Invoer apparaten.

Introductie

Game Mate joystick II De Commodore computers zijn voor allerlei toepassingen te gebruiken. Maar bijna alle toepassingen hebben een interactie met de gebruiker.

Voor die interactie zijn invoer apparaten nodig. Het meest bekend is natuurlijk het toetsenbord. Andere invoer apparaten zijn: joystick, paddle, muis, touchpad en extern toetsenbord zoals het piano klavier. Natuurlijk kan je ook via de diverse poorten ook sensors of schakelaars "inlezen", echter deze toepassingen laten we hier buiten beschouwing.

In de loop der jaren zijn de diverse invoer apparaten telkens gewijzigd, soms alleen de vorm zoals het toetsenbord. De muis is van een balletje naar een lampje gegaan, wat een enorme verbetering was. Joysticks hadden in de beginjaren slechts 5 schakelaars, nu heb je joysticks waarbij je de handleiding nodig hebt om alle opties te kunnen gebruiken. En de laatste mode is van draad naar draadloos.

Op de foto de Game mate 2 joystick set. Dit was een van de eerste "remote" apparaten beschikbaar voor de Commodore computers (ook voor andere merken) Elke joystick was voorzien van een zender die wekte op een batterij. De ontvanger werd aan een computer zoals de C64 aangesloten.
[1]

Het toetsenbord.

Commodore SFX keyboard De eerste computer die Commodore uitbracht na de overname van de firma MOS was de KIM-1. De KIM-1 beschikt over een klein toetsenbord met slechts 23 toetsen. Met deze toetsen werd de KIM-1 geprogrammeerd en bediend. De volgende generatie Commodore computers (PET / CBM) kregen een groter toetsenbord dat overeen komt met die van een schrijfmachine. Later werden de toetsenborden uitgebreid met functie toetsen en of aparte numerieke toetsenborden (VIC-20 / C64 / C128) De laatste generatie Commodore computers (Amiga / PC's) hebben toetsenborden met alle toetsers en bellen.

Vele Commodore computers waren eigenlijk toetsenborden met daaronder het computer gedeelte. De duurdere modellen zoals de SX-64, C128D en de grote Amiga's zijn uitgerust met een los toetsenbord. Maar er zijn ook een aantal Commodore computers die niet beschikken over een toetsenbord zoals de C64 GS, CD-32 en de C64-DTV.

Op de foto de Commodore Music maker. Dit is een simpel overleg toetsenbord voor de C64. Als je de toetsen op het klavier indrukt druk je op een van de "echte" toetsenbord toetsen. Het programma zet deze toetsen om in muziek noten of muziek effecten.
[2]

Toetsenbord techniek.

Commodore keyboard schematic. Hoe werkt een toetsenbord? Als je het aantal toetsen telt op bijvoorbeeld een C64 dan kom je aan 66 toetsen. Als je dan ook nog eens 2 joysticks er bij telt met elk 5 "toetsen" dan kom je op 76 ingangen. Normaal gesproken moet je dan een chip hebben met minimaal 76 ingangen om alles te kunnen lezen. De computer industrie staat bekend om zo slim (lees goedkoop) mogelijk te ontwikkelen. De truc die wordt toegepast in vrijwel alle toetsenborden is "keyboard scaning". Scannen is het een voor een uitlezen van data. Met deze methode kan je een toetsenbord van een VIC-20 of een C64 lezen met slechts 2 x 8 = 16 ingangen.

Op het plaatje zie je de toetsenbord matrix van de C64. Het bestaat uit een raster van draden 8 stuks van horizontaal en 8 draden verticaal. Op elke kruising zijn schakelaars aangebracht (de toetsen). De draden aan de linkerkant 0 - 7 zijn verbonden met de A-port van de CIA en schrijft de rijen. De draden aan de bovenkant 7 - 0 zijn verbonden met de B-port van de CIA en deze leest de kolomen.

Nu de werking. Als de computer een scan doet wordt de A-port van de CIA op schrijven (output) gezet en de B-port op lezen (input). De computer zet daarna het getal 0 op de A-port. (binair is dit 0000 0000). Als je de ingangen van de B-poort nergens mee verbindt dan zijn ze automatisch een "1". Vervolgens wordt de B-port gelezen, als dit ongelijk is aan 255 (1111 1111) is er ergens in de matrix een toets ingedrukt. Het getal op de B-poort is bijvoorbeeld 1111 0111. De mogelijke ingedrukte toets is nu F7, 4, 6, 8, 0, -, HOME of 2. Als er vast is gesteld dat er en toets is ingedrukt en ook welke kolom dit is dan wordt telkens 1 bit van de A-port 0 gemaakt en de rest van de bits 1. Tijdens het verschuiven van de "0" bit wordt weer de B-port gelezen. Wordt de gelezen B-port waarde nu ongelijk aan 255 (1111 1111) dan is de juiste rij gevonden. Als nu bijvoorbeeld bit 6 van de A-port "0" is dan is toets "HOME" ingedrukt.

Maar voor degene die kunnen rekenen, je hebt nu 8 x 8 = 64 mogelijkheden, maar je hebt 66 toetsen. Hoe is dat mogelijk? De SHIFT-LOCK toets is een toets die parallel staat aan de linker SHIFT toets en is dus geen "aparte" toets. De toets die nu overblijft is de RESTORE toets. De RESTORE toets heeft zijn eigen aansluiting en is via wat elektronica verbonden met de CPU via de NMI ingang.

Maar nu nog de joysticks die hebben ook 2 x 5 = 10 "toetsen". De joystick signalen zijn ook verbonden met de matrix. Je kan dit zien door bij de C64 de joystick te bewegen en er komen nu karakters op het scherm. Hoe kan je nu zien of er een toets is ingedrukt of een schakelaar in de joystick. Als je het getal op de A-port 255 (1111 1111) maakt dan ziet de B-port bij het indrukken een toets nog steeds 1111 1111 of er toets wordt ingedrukt of niet. Ziet de B-port iets anders dan 1111 1111 dan is het een schakelaar in de joystick.

Een andere truc is dat het toetsenbord meerdere toetsen tegelijk kan lezen. Bijvoorbeeld SHIFT en F1 (=F2) tegelijk is mogelijk omdat ze in een aparte "scan-lijn" zitten en dus achterelkaar worden ingelezen.

Andere Commodore computers doen dit ongeveer net zo. De C128 heeft i.p.v. 8 "lees" ingangen er 11 en kan daardoor meer toetsen inlezen. De Amiga's en de PC's hebben een toetsenbord waarin een complete toetsenbord scanner is ingebouwd en deze stuurt een code naar de computer als er een toets wordt ingedrukt. De computer kan ook een code terug sturen om de LED's op het toetsenbord aan en uit te zetten.
[3]

De joystick.

Competition Pro joystick In de eerste arcade spel computers werden joysticks gemonteerd om het spel me te besturen. Omdat de CBM / PET serie meer bedoeld waren voor serieuze toepassing was op deze serie geen aansluiting voor joysticks aanwezig. Dit is later verholpen door de joysticks via de User-poort aan te sluiten.

De VIC-20 computer was veel meer geschikt voor spellen dan zijn voorgangers en had standaard een aansluiting voor een joystick. Dit waren zogenaamde digitale joysticks. Digitaal betekend slechts 2 mogelijkheden per kanaal (bit), dus de bit is een "1" of een "0". De joystick poort heeft 5 van deze kanalen en kan de volgende signalen lezen Op, Neer, Links, Rechts en Vuur. De tegen hanger van de digitale joystick is de analoge joystick. Deze heeft 2 analoge kanalen en 1 of meer digitale. De analoge kanalen zijn meestal regelbare weerstanden. De computer leest nu de waarde van de weerstanden en bepaald zo de horizontale en verticale positie. De digitale ingang wordt gebruikt voor de vuurknop.
Commodore heeft altijd gebruik gemaakt van digitale joysticks. De opvolgers van de VIC-20 beschikken zelfs over twee joystick aansluitingen.

Er zijn wel honderd verschillende joysticks gemaakt die geschikt waren voor de Commodore computers. Van zeer slecht tot uitstekend. Een voorbeeld van zeer slecht is de Commodore 1311, de schakelaars die inwendig zijn gebruikt zijn zeer goedkoop en als je een spel speelt zoals Decathlon is de joystick waarschijnlijk eerder defekt dan het spel is afgelopen. De top van de joysticks wordt geregeerd door de de firma SUZO. Deze firma maakte de wereld beroemde Competition Pro en de Arcade joysticks. Deze firma maakte joysticks voor arcade-kasten en die moeten extreem degelijk zijn. De competition pro en Arcade zijn rechtstreeks afgeleid van die arcade-kast joysticks. De in 2004 uitgebrachte C64-DTV is qua uiterlijk gebaseerd op de Competition Pro.

Op de foto de Competition Pro in de semi doorzichtige luxe uitvoering. Joystick is voorzien van autofire en slow-motion. Deze joystick is zeer degelijk gebouwd en voorzien van micro-schakelaars.
[4]

Joystick techniek.

Joystick schematic. De techniek binnen in een joystick is zeer simpel. De signaalgevers zijn vijf schakelaars. Voor de richtingen op, neer, links en rechts zijn vier schakelaars nodig en de vijfde schakelaar zit onder de vuurknop. Op het plaatje is een doorsnede te zien van de SUZO Arcade joystick. De knuppel is van kunststof maar er zit een 6 mm dikke stalen kern in om te voorkomen dat je de knuppel kan verbuigen. Aan de onderkant staat de knuppel in een schanierpunt. In het midden bevindt zich een centreer mechanisme wat de knuppel precies in het midden houdt. Vlak boven de micro schakelaars zit een ronde schijf. Druk je nu de knuppel in een bepaalde richting dan druk je met de schijf een (of twee) micro schakelaar in.

De luxe joysticks zijn ook uitgerust met een zogenaamde auto-fire. Auto-fire is een systeem dat automatisch de vuurknop snel achterelkaar indrukte en loslaat. Linksboven in het plaatje is daarvan het schema getekend. Links zit de vuurknop, als deze wordt ingedrukt wordt een elektronische schakeling geactiveerd. Deze schakeling maakt een pulstrein, deze pulstrein schakelt een elektronische schakelaar die verbonden zit met de vuurknop aansluiting op de computer. De pulstrein is soms regelbaar of heeft meerdere standen. Tevens is er meestal een schakelaar die de auto-fire functie kan uitschakelen.

Een andere uitbreiding is slow-motion. Dit werkt een beetje zoals de auto-fire functie echter wordt nu niet de vuurknop snel achter elkaar ingedrukt en losgelaten maar worden de richting schakelaars snel achter elkaar verbroken en weer verbonden. Het lijkt nu of je "voorzichtig" stuurt door telkens de knuppel even terug te zetten in de midden positie.

Er zijn ook joysticks met stopwatches zodat je kan nagaan hoe snel je bent met een bepaald spel. Het Duitse blad 64'er heeft een schakeling gepubliceerd waarmee je de joystick bewegingen kon opslaan in een geheugen. Als je dan de eerste levels van een spel wilde overslaan startte je gewoon het geheugen en werden alle joystick bewegingen in het spel automatisch herhaald.

Omdat de joystick aansluitingen verbonden zitten met de toetsenbord matrix worden de signalen van de joystick op dezelfde manier uitgelezen als het toetsenbord (zie voorgaande gedeelte). Door de dubbele functie van het toetsenbord en de joysticks kan het voorkomen dat een programma in de war raakt als je een van de joysticks beweegt. Vaak werd joystick poort 2 gebruikt, omdat deze minder problemen veroorzaakt.

Een beetje onbekend is dat de joystick aansluitingen niet alleen kunnen gelezen worden maar ook geschreven. Dat betekend dat je ook apparaten kan aansturen via de joystick poort. Echter is de Userpoort daarvoor meer geschikt.
[5]

De Paddles.

Commodore paddle De Commodore TV-games 2000K en de 3000H zijn uitgerust met verstelbare besturingen. Dit zijn regelbare weerstanden die je kan regelen door ze te draaien o te schuiven. PaddlesDe eerste spellen voor op TV waren spellen gebaseerd op PONG. De besturing werd gedaan met zogenaamde paddles.
De VIC-20 is ook geschikt voor deze paddles. Het opvallende van paddles is dat ze als setje werden geleverd en dat de twee paddles een aansluit connector deelde. De C64 beschikt over 2 joystick poorten en je kan daardoor zelfs 4 paddles aansluiten.

Maar het aantal spellen voor paddles is beperkt, dit omdat de joystick al snel populairder werd dan de paddles.

Op de foto de Commodore 1341 paddle.
[6]

Paddles techniek.

Paddle schematic. De paddle zelf is een simpel apparaat. Het bestaat inwendig uit een draaibare weerstand. Als je de knop geheel de ene kant opdraait dan heeft de weerstand een waarden van ongeveer 200 ohm en draai je de weerstand geheel naar de andere kant dan is de waarde ongeveer 200 kilo-ohm. Tevens zit op elke paddle een vuurknop. Maar omdat paddles in een setje van twee zijn aangesloten op een joystick poort kunnen de twee vuurknoppen niet op de normale aansluiting van de vuurknop. De ene paddle vuurknop zit op de richting Links en de andere op richting Rechts.

Het uitlees gedeelte van de paddle is uitgebreider dan de paddle. Het uitlezen van de paddle wordt in de C64 door de SID-chip (De muziek chip) gedaan. In het plaatje is een blokschema getekend van het uitlees mechanisme.

Om een waarde uit te lezen gebeurd het volgende.
De counter (teller) wordt op nul gezet.

De charge (opladen) schakelaar gesloten.
Een pulstrein zorgt er voor dat de teller gaat tellen van 0 tot 255.

Een trigger schakeling kijkt continue naar de spanning over de C (condensator).

De condensator zal opladen omdat er een stroom loopt vanaf de 5 volt via de weerstand door de condensator. (spanning over de condensator neemt toe)

Zodra de spanning over de condensator meer is dan 2,5 volt geeft de uitgang de trigger schakeling een signaal aan de counter.

De counter kopieert zijn waarde in een register.

De charge schakelaar wordt geopend en de discharge (ontladen) schakelaar sluit en zorgt er voor dat de condensator weer leeg is voor de volgende meting.

Als de weerstand een lage waarde heeft dan is de laadstroom door de condensator groot en wordt deze zeer snel opgeladen. De teller die nog maar net begonnen was wordt gekopieerd naar het register. De waarde in het register zal in de buurt van nul zijn.
Als de weerstand een hoge waarde heeft dan is de laadstroom door de condensator klein en wordt deze zeer langzaam opgeladen. De teller die al een tijdje aan het tellen is wordt gekopieerd naar het register. De waarde in het register zal in de buurt van 255 zijn.

In de praktijk blijkt dat de waarde van de paddle niet exact van 0 tot 255 is door een aantal technische redenen. Meestal is de maximale resolutie ongeveer 225 verschillende posities. De SID beschikt over twee van deze uitlees mechanisme die tegelijk twee paddles uitlezen. Om er vier uit te kunnen lezen heeft de SID een leuke truc. Er zit in de C64 een dubbele analoge schakelaar die de SID kan bedienen. De SID schakeld eerst de paddles van joystick poort 1 in, meet de waarde van de twee paddles en schakelt dan om naar joystick poort 2 en meet ook hier de waarden. Met een machinetaal programma kan je in de gaten houden wanneer het omschakelen gebeurt en kan alle vier paddles waarden gebruiken.
[7]

De muis.

Commodore 1531 mouse De muis is niet meer weg te denken bij de moderne PC. De muis is echter al meer dan 35 jaar oud. De muis is uitgevonden door Douglas Engelbart. Het mechanisme bestond uit twee wielen die 90 graden ten opzicht van elkaar stonden. Als je omhoog of omlaag bewoog dan draaide het ene wiel en als je links of rechts bewoog draaide het andere wiel. Later werd de bekende bal toegevoegd.

De muis nam enorm toe in populariteit nadat grafische operating systems de computer overnamen. De firma Apple was hierin de pionier. Snel volgde andere computer merken zoals Commodore met de Amiga serie en Atari met zijn 16-bit serie.

De amiga werd vanaf het begin geleverd met een muis en de gehele bediening van de computer was gebaseerd op dit invoer apparaat.

Bij de introductie van de C64c werd GEOS meegeleverd. GEOS is een grafisch besturingssysteem dat geschikt is voor de muis. Voor de C64 was dit het programma dat de muis populair maakte.

Op de foto de Commodore 1351 muis. De 1351 kan als muis werken maar ook als joystick.
[8]

Muis techniek.

Mouse schematic. De muis bestaat uit een bal met daar tegen aan twee censors. De censor bestaat uit een rol die via een as aan een schijf met sleuven is bevestigd. het geheel is zo gemonteerd dat het gemakkelijk draait. Als de bal beweegt zullen de schijven verdraaien. In de muis zijn de censors zo geplaatst dat als je omlaag of omhoog beweegt de ene schijf draait en als je links of rechts beweegt de andere schijf draait. beweeg je schuin dan gaan beide schijven draaien. Meestal is er nog een derde rol die ervoor zorgt dat de bal stevig tegen de rollen van de censors wordt aangedrukt.

Op het plaatje is een doorsnede van een muis getekend. Het linker gedeelte in een bovenaanzicht en het rechter gedeelte is een dwarsdoorsnede. De zwarte cirkel is de bal. Daar tegen aan zitten de grijze rollers met as en sleuven-schijf. De rode blokjes zijn infra-rood LED's de oranje blokjes zijn de infra-rood censors het blauwe gedeelte is het masker. Op het groen gedeelte zit de elektronica en de schakelaars van de knoppen.

De werking van een censor is als volgt. Aan de ene zijde van de schijf zijn twee infra-rode LED's geplaatst. Een infra-rode LED straat niet zichtbaar licht uit. Het licht straalt tegen of door de schijf afhankelijk van het feit of zich een van de sleuven voor de LED bevindt of niet. Aan de andere zijde van de schijf is een zogenaamd masker geplaatst met twee kleine gaten. Voor dit masker staan twee infra-rood censors. Deze infra-rode censors reageren als ze infra-rood licht zien door een van de sleuven en het gat in het masker. De reden dat er infra-rood licht en censors worden gebruikt is dat anders (dag)licht dat binnendringt in de muis invloed kan hebben op de censors.

Of de bal beweegt of niet kan de elektronica in de muis zien door middel van de infra-rood censors. Om te zien in welke richting de schijf draait worden beide infra-rood censors met elkaar vergeleken. De twee gaatjes in het masker zitten iets t.o.v. elkaar verschoven. Dit heeft als gevolg dat als de bal beweegt en de schijf draait de signalen van de ene infra-rood censor iets eerder (of later afhankelijk van de draairichting) komen dan bij de andere infra-rood censor. De elektronica kijkt nu wanneer bij de ene infra-rood censors het signaal wegvalt (er komt geen licht meer op de censor). Op dat moment wordt gekeken naar de andere infra-rood censor. Geeft deze geen signaal (geen licht) dan draait de schijf de ene richting op maar geeft deze wel signaal (wel licht) dan draait de schijf de andere richting op. De afstand die de bal verplaatst is evenredig met het aantal keer dat de sleuf voorbij de infra-rood censors gaat.

De muis heeft ook een zogenaamde resolutie. De resolutie is hoger als het aantal sleuven in de schijven hoger is en de verhouding tussen de diameter van de rol en de diameter van de bal.
Verder heeft de muis een of meerdere knoppen. De knoppen zijn verbonden met de joystick signalen. De positie van de muis (x-y) wordt doorgegeven via de analoge paddle signalen. Zie voor de werking het hoofdstuk Paddles.
Bij de Amiga en de PC modellen van commodore worden iets afwijkende muizen gebruikt. Het verschil zit het versturen van de signalen van de muis naar de computer.

De optische muis werkt anders dan de bal muis. In de optische muis zit een LED die meestal rood licht uitstraalt. In de muis zit ook een digitale camera. Deze camera maakt telkens een foto van de ondergrond. Als je de muis nu beweegt veranderd ook de foto. De elektronica vergelijkt nu telkens de nieuwe foto met de oude. En verschuift de nieuwe foto zodanig dat hij overeenkomt met de oude. De elektronica berekend nu wat de verplaatste afstand is en geeft dit net als een bal muis door aan de computer.

Omdat in de optische muis geen bewegende delen zitten is deze veel betrouwbaarder. De bal muis wordt vaak geplaagt door vuil wat op de rollen terecht komt en het soepele draaien tegenwerkt. Door toepassen van mechanische onderdelen is de resolutie van de bal muis is beperkt. De resolutie van de optische muis is slechts beperkt door de resolutie en de snelheid van de ingebouwde camera.
[9]

De track-ball.

Wico Trackball Een concurrent van de muis is de track-ball. Een trackbal is een omgekeerde muis, i.p.v. dat je de behuizing beweegt en daardoor de bal laat bewegen staat bij een track-ball de behuizing stil en beweeg je de bal met je vingers.
Een van de voordelen van en track-ball is dat je op een plek blijft met je hand en daardoor minder ruimte nodig hebt. De bal niet te vergelijken met die van een muis, de muis heeft een kleine rubber-achtige bal en de track-ball is een veel grotere harde bal die lijkt op een biljart bal.

Een groot nadeel is dat als je de knop indrukt en ingedrukt wil houden met je andere vingers de bal moet bewegen. En dat is niet makkelijk om te doen.

De track-ball is vooral populair bij bediening sytemen waarbij je naar een bepaald menu of symbool rolt en er daarna op klikt, je ziet de track-balls dan ook vaak in industriƫle bedrijven.
[10]

Track-ball techniek.

Trackball schematic. Behalve dat de trackbal een "op zijn kop" versie is van de muis is de inwendige elektronica vrijwel gelijk. Door de grotere bal (en daardoor grotere behuizing) is een grotere schijf met meer sleuven mogelijk. De verhouding van de diameter van de bal en de rollers is ook groter. Beide hebben als het voordeel dat de resolutie groter kan zijn dan die van een bal muis.

Op het plaatje is een doorsnede van een track-ball getekend. Het linker gedeelte in een bovenaanzicht en het rechter gedeelte is een dwarsdoorsnede. De zwarte cirkel is de bal. Daar tegen aan zitten de grijze rollers met as en sleuven-schijf. De rode blokjes zijn infra-rood LED's de oranje blokjes zijn de infra-rood censors het blauwe gedeelte is het masker. Op het groen gedeelte zit de elektronica en de schakelaars van de knoppen.

Voor meer informatie, leest het deel over de muis.
[11]

Het Touchpad.

Koala Pad Touch Tablet Een touchpad is een drukgevoelig oppervlak. De meest bekende touchpad voor de 8-bit computers is de Koalapad. De Koalapad was niet alleen beschikbaar voor bijvoorbeeld de VIC-20, C64 en C128 van Commodore maar ook voor de Apple's, Atari's, Texas Instruments IBM-PC's en vele andere computers. Tegenwoordig zijn ook vele laptops er mee uitgerust als een muis vervanger.

Als je met de bijbehorende pen (stylus) op het drukgevoelige oppervlak drukt wordt de positie doorgegeven aan de computer. Meest gebruikte toepassing voor de KoalaPad is als invoer apparaat voor een tekenprogramma. Er zijn ook andere Touchpads voor de commodore computers zoals Muppet Learning Keys dat bedoeld was om peuters te leren lezen en rekenen en is van dezelfde uitvinder.

Op de foto de KoalaPad van Koala Technologies Corporation. Dit invoer apparaat was bedoeld om samen met tekenprogramma Koala Painter te gebruiken. Bij deze uitvoering werd het programma op diskette bijgeleverd.
[12]

Touchpad techniek.

Koala Pad Touch Tablet schematic. De uitvinder van de touchpad is David D. Thornburg en hij deed zijn uitvinding in het jaar 1982. Hij werkte voor het Xerox Palo Alto Research Center. Daar ontwikkelde hij een drukgevoelig oppervlak als invoer apparaat voor de computer. Xerox zag er niet zoveel in en David kreeg de kans om zijn ontwikkeling zelf uit te werken. David richtte het bedrijf Koala Technologies Corporation op en startte met de productie van de KoalaPad.


De werking: Het drukgevoelige gedeelte bestaat uit een stevige ondergrond, daarop liggen twee lagen materiaal die elektriciteit geleiden. De twee geleidende lagen liggen net los van elkaar zodat ze net geen contact maken. Het geheel is afgedekt met een krasbestendige laag. Dit geheel is het zwarte gedeelte op de foto van het KoalaPad.
Op het plaatje is schematisch de KoalaPad weergegeven. De geleidende lagen hebben aan aan twee kanten een aansluitstrip. Op het schema zijn ze zo getekend dat je alle vier de aansluitstrips ziet maar in werkelijkheid ligt de ene laag onder de andere. Als je nu met de pen (stylus) op de bovenste laag drukt dan druk je de twee geleidende lagen tegen elkaar zodat ze elektrisch gezien contact maken met elkaar.
Hoe kan de computer nu zien op welke positie de pen de twee lagen op elkaar heeft gedrukt? In het vlak waar alle aansluitingen samenkomen zit elektronica die het drukgevoelige oppervlak bestuurt en uitleest.
De schakelaars N en S worden gesloten. Nu staat er over de geleidende laag een spanning van 5 volt. Vanaf de N schakelaar richting de S schakelaar neemt de spanning af. Bijvoorbeeld op 20% afstand van N staat 4 volt, op 50% afstand staat 2,5 volt en op 90% afstand van N staat nog maar 0,5 volt. Meetpunt B zit verbonden met de andere drukgevoelige laag. Dit meetpunt meet de spanning waar de twee lagen elkaar raken. Dit is bijvoorbeeld 1 volt. Dit is de positie in de Y richting.
Nu worden de schakelaars N en S weer geopend en worden de schakelaars E en W gesloten. Nu staat de spanning van 5 volt over de afstand van E naar W. Nu meet het meetpunt A de spanning op het punt waar de twee lagen elkaar raken dit is bijvoorbeeld 4 volt. Dit is de positie in de X richting.
De elekronica zet nu de gemeten waarden om naar een potmeter signaal dat geschikt is voor de paddle ingang van de joystick port.


Voor degene die wat meer weten van elektronica denken nu dat je altijd een meetfout hebt omdat je vanaf de aansluitstrip naar het contactpunt een weerstand hebt die ook een spanningsval heeft. Dat is waar maar de ingangsweerstand van de meetpunten A en B zijn zeer hoog ten opzichte van de weerstand van de geleidende laag. De invloed van de spanningsval over het geleidende materiaal is hiermee te verwaarlozen.
De KoalaPad kan slechts 1 punt bepalen, als je op meerdere plekken op het drukgevoelige oppervlak druk dan krijg je een verkeerde meetwaarde en daardoor een verkeerde positie.
De resolutie van de KoalaPad is afhankelijk van de paddle ingang van de joy poort en ligt in de buurt van 225 x 225 pixels.

Op de KoalaPad zijn ook twee schakelaars aangebracht om te gebruiken in het teken programma KoalaPainter. Deze schakelaar zijn aangesloten op de richting links en rechts van de joy poort. (Net zoals bij de paddles)
[13]

Lightpen / Lightgun

Micro Scribe lightpen En geheel andere manier om de computer te bedienen is met de lightpen oftewel de lichtpen. Om keuzes te maken op het scherm duw je gewoon met de pen op het scherm en de computer weet waar je gedrukt hebt.
De lightpen is nooit zo populair geweest maar een andere uitvoering daarvan was wel populair. Dit was de lightgun oftewel lichtpistool. Je kon nu op het scherm schieten op boeven of eenden.

Op de foto de lightpen van MicroScribe inclusief bijbehorende software.
[14]

Lightpen / Lightgun techniek.

Lightpen schematic. De reden dat de lightpen werkt is te danken aan de VIC-chip (de grafische chip in de VIC-20 en C64). De meeste Commodore computers zijn compatible zijn met het TV-signaal. Als je naar een TV-scherm kijkt dan zie een beeld net zo groot als het scherm maar in werkelijkheid wordt het beeld gemaakt door een elektronen straal die "botst" op de binnenkant van het scherm. Door deze botsing licht het scherm op die plek op. De elektronen straal begint linksboven in de hoek en schrijft naar rechts over het scherm. Daarna gaat deze razendsnel terug naar links en schrijft de volgende regel. Als de elektronenstraal rechts onder in de hoek is aangekomen dan begint alles opnieuw. Het materiaal dat oplicht door het botsen van de elektronen licht ongeveer net zolang op totdat de elektronen straal weer terug is op die zelfde plek. Dit geeft het effect dat er een heel beeld op het scherm staat. In werkelijkheid wordt niet regel na regel geschreven maar de ene keer worden de oneven regels geschreven en daarna de even regels. Dit geeft een beter beeld maar is niet van belang voor de werking van de lightgun.
In 1 seconden wordt het beeld 50 maal (60 maal voor NTSC) opnieuw geschreven 25 x de oneven regels en 25 x de even regels. De frequentie van de (totale) beelden is dus 25 Hz.
Op het plaatje is een lightpen te zien. De bewegende stip stelt de elektronenstraal voor. In de punt van de lightpen zit een lichtgevoelige transistor die schakelt zodra de elektronen straal voorbijkomt en de plek op het scherm oplicht. Dit signaal wordt doorgegeven via de joystick poort aan de VIC chip. Omdat de VIC chip zelf de elektronenstraal aanstuurt weet hij ook wat de scherm positie van de lightpen is op het moment van het signaal. De VIC chip zet deze positie in een register en een programma kan nu uitlezen waar de lightpen zich bevindt.
Vaak zit er in de punt van de lightpen ook een schakelaar die het signaal doorgeeft als deze wordt ingedrukt. Dit voorkomt fouten als men de pen vlak voor het scherm langs beweegt maar niet tegen het scherm drukt.

De lightgun werk op het zelfde principe maar de loop van het pistool is voorzien van een lens zodat de lightgun slecht een klein deel van het scherm ziet. Anders zou het schot altijd raak zijn.
[15]

Extern toetsenbord.

Wersiboard Music 64 De meeste kennen de Commodore Music maker. Dit is een simpel overleg toetsenbord voor de C64. Met de Commodore Music maker kan je piano spelen maar het is zeer beperkt en na een tijdje worden de toetsen ook minder en wordt het spelen moeilijker. Er zijn ook volwaardige piano klavieren ontwikkeld voor onder andere de C64.

Op de foto het WersiBoard dit is een volwaardig piano klavier met echte piano toetsen en wordt aangesloten op de C64 via de Expansionpoort.
[16]

Extern toetsenbord techniek.

Wersiboard schematic. Het probleem met toetsenborden in het algemeen is dat ze meestal meer toetsen hebben dan 8. En de meeste computers kunnen slechts 8 ingangen tegelijk inlezen (16 bit computer 16 ingangen enz.) Bij het normale toetsen bord wordt een matrix systeem gebruikt van 2 x 8 ingangen = 64 toetsen. zie het voorgaande deel over toetsenborden.
De poorten van bijvoorbeeld de C64 hebben maximaal 8 ingangen om dan een matrix te maken met 2 x 8 zal je al twee poorten tegelijk moeten gebruiken.

De oplossing in bijvoorbeeld het WersiBoard is anders. Op het plaatje is een klein deel te zien van het schema binnenin het Wersi-Board. Het piano klavier bestaat uit 4 x 12 = 48 toetsen, er zijn slechts 6 toetsen getekend in het schema. Al deze toetsen zijn apart verbonden met elektronica. Deze elektronica zet telkens de status van 8 toetsen op de databus van de expansiepoort. Met de signaal lijn WRITE wordt nu deze informatie in het geheugen geschreven van de C64 op adres $D000. Bij de volgende 8 toetsen wordt eerst het adres gewijzigd via de adresbus aansluiting op de expansiepoort. Daarna wordt de informatie weer in het geheugen geschreven op adres $D001. Dit gaat verder totdat alle 48 toets statussen in het geheugen zijn gezet.
Het bijbehorende muziekprogramma vertaalt de informatie van de toetsen in muziek noten.
De beperking van de hoeveelheid toetsen is in theorie het beschikbare geheugen waar normaal het cartridge geheugen zit (2 x 8 kbyte).
[17]
Bijgewerkt: 2011-06-24 19:51:27

Commodore Banner Exchange