnica anterior ha sido que el intercambio de programas entre unos
elementos de juguete únicamente resulta apropiado entre unos
elementos de juguete idénticos, ya que, de otro modo, la interacción
entre un programa y una estructura mecánica implicaría unas
posibilidades de error.
El documento WO 90/02983 describe un elemento de
construcción de juguete controlado por microprocesador según se
describe en el preámbulo de la reivindicación 1.
En el campo de los juguetes de construcción se
produce la típica situación en la que se construyen y se modifican
las estructuras repetidamente. Dado que esto forma parte del juego,
existe por lo tanto la necesidad de poder ejecutar un nuevo
programa adaptado a la estructura específica.
Como consecuencia, un objetivo de la invención
consiste en proporcionar un elemento de construcción de juguete
controlado por microprocesador que comprenda unas funciones de
programación más flexibles.
Esto se alcanza cuando el elemento de juguete de
construcción controlado por microprocesador mencionado inicialmente
se caracteriza porque comprende unos medios de comunicación que
pueden transmitir dicha llamada de función a un segundo elemento de
construcción de juguete para su programación.
De esta manera, un primer elemento de
construcción de juguete controlado por microprocesador puede
transmitir una lista de llamadas de función a un segundo elemento
de construcción de juguete controlado por microprocesador. Cuando
el segundo elemento de construcción de juguete ha almacenado unos
subprogramas conocidos por el primer elemento de construcción de
juguete, se pueden intercambiar los programas rápidamente entre los
dos elementos de construcción de juguete. De esta manera, se puede
aprovechar de manera eficaz el potencial de los juguetes de
construcción basados en la funcionalidad entre una pluralidad de
elementos de construcción estándares en una estructura y una
pluralidad de etapas de programa estándares.
Una forma de realización preferida de la
invención se describirá a continuación haciendo referencia a los
dibujos, en los que:
la Figura 1 representa un diagrama de bloques de
un elemento de juguete programable;
la Figura 2 representa una visualizador de un
elemento de juguete;
la Figura 3a representa un primer esquema de una
máquina de estado para la programación visual de un elemento de
juguete;
la Figura 3b representa un segundo esquema de
una máquina de estado para la programación visual de un elemento de
juguete;
la Figura 3c representa un tercer esquema para
interrumpir una máquina de estado;
la Figura 3d representa un cuarto esquema para
iniciar una máquina de estado;
la Figura 4 representa la ejecución paralela y
secuencial de programas;
la Figura 5 representa primero y segundo
elementos de juguete, pudiendo el primer elemento de juguete
transferir datos al segundo elemento de juguete;
la Figura 6 representa un diagrama de flujo para
almacenar las etapas de programa;
la Figura 7 representa un diagrama de flujo que
corresponde a un programa para seleccionar un subconjunto de etapas
de programa de entre un conjunto de etapas de programa en respuesta
a una selección de funcionamiento; y
la Figura 8 representa una estructura de juguete
que comprende un elemento de construcción de juguete controlado por
un microprocesador según la invención acoplado a unos elementos de
construcción de juguete conocidos generalmente;
La Figura 1 representa un diagrama de bloques de
un elemento de juguete que se puede programar. El elemento de
juguete 101 comprende una pluralidad de medios electrónicos para
programar el elemento de juguete de modo que pueda afectar unas
unidades electrónicas (por ejemplo, unos motores) en respuesta a
unas señales captadas de distintos sensores electrónicos (por
ejemplo, unos interruptores eléctricos).
De esta manera, se puede hacer que el elemento
de juguete realice unas funciones sofisticadas tales como, por
ejemplo, un movimiento de acción controlada, siempre que el elemento
de juguete esté en combinación con las unidades
electrónicas/sensores de manera apropiada.
El elemento de juguete 101 comprende un
microprocesador 102 conectado a una pluralidad de unidades mediante
un bus de comunicaciones 103. El microprocesador 102 puede recibir
datos mediante dicho bus de comunicaciones 103 desde dos
convertidores tipo A/D "entrada A/D #1" 105 y "entrada A/D
#2" 106. Los conversores A/D pueden recibir unas señales
discretas de múltiples bits o simplemente unas señales binarias
sencillas. Además, los conversores A/D están adaptados para que
detecten unos valores adecuados tales como, por ejemplo, la
resistencia óhmica.
El microprocesador 102 puede controlar unas
unidades electrónicas tales como, por ejemplo, un motor eléctrico
(no representado) mediante un conjunto de terminales "salida PMW
#1" 107 y "salida PMW #2" 108. En una forma de realización
preferida de la invención, las unidades electrónicas son controladas
por una señal modulada en anchura de impulsos.
Además, el elemento de juguete puede emitir unas
señales de sonido o unas secuencias de sonido controlando un
generador de sonidos 109, por ejemplo, un altavoz o una unidad
piezoeléctrica.
El elemento de juguete puede emitir unas señales
luminosas mediante la fuente luminosa "salida VL" 110. Dichas
señales luminosas pueden ser emitidas mediante unos diodos emisores
de luz. Dichos diodos emisores de luz pueden estar adaptados, por
ejemplo, para que indiquen distintos estados del elemento de juguete
y de las unidades/los sensores electrónicos. Además, las señales
luminosas se pueden utilizar a modo de señales de comunicación para
otros elementos de juguete de tipo correspondiente. Las señales
luminosas se pueden utilizar, por ejemplo, para transferir datos a
un segundo elemento de construcción mediante una guía luminosa.
El elemento de juguete puede recibir unas
señales de luz mediante el detector de luz "entrada VL" 111.
Dichas señales luminosas se pueden utilizar, inter alia,
para detectar la intensidad de la luz en la sala donde se encuentra
el elemento de juguete. Alternativamente las señales luminosas
pueden ser recibidas mediante una guía luminosa y representar los
datos procedentes de un segundo elemento de juguete o de un
ordenador personal. Por lo tanto, el mismo detector de luz puede
desempeñar la función de comunicar mediante una guía luminosa así
como de actuar a modo de sensor luminoso para detectar la intensidad
de la luz en la sala en la que se encuentra el elemento de
juguete.
juguete.
En una forma de realización preferida, la
"entrada VL" 111 se adapta para que, selectivamente, o bien
comunique mediante una guía luminosa o bien detecte
alternativamente la intensidad de la luz en la sala en la que se
encuentra el elemento de juguete.
Mediante el detector de luz infrarrojo
"entrada/salida IR" 112 el elemento de juguete puede transferir
datos a otros elementos de juguete o puede recibir datos desde
otros elementos de juguete o, por ejemplo, desde un ordenador
personal.
El microprocesador 102 aplica un protocolo de
comunicaciones para recibir y transmitir datos. La transmisión de
datos se puede producir activando una combinación especial de
teclas.
El visualizador 104 y las teclas "shift"
(mayúsculas) 113, "ejecutar" 114, "seleccionar" 115 y
"iniciar/interrumpir" 116 constituyen una interfaz de usuario
para hacer funcionar/programar el elemento de juguete. En una forma
de realización preferida, el visualizador consiste en un
visualizador de LCD que puede mostrar una pluralidad de iconos y
símbolos específicos. La apariencia de los símbolos en el
visualizador se puede controlar individualmente, por ejemplo, un
icono puede ser visible, invisible o puede parpadear.
Tocando las teclas se puede programar el
elemento de juguete al mismo tiempo que el visualizador proporciona
retroalimentación a un usuario acerca del programa que se está
generando o ejecutando. Esto se describirá en mayor detalle a
continuación. Dado que la interfaz de usuario comprende un número
limitado de elementos (es decir, un número limitado de iconos y
teclas), se asegura que un niño que quiere jugar con el juguete,
aprenderá rápidamente como hacerlo funcionar.
El elemento de juguete comprende además una
memoria 117 en forma de RAM ó ROM. La memoria contiene un sistema
operativo "OS" 118 para controlar las funciones básicas del
microprocesador, un control de programas "PS" 119 capaz de
controlar la ejecución de programas especificados por el usuario,
una pluralidad de reglas 120, consistiendo cada regla en una
pluralidad de instrucciones específicas para el microprocesador, y
un programa 121 en RAM que utiliza dichas reglas específicas.
Las reglas se pueden diseñar como subprogramas
susceptibles de ser llamadas por una llamada de función. Asimismo
esto se denomina un lenguaje de programación (scripting). Un
programa (por ejemplo, uno especificado por el usuario) puede estar
diseñado por lo tanto como una combinación de llamadas de función.
Cuando se transmite un programa a otro elemento de construcción de
juguete controlado por microprocesador, simplemente se pueden
transferir las llamadas de función, si los subprogramas son
conocidos por el elemento de construcción de juguete destinado a
recibir el programa. Se puede iniciar la transmisión de un programa
activando una combinación de teclas o activando un icono especial
en el visualizador 201.
En una forma de realización preferida, el
elemento de juguete está basado en un procesador llamado de chip
único que comprende una pluralidad de entradas y salidas, una
memoria y un microprocesador en un circuito integrado
individual.
En una forma de realización preferida, el
elemento de juguete comprende unos diodos emisores de luz que pueden
indicar el sentido de revolución de los motores conectados.
La Figura 2 representa un visualizador de un
elemento de juguete. El visualizador 201 está adaptado para que
muestre una pluralidad de iconos específicos y se ilustra en el
estado en el que se han hecho visibles todos los iconos. Dichos
iconos están divididos mediante unas haces horizontales y verticales
202 y 203, respectivamente, en una pluralidad de grupos 204, 205,
206, 207 y 208 según su función.
Los iconos pueden estar designados, por ejemplo,
para ilustrar posibles patrones de movimiento para un vehículo. Un
vehículo puede estar construido, por ejemplo, combinando el elemento
de juguete con dos motores que pueden accionar un conjunto de
ruedas al lado derecho y al lado izquierdo, respectivamente, de un
vehículo. De esta manera, el vehículo puede ser controlado para que
avance, retrocede, gire a la izquierda y a la derecha. Además, el
vehículo puede comprender unos interruptores sensibles a la presión
para detectar colisiones y unos sensores sensibles a la luz.
El grupo 204 comprende unos iconos para un
patrón de movimiento recto y orientado hacia adelante, un patrón de
movimiento en zigzag orientado hacia delante, un movimiento circular
y un movimiento que repite un patrón proporcionado. Dichos patrones
de movimiento no son condicionados por la acción de sensores y por
lo tanto están sin condicionar.
El grupo 205 comprende un primer icono para un
patrón de movimiento, que se invierte cuando se detecta un
obstáculo. Un segundo icono representa un patrón de movimiento recto
y orientado hacia adelante, donde dicho movimiento orientado hacia
adelante es corregido simplemente mediante la detección de un
obstáculo. Un tercer icono condiciona el inicio de un patrón de
movimiento. Un cuarto icono hace parar un patrón continuo de
movimiento cuando se activa un sensor de presión. Los iconos del
grupo 205 representan por lo tanto unos patrones de movimiento que
están condicionados por sensores sensibles a la presión.
El grupo 206 comprende unos iconos para iniciar
un patrón de movimiento que se desplaza hacia la intensidad de luz
más fuerte y un patrón de movimiento que se desplaza hacia la
intensidad de luz más floja, respectivamente. La intensidad de luz
se detecta mediante unos sensores sensibles a la luz. Los iconos del
grupo 205 representan por lo tanto unos patrones de movimiento que
están condicionados por sensores sensibles a la luz.
El grupo 207 comprende tres iconos idénticos que
se pueden visualizar en combinación para indicar la constante
temporal según la cual dichos patrones de movimiento están
destinados a ser realizados. Por ejemplo, el patrón de zigzag se
puede modificar cambiando de forma escalonada el periodo de tiempo
que tiene que pasar antes de cambiar el sentido. La constante
temporal puede ser, por ejemplo, 2 segundos, 4 segundos y 7
segundos.
El grupo 208 comprende unos iconos que
representan una pluralidad de efectos especiales. Dichos efectos
pueden comprender, por ejemplo, la emisión de distintas señales
luminosas y de sonido combinadas opcionalmente con una activación
aleatoria de los patrones de movimiento mencionados.
Dado que el elemento de juguete de la invención
comprende un elemento de construcción capaz de acoplarse a otros
elementos de construcción, resulta particularmente fácil realizar
las funciones que se pueden visualizar con los iconos al construir
una estructura con una pluralidad de elementos estándares.
Debería observarse que el visualizador puede ser
del tipo LCD, del tipo LED o de otro tipo. Además, el visualizador
puede estar adaptado para que muestre distintas formas de mensajes
de texto. Asimismo los iconos pueden ser texto.
La Figura 3a representa un primer esquema de una
máquina de estado para la programación visual de un elemento de
juguete. La máquina de estado se instala como un programa ejecutable
por el microprocesador 102. Cuando la máquina de estado no ejecuta
un programa especificado por el usuario, y cuando se ha encendido el
elemento de juguete, al activar la tecla "seleccionar"
dirigirá el enfoque desde un grupo de iconos a otro grupo de
iconos. El hecho de que un grupo de iconos esté enfocado se puede
indicar haciendo parpadear un icono de un grupo o todos los iconos
de un grupo. La máquina de estado ilustrada comprende tres estados
301, 302 y 303 que corresponden a la conmutación del enfocado entre
tres grupos diferentes de iconos.
La máquina de estado se cambia de estado cuando
se activan las teclas "seleccionar" o "shift". Cuando se
activa la tecla "seleccionar", se realiza una conmutación
entre los estados 301, 302 y 303. Cuando se activa la tecla
"shift", la máquina de estado continua en otro conjunto de
estados, según se ilustra en la Figura 3b.
Debería tenerse en cuenta que únicamente se
indican tres estados en este programa, que corresponden a tres
grupos de iconos en el visualizador 201. Se ha elegido representarlo
así para que el esquema sea fácil de entender. En la práctica, debe
haber un número de estados que corresponde al número de grupos de
iconos en el visualizador. Además, puede haber un estado para la
transmisión de programas.
La Figura 3b representa un segundo esquema de
una máquina de estado para la programación visual de un elemento de
juguete. Se hace que la máquina de estado asume dichos estados
cuando se activa la tecla "shift". Se asume que un grupo de
iconos ha sido enfocado. Cuando se activa la tecla "shift", la
máquina de estado asume el estado 304 en el que se activa el primer
icono del grupo que se ha enfocado - los demás iconos del mismo
grupo no están
representados.
representados.
Si se activa la tecla "seleccionar", la
máquina de estado asume el estado 305 donde se selecciona "Regla
#1". "Regla #1" corresponde a un conjunto de instrucciones
para el microprocesador 102 que puede realizar un patrón de
movimiento tal y como se indica en el icono "icono #1". A
continuación la máquina de estado asume el estado 306 donde se
cambia el enfoque desde el grupo de iconos actual hasta otro grupo
de iconos para seleccionar un icono de este grupo.
Alternativamente, si se selecciona la tecla
"shift" en el estado 304, la máquina de estado asume el estado
307, en el que el "icono #2" se muestra en el visualizador- los
demás iconos del mismo grupo no están representados. Tal como
ocurre en el estado 304, en el estado 307 se puede seleccionar una
regla que corresponde al icono. Esto se hace activando la tecla
"seleccionar" y a continuación la máquina de estado asume el
estado 308 para la selección de la regla "regla #2".
Posteriormente, en el estado 309 se cambia el enfoque al próximo
grupo de iconos.
De forma correspondiente, "icono #3" se
puede visualizar en el estado 310 mediante la activación de la tecla
"shift". "Regla #3" se puede seleccionar activando la
tecla "seleccionar", y a continuación se cambia el enfoque a
otro grupo.
Cuando se activa de nuevo la tecla "shift"
en el estado 310, se visualizan individualmente todos los iconos
del grupo, según se ha descrito anteriormente.
En los estados 306, 309 y 312, la activación de
la tecla "shift" posibilitará que la máquina de estado asuma
uno de los estados respectivos 302 ó 303 ó 301.
Debería notarse que asimismo resulta posible no
seleccionar una regla de uno o más grupos. En unas formas de
realización alternativas, además puede ser posible seleccionar
varias reglas del mismo grupo.
Adicionalmente, debería tenerse en cuenta que
este esquema corresponde a un visualizador con únicamente tres
iconos en cada grupo. Se ha elegido representarlo así para que el
esquema sea fácil de entender. En la práctica, debe haber un número
de estados que corresponde a un número de iconos de un grupo
determinado.
En general, al activar la tecla "ejecutar"
114 la máquina de estado asumirá un estado en el que se ejecuta un
programa - con independencia del número de reglas seleccionadas. Por
lo tanto, no hace falta preguntarle al usuario si el programa está
preparado.
Se puede saltar a un grupo de iconos deseado
solamente para cambiar una regla de un programa especificado por el
usuario compuesto por distintas reglas.
En un estado seleccionado de la máquina de
estado, se puede transmitir un programa especificado.
La Figura 3c representa un tercer programa para
la interrupción de una máquina de estado. Dicho programa muestra
como la máquina de estado en el estado 314, cuando se activa la
tecla "interrumpir", almacena una representación del estado T
en la que se encuentra el microprocesador/máquina de estado. De esta
manera resulta posible volver a un curso de programación
interrumpido repentinamente sin tener que empezar desde cero. El
elemento de juguete se apaga en el estado 315.
La Figura 3d representa un cuarto esquema para
iniciar una máquina de estado. Dicho programa muestra como la
máquina de estado, cuando se activa la tecla "inicio", enciende
el elemento de juguete en el estado 316. A continuación, una
representación de estado T almacenado previamente se recupera en el
estado 317. En el estado 318, se ilustran los iconos que
representan el estado T. En el estado 319, se enfocan los iconos del
grupo 1, y a continuación la máquina de estado está preparada para
funcionar según se ha descrito en relación con las Figuras 3a, 3b y
3c.
Como se puede apreciar a partir de la
descripción anterior de las Figuras 3a, 3b, 3c y 3d, el usuario
puede programar el elemento de juguete de forma sencilla para que
ejecute programas que comprenden unas funciones complejas. Se
generan los programas mediante la combinación de un número de reglas
específicas.
La máquina de estado que se describe
anteriormente se puede instalar de manera muy compacta. De esta
manera se asegura que se pueden realizar unas funciones
sofisticadas y especificadas por el usuario, en respuesta a un
diálogo sencillo con dicho usuario.
En los estados en los que se selecciona una
regla, es decir los estados 305, 308 y 311, el sistema de programas
119 ejecuta un número de operaciones, generando así un programa
especificado por el usuario ejecutable por el microprocesador
12.
El programa especificado por el usuario puede
generarse almacenado una referencia (es decir, un indicador) en la
memoria 121 que se refiere a una regla almacenada en la memoria 120.
Cuando se seleccionan varias reglas para incluirlas en el mismo
programa especificado por el usuario, se almacena en la memoria 121
una lista de referencias a las reglas contenidas en la memoria 120.
Por lo tanto un programa especificado por el usuario puede
comprender una o más reglas.
Alternativamente, el programa especificado por
el usuario, puede programarse haciendo una copia de cada una de las
reglas seleccionadas en la memoria 120 e introduciendo las copias en
la memoria 121; de esta manera, la memoria 121 contendrá un
programa completo. Además, el programa especificado por el usuario
puede generarse como una combinación de referencias a las reglas y
las instrucciones para el microprocesador 102.
Debería notarse que cada una de las reglas
comprende típicamente un conjunto de instrucciones que puede
considerarse un subprograma, una función o un procedimiento. Sin
embargo, asimismo una regla puede comprender únicamente una
modificación de un parámetro, por ejemplo, una parámetro que indica
la velocidad de un motor acoplado o una constante temporal.
En una forma de realización adecuada de la
invención, una determinada acción se puede realizar cuando la
máquina de estado cambia de un primer estado a un segundo estado.
Una acción puede comprender, por ejemplo, hacer señales al usuario
con sonido y/o luz para indicar el estado o el tipo de estado que el
elemento de juguete ha asumido.
La Figura 4 representa una ejecución paralela y
secuencial de programas. Cuando se genera un programa especificado
por el usuario, se pueden ejecutar las reglas como una secuencia de
reglas, en paralelo o en una combinación de ejecución secuencial y
paralela del programa.
Un ejemplo de dos reglas que se deben ejecutar
en paralelo en el tiempo puede ser una primera regla que consiste
en que un vehículo tiene que buscar una luz, y una segunda regla que
consiste en que el vehículo tiene que cambiar su sentido cuando
detecta un obstáculo.
Un ejemplo de dos reglas que se deben realizar
en secuencia en el tiempo puede ser una primera regla que consiste
en que el vehículo avance todo recto, y una segunda regla que
consiste en que el vehículo realice un movimiento circular.
Las reglas R1 401, R2 402, R3 406, R4 405, R5
403 y R6 404 proporcionan un ejemplo de la combinación de una
ejecución secuencial y paralela de un programa.
Cuando se ejecutan las reglas como subprogramas
en paralelo en el tiempo, o en alguna forma de división temporal
entre los subprogramas, debe ser posible tratar situaciones en las
que varias reglas quieren acceder a un recurso, por ejemplo, en
forma de un motor. En una forma de realización preferida, se trata
dicha situación asignando un número de prioridad a cada una de las
reglas que pueden seleccionarse. Por ejemplo, las reglas del mismo
grupo de iconos en el visualizador pueden tener el mismo número de
prioridad. Cuando el sistema operativo 118 detecta que dos reglas o
subprogramas quieren acceder, ambos, a un recurso dentro de un
periodo de tiempo, se interrumpe o se para la regla que tiene el
número de prioridad más bajo. A continuación se permite que la
regla con el número de prioridad más alto utilice el recurso. Si
únicamente se puede seleccionar una regla del mismo grupo de
iconos, se consigue por lo tanto una ejecución de programa única y
previsible de los programas especificados por el usuario.
La Figura 5 representa unos elementos de juguete
primero y segundo, en los que el primer elemento de juguete puede
transferir programas al segundo elemento de juguete. El primer
elemento de juguete 501 comprende un microprocesador 507, un módulo
de entrada/salida 510, una memoria 509 y una interfaz de usuario
508. El elemento de juguete comprende además una unidad de
comunicación bidireccional para la comunicación mediante un
transmisor/receptor de infrarrojos 505 o para la comunicación
mediante una fuente luminosa /un detector de luz 504 que puede
emitir y detectar la luz visible.
Como consecuencia, el segundo elemento de
juguete 502 comprende un microprocesador 514, un módulo de
entrada/salida 515 y una memoria 516. El elemento de juguete 502
comprende además una unidad de comunicación 513 para la
comunicación mediante una fuente luminosa/un detector de luz 511 que
puede emitir y detectar la luz visible.
En una forma de realización preferida de la
invención, el primer elemento de juguete puede transmitir así como
recibir datos, mientras que el segundo elemento de juguete
únicamente puede recibir datos.
Los datos se pueden transferir como luz visible
mediante una guía luminosa 503. Alternativamente, los datos se
pueden transferir como luz infrarrojo 517 y 518. Los datos pueden
estar en forma de códigos que indican una instrucción específica y
unos parámetros asociados que pueden ser interpretados por los
microprocesadores 507 y/o 514. Alternativamente, los datos pueden
estar en forma de códigos que se refieren a un subprograma o a una
regla almacenada en la memoria 516.
Los módulos de entrada/salida 510 y 515 pueden
estar conectados a unas unidades electrónicas (por ejemplo, unos
motores) para su control. Los módulos de entrada/salida 510 y 515
pueden estar conectados asimismo a unos sensores electrónicos para
que las unidades puedan estar controladas en respuesta a las señales
detectadas.
En una forma de realización preferida, la fibra
503 está adaptada de tal manera que una parte de la luz visible
transmitida por dicha fibra, se escapa de ella. De esta manera un
usuario puede, de forma directa, ver la transmisión. El usuario
puede ver, por ejemplo, cuando se inicia y se acaba la
comunicación.
La luz a través de la fibra puede transferir
datos con una frecuencia de transmisión de datos predeterminada
según se cambia el nivel de luz de la fibra. Los datos pueden
transmitirse de tal modo que el usuario puede observar unos cambios
de nivel de luz individuales durante una transmisión (es decir, a
una frecuencia de transmisión de datos lo suficientemente baja), o
simplemente puede ver si la transmisión se está realizando (es
decir, a una frecuencia de transmisión de datos lo suficientemente
alta).
En general, no es deseable que una parte de la
luz destinada a transmitirse a través de la fibra, se escape de
dicha fibra. Sin embargo, en relación con la comunicación entre dos
elementos de juguete, es un efecto deseado, porque como
consecuencia resulta posible ver la comunicación de una manera muy
intuitiva.
Un experto en la materia sabe cómo asegurar que
una parte de la luz se escape de la fibra. Por ejemplo, se puede
conseguir impartiendo unas impurezas a la envoltura de la fibra, o
haciendo muescas mecánicas o unos patrones en la fibra. La parte de
la luz destinada a escaparse de la fibra puede estar controlada
asimismo controlando la razón de la índice de refracción de un
núcleo a la de una envoltura de una guía luminosa.
A continuación se describirá cómo un programa
puede ser recibido en el elemento de juguete 502 cuando éste se
encuentra en un estado R=P.
La Figura 6 representa un diagrama de flujo para
el almacenamiento de las etapas de un programa. El diagrama de
flujo muestra cómo un usuario puede almacenar sus propias reglas
transferidas desde una unidad exterior, por ejemplo, un segundo
elemento de juguete, según se ha mencionado anteriormente, o desde
un ordenador personal. En una forma de realización, únicamente se
transfieren las referencias a las reglas almacenadas en el elemento
de juguete. Esto reduce la anchura de banda necesaria para la
comunicación entre los elementos de juguete. En la etapa 602 se
verifica si se reciben unas señales de descarga desde unas unidades
exteriores. En caso afirmativo, en la etapa 603 se verifica si las
señales de descarga son válidas. En caso de que las señales no sean
válidas (no), en la etapa 604 se emite un sonido indicador de error.
En caso de que las señales sean válidas (sí), se comprueba si las
señales tienen que ser interpretadas como mandos destinados a ser
ejecutados inmediatamente (ejecutar), o si las señales tienen que
ser interpretados como mandos destinados a ser almacenados con
respecto a una ejecución posterior (grabar). Si los mandos tienen
que ser ejecutados enseguida, esto se hace en la etapa 606, y a
continuación el programa vuelve a la etapa 602. Si los mandos tienen
que ser almacenados, se emite un sonido de reconocimiento en la
etapa 607 y se almacena el mando como una etapa de programa en la
etapa 608 en el almacenamiento 609.
Un ejemplo de un mando que se tiene que realizar
enseguida puede ser que los mandos en el almacenamiento 609 tienen
que ser ejecutados.
En una forma de realización alternativa, se
pueden formar las propias reglas del usuario haciendo una
combinación de reglas existentes sin utilizar una unidad
exterior.
Unos ejemplos de las posibles funciones de una
cantidad de programas basados en reglas R1-R7 se
indican a continuación (regla 1, regla 2, regla 3, regla 4, regla
5, regla 6 y regla 7).
Regla
1
1) Una pausa de 1 segundo
2) Se emite una secuencia de sonidos (sonido
de arranque)
3) Una pausa de 0,5 segundos
4) Se emite una secuencia de sonidos (sonido
de ir hacia atrás).
5) El motor gira al revés durante 5
segundos
6) Se para el motor.
7) Los puntos 3 a 6 se repiten dos veces (3
veces en total).
8) Se para la regla.
\vskip1.000000\baselineskip
Regla
2
9) Una pausa de 1 segundo
10) Se emite una secuencia de sonidos (sonido
de arranque).
11) Una pausa de 0,5 segundos
12) Se emite una secuencia de sonidos (sonido
de ir hacia atrás).
13) El motor gira al revés durante 5
segundos.
14) Se para el motor.
15) Una pausa de 0,5 segundos.
16) Se emite una secuencia de sonidos (sonido
de ir hacia delante)
17) El motor gira hacia delante durante 5
segundos
18) Se para el motor.
19) Los puntos 3 a 10 se repiten dos veces (3
veces en total).
20) Se para la regla.
\vskip1.000000\baselineskip
Regla
3
1) Una pausa de 1 segundo.
2) Se emite una secuencia de sonidos (sonido
de calibración)
3) Se emite una secuencia de sonidos (sonido
de arranque).
4) Se emite una secuencia de sonidos (sonido
de ir hacia atrás)
5) El motor gira al revés durante un tiempo
máximo de 7 segundos.
6) Si se detecta la luz antes de que hayan
pasado los 7 segundos (punto 5):
- -
- Se para el motor.
- -
- Se emite la secuencia de sonido de ir hacia adelante.
- -
- El motor gira hacia adelante siempre que se detecte una luz.
Si la luz desaparece:
- i.
- Se para el motor después de 0,5 segundos
- ii.
- Si vuelve la luz dentro de 2 segundos, el motor vuelve a arrancar.
- iii.
- Si la luz está apagada durante 2 segundos, pues el motor permanece apagado.
7) Los puntos 4 a 6 se repiten siempre que se
detecte luz dentro de los 7 segundos y hasta que se han hecho 3
intentos sin luz.
8) Se para el motor.
9) Se para la regla.
Un ejemplo de la experiencia del usuario: Se
construye una maqueta de modo que cuando la maqueta es conducida
hacia atrás dicha maqueta se gira, y cuando es conducida hacia
delante, es conducida todo recto. Por lo tanto la regla proporciona
una función a modo de proyector - cuando el usuario arroja luz sobre
la maqueta, la maqueta es conducida hacia adelante hacia el
usuario.
La Figura 7 representa un programa para
seleccionar un subconjunto de etapas de programa de entre un
conjunto de etapas de programa en respuesta a una selección de
funcionamiento. La selección de funcionamiento se puede realizar,
por ejemplo, haciendo funcionar el interruptor 111. El diagrama de
flujo empieza en la etapa 700. A continuación se selecciona un
subconjunto de etapas de programa. Un subconjunto de etapas de
programa se denomina asimismo una regla. En la etapa 701, se
selecciona la regla R de entre una colección de reglas
predeterminadas R1 a R7 en la forma de programas basados en reglas,
almacenados en la memoria 110. En la etapa 702 se decide si la
regla seleccionada es R=R1. En caso afirmativo (sí), en la etapa 703
se ejecuta el programa basado en reglas R1. Alternativamente (no),
se comprueba si se seleccionó la regla R=R2. De forma
correspondiente, en las etapas 704, 706 y 708 se decide si la regla
seleccionada es la regla 2, 3 ó 7, y en las etapas 705, 707 ó 709,
se ejecutan unos respectivos programas basados en reglas. Por lo
tanto, resulta posible seleccionar una de varias reglas
predeterminadas. Dichas reglas pueden ser determinadas, por ejemplo,
por el fabricante del elemento de juguete.
Según se ha descrito anteriormente, se puede
almacenar unas reglas definidas por el usuario, mediante la
combinación de las reglas predeterminadas.
La Figura 8 representa una estructura de juguete
que comprende un elemento de construcción de juguete controlado por
microprocesador según la invención acoplado a unos elementos de
construcción de juguete conocidos generalmente. El elemento de
construcción de juguete controlado por microprocesador 801 está
acoplado a la parte superior de una estructura 805 de elementos de
construcción y a dos motores (no representados). Los motores
accionan una rueda en cada lado del vehículo, de las cuales
únicamente la rueda 802 en un lado de la estructura de juguete
resulta visible. Las ruedas son accionadas mediante un árbol 804
acoplado al motor mediante unas ruedas dentadas 803. Los motores
están conectados eléctricamente al elemento de construcción de
juguete 801 mediante unos alambres 815.
Además la estructura de juguete comprende dos
brazos móviles 806 que pueden pivotar alrededor de un rodamiento
807, de modo que los brazos, cuando están siendo pivotados, pueden
ser obligados a afectar a un conjunto de interruptores 808. Dichos
interruptores 808 están conectados eléctricamente al elemento de
juguete 801 mediante unos alambres 809.
Se puede hacer funcionar el elemento de juguete
mediante las teclas 813. El visualizador 812 puede mostrar
información, según se ha descrito anteriormente en relación con la
Figura 2. El elemento de juguete 801 presenta un conjunto de caras
de contacto eléctrico 810 y 811, a las que pueden estar conectados
los alambres 809 y 815 para la recepción y la transmisión de
señales, respectivamente. Mediante una programación adecuada del
elemento de juguete 801 se puede hacer que el vehículo sea conducido
alrededor de obstáculos que pueden afectar a los brazos 806.
Claims (11)
1. Elemento de construcción de juguete
controlado por microprocesador (101, 501) que comprende
un microprocesador (102, 507) que puede ejecutar
unas instrucciones en forma de un programa almacenado en una
memoria (117, 509), comprendiendo dicha memoria unos subprogramas
(R1, R2,..., R6) que pueden ser activados individualmente mediante
la especificación de una lista de llamadas de subprograma;
unos medios de acoplamiento que pueden
interconectarse con unos elementos de construcción susceptibles de
ser desplazados por unos medios de activación, pudiéndose controlar
dichos medios de activación en respuesta a las instrucciones,
caracterizado porque comprende
unos medios de comunicación (504, 505) que
pueden transmitir la lista de llamadas de subprograma a un segundo
elemento de construcción de juguete (502) para su programación.
2. Elemento de construcción de juguete
controlado por microprocesador según la reivindicación 1,
caracterizado porque comprende un visualizador (104, 508)
que puede mostrar una pluralidad de iconos (204, 205, 206, 207,
208), cada uno de los cuales representa unas instrucciones para el
microprocesador (102, 507), y que puede ser activado por un usuario
para programar el microprocesador.
3. Elemento de construcción de juguete
controlado por microprocesador según las reivindicaciones 1 a 2,
caracterizado porque las instrucciones, que corresponden a un
icono, ejecutan una regla (R1, R2,..., R6) al controlar los medios
de activación en respuesta a unas señales procedentes de los
sensores acoplados al elemento de construcción de juguete.
4. Elemento de construcción de juguete
controlado por microprocesador según las reivindicaciones 1 a 2,
caracterizado porque comprende un receptor (504, 505) para la
recepción inalámbrica de instrucciones.
5. Elemento de construcción de juguete
controlado por microprocesador según las reivindicaciones 1 a 2,
caracterizado porque comprende un receptor (505) para la
recepción de señales de infrarrojo.
6. Elemento de construcción de juguete
controlado por microprocesador según las reivindicaciones 1 a 2,
caracterizado porque comprende un teclado para entrar las
instrucciones manualmente.
7. Elemento de construcción de juguete
controlado por microprocesador según las reivindicaciones 1 a 2,
caracterizado porque comprende un transmisor (504, 505) para
la transmisión inalámbrica de instrucciones al segundo juguete.
8. Elemento de construcción de juguete
controlado por microprocesador según las reivindicaciones 1 a 2,
caracterizado porque comprende un transmisor (504) para la
transmisión de dichas llamadas de función mediante una guía
luminosa (503).
9. Elemento de construcción de juguete
controlado por microprocesador según las reivindicaciones 1 a 2,
caracterizado porque comprende una guía luminosa longitudinal
(503) a través de la cual se puede transmitir la luz visible en su
sentido longitudinal, estando adaptada dicha guía luminosa (503)
para permitir que una parte de la luz transmitida se escape por los
lados de dicha guía.
10. Conjunto de construcción de juguete que
comprende unos elementos de construcción de juguete controlados por
microprocesador según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9,
caracterizado porque comprende unos primer y segundo
elementos de construcción de juguete controlados por microprocesador
(501, 502), comprendiendo el segundo elemento de construcción de
juguete controlado por microprocesador (502) una memoria (516) con
unos subprogramas (R1, R2, ..., R6) que pueden ser activados
individualmente al recibir unas llamadas de subprograma desde el
primer elemento de construcción de juguete (501).
11. Conjunto de construcción de juguete según la
reivindicación 10, caracterizado porque el primer elemento
de construcción de juguete controlado por microprocesador comprende
unos medios funcionales (508) destinados a producir un programa, y
porque el segundo elemento de construcción de juguete controlado por
microprocesador comprende unos medios funcionales destinados a
activar únicamente uno de entre varios programas.
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