PL194621B1 - Programowana zabawka zawierająca środki łączności - Google Patents

Abstract

1. Programowana zabawka zawierajaca srodki lacznosci, w tym sterowany przez mikro- procesor element konstrukcyjny zabawki, za- wierajacy mikroprocesor do wykonywania pole- cen w postaci programu zapisanego w pamieci, zawierajacej podprogramy uaktywniane indywi- dualnie przez ustalenie listy wywolan podpro- gramów, i srodki laczace z elementami kon- strukcyjnymi, przesuwanymi przez srodki nape- dowe, sterowane zgodnie z instrukcjami, zna- mienna tym, ze zawiera pierwszy element (501) zabawki zawierajacy pierwszy uklad dwu- kierunkowej komunikacji (506) do komunikacji przez pierwszy nadajnik/odbiornik (505) z dru- gim elementem (502) zabawki, zawierajacym drugi uklad komunikacji (513) do komunikacji przez drugi nadajnik/odbiornik (512), który jest dolaczony do drugiego mikroprocesora (514) i drugiej pamieci (516), do transmisji wykazu wywolan podprogramów do drugiego elementu (502) zabawki. PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest programowana zabawka, zawierająca środki łączności.

Znana jest programowana zabawka zawierająca środki łączności, w tym mikroprocesor do wykonywania instrukcji w postaci programu zapisanego w pamięci, zawierającej podprogramy uaktywniane indywidualnie według listy wywołań podprogramów, i środki łączące z elementami konstrukcyjnymi, przesuwanymi przez środki napędowe, sterowane zgodnie z instrukcjami.

Znane mikroprocesory są stosowane w wielu różnych wyrobach użytkowych, włącznie z zabawkami, od zabawek realizujących proste funkcje, takie jak generowanie dźwięków przez lalki, wykonywanie prostych sekwencji ruchów przez roboty, do zabawek realizujących skomplikowane działania i sposoby zachowania.

Znane elementy konstrukcyjne zabawek wykonują różne fizyczne działania, częściowo przez programowanie elementu konstrukcyjnego zabawki, a częściowo przez wykonywanie struktury, która zawiera połączone elementy konstrukcyjne różnych typów. Istnieje możliwość wykonania różnych struktur i nadania strukturom różnych funkcji, zarówno bezwarunkowych, jak i obejmujących proste lub złożone ruchy sterowane przez silnik elektryczny, a także emisję świetlnych i dźwiękowych sygnałów. Gdy działanie fizyczne jest warunkowane przez oddziaływanie zabawki z otoczeniem, zabawka jest programowana tak, aby reagowała na fizyczny kontakt z obiektem lub reagowała na światło czy na dźwięk i zmieniała zachowanie zależnie od tego oddziaływania. Takie programowane zabawki są znane np. jako produkt Robotics Invention System firmy LEGO Mindstroms, który jest zabawką programowaną przez komputer, w celu realizacji działań bezwarunkowych, a także warunkowych.

Znane są z kanadyjskiego opisu patentowego nr 2 225 060 interaktywne elementy zabawek, spośród których pierwszy element zabawki, uruchamiany przez użytkownika, uruchamia drugi element zabawki, który z kolei uruchamia pierwszy element zabawki lub trzeci element zabawki. Elementy zabawki są w postaci lalek, zwierząt lub samochodów, które wykonują działania. Zabawka wymaga tutaj zastosowania zewnętrznego komputera w celu przesyłania programów określonych przez użytkownika do elementu zabawki sterowanego przez mikroprocesor. W znanych systemach wymiana programów między elementami zabawek odnosi się tylko do identycznych elementów zabawek, ponieważ w przeciwnym przypadku oddziaływanie między programem i strukturą mechaniczną jest niewłaściwe.

W przypadku zabawek konstrukcyjnych zwykle struktury są budowane i modyfikowane w sposób powtarzalny i występuje potrzeba stworzenia możliwości uaktywniania nowego programu przystosowanego do danej struktury.

Programowana zabawka według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera pierwszy element zabawki, zawierający pierwszy układ dwukierunkowej komunikacji do komunikacji przez pierwszy nadajnik/odbiornik z drugim elementem zabawki, zawierającym drugi układ komunikacji do komunikacji przez drugi nadajnik/odbiornik, który jest dołączony do drugiego mikroprocesora i drugiej pamięci, do transmisji wykazu wywołań podprogramów do drugiego elementu zabawki.

Korzystnie pierwszy element zabawki zawiera pierwsze źródło światła/detektor światła do komunikacji z drugim źródłem światła/detektorem światła w drugim elemencie zabawki dla emitowania i wykrywania światła widzialnego.

Korzystnie programowana zabawka zawiera wyświetlacz do mikroprocesora.

Korzystnie sterowane środki napędowe są sprzężone z czujnikami dołączonymi do elementu zabawki.

Korzystnie programowana zabawka zawiera pierwszy nadajnik/odbiornik do bezprzewodowego odbioru instrukcji.

Korzystnie programowana zabawka zawiera pierwszy nadajnik/odbiornik do odbioru sygnałów w podczerwieni. Korzystnie programowana zabawka zawiera klawiaturę do ręcznego wprowadzania instrukcji.

Korzystnie programowana zabawka zawiera pierwszy nadajnik/odbiornik do bezprzewodowego nadawania instrukcji do drugiego elementu zabawki.

Korzystnie programowana zabawka zawiera pierwsze źródło światła/detektor światła do przesyłania wywołań funkcji przez światłowód.

Korzystnie programowana zabawka zawiera wydłużony światłowód do przesyłania światła widzialnego w kierunku wzdłużnym, z wydostawaniem się części przesyłanego światła przez ścianki światłowodu.

PL 194 621 B1

Korzystnie programowana zabawka zawiera sterowane przez mikroprocesory, pierwszy element zabawki i drugi element zabawki, przy czym drugi element zabawki zawiera drugą pamięć z podprogramami R1, R2, ..., R6 uaktywnianymi indywidualnie przez odbiór wywołań podprogramów z pierwszego elementu zabawki.

Korzystnie sterowany przez mikroprocesor pierwszy element zabawki zawiera interfejs użytkownika do wykonywania programu i sterowany przez mikroprocesor drugi element zabawki zawiera środki uaktywniania jednego z kilku programów.

Zaletą wynalazku jest dostarczenie elementu konstrukcyjnego zabawki, sterowanego przez mikroprocesor, mający bardzo elastyczne funkcje programowania. Dzięki wynalazkowi potencjał zabawek konstrukcyjnych, oparty na oddziaływaniu między wieloma standardowymi elementami konstrukcyjnymi w strukturze i wieloma standardowymi krokami programowymi, jest wykorzystany w sposób bardzo skuteczny.

Przedmiot wynalazku jest pokazany w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat blokowy programowalnego elementu zabawki, fig. 2 - wyświetlacz na elemencie zabawki, fig. 3 - pierwszy wykres mechanizmu zmiany stanów wizualnego programowania elementu zabawki, fig. 3b - drugi wykres mechanizmu zmiany stanów wizualnego programowania elementu zabawki, fig. 3c - trzeci wykres przerywania działania mechanizmu zmiany stanów, fig. 3d - czwarty wykres uruchamiania mechanizmu zmiany stanów, fig. 4 - równoległe i sekwencyjne wykonywanie programów, fig. 5 - pierwszy i drugi element zabawki, z których pierwszy element zabawki przesyła dane do drugiego elementu zabawki, fig. 6 - algorytm zapisu kroków programu, fig. 7 - algorytm programu wybierania podgrupy kroków programu z grupy kroków programu w reakcji na wybrane działanie i fig. 8 - strukturę zabawki, zawierającą sterowany przez mikroprocesor element konstrukcyjny zabawki według wynalazku, połączony ze znanymi elementami konstrukcyjnymi zabawki.

Fig. 1 przedstawia schemat blokowy programowanego elementu zabawki 101, który zawiera środki elektroniczne do programowania elementu zabawki dla oddziaływania na układy elektroniczne, np. silniki, w reakcji na sygnały odebrane z różnych czujników elektronicznych, np. przełączników elektrycznych. Element zabawki 101 wykonuje skomplikowane funkcje, np. ruch sterowany zdarzeniami, pod warunkiem, że element zabawki 101 jest połączony z układami elektronicznymi/czujnikami we właściwy sposób.

Element zabawki 101 zawiera mikroprocesor 102 połączony z układami elektronicznymi magistralą komunikacyjną 103. Mikroprocesor 102 odbiera dane magistralą komunikacyjną 103 z dwóch przetworników analogowo-cyfrowych na wejściu A/C 1 105 i wejściu A/C 2 106. Przetworniki analogowo-cyfrowe wytwarzają dyskretne sygnały wielobitowe lub proste sygnały binarne i są przystosowane do mierzenia wartości pasywnych, takichjak rezystancja.

Mikroprocesor 102 steruje układami elektronicznymi, takimi jak silnik elektryczny (nie pokazany) za pomocą zespołu wyjścia PWM 1 107 i wyjścia PWM 2 108. W korzystnym wykonaniu wynalazku układy elektroniczne są sterowane przez sygnał impulsowy o modulowanej szerokości impulsów.

Element zabawki generuje sygnały akustyczne lub sekwencje dźwięków przez wysterowanie generatora akustycznego na wyjściu HT 109, np. głośnika lub układu piezoelektrycznego. Element zabawki emituje sygnały świetlne przez źródło światła na wyjściu VL 110. Sygnały świetlne są emitowane np. za pomocą diod świecących, przystosowanych do wskazywania różnych stanów elementu zabawki i elektronicznych układów/czujników. Sygnały świetlne są stosowane jako sygnały komunikacyjne dla innych elementów zabawki, a także do przesyłania danych, do innego elementu zabawki przez światłowód.

Element zabawki odbiera sygnały świetlne przez detektor światła na wejściu VL 111. Sygnały świetlne są stosowane między innymi do detekcji natężenia światła w pomieszczeniu, w którym znajduje się zabawka. Sygnały świetlne są odbierane np. przez światłowód i reprezentują dane z innego elementu zabawki lub komputera osobistego. Ten sam detektor światła realizuje zatem funkcję komunikacyjną przez światłowód oraz służy jako czujnik światła do detekcji natężenia światła w pomieszczeniu, w którym znajduje się zabawka.

W korzystnym wykonaniu wejście VL 111 jest przystosowane selektywnie do komunikacji przez światłowód albo do detekcji natężenia światła w pomieszczeniu, w którym znajduje się zabawka.

Przez detektor podczerwieni na wejściu/wyjściu podczerwieni 112 element zabawki przesyła dane do innego elementu zabawki lub odbiera dane z innych elementów zabawki albo np. z komputera osobistego.

PL 194 621 B1

Mikroprocesor 102 stosuje protokół komunikacyjny do odbioru lub nadawania danych. Przesłanie danych następuje po uruchomieniu specjalnej kombinacji klawiszy.

Wyświetlacz 104 i klawisz 114 uruchomienia, klawisz 115 wyboru i klawisz 116 startu/przerwania tworzą interfejs użytkownika do obsługi/programowania elementu zabawki. W korzystnym wykonaniu wyświetlacz jest ciekłokrystaliczny i pokazuje ikony lub symbole o wyglądzie indywidualnie dobieranym, np. ikona jest widzialna, niewidzialna lub miga.

Za pomocą klawiszy zabawka jest programowana, a jednocześnie wyświetlacz dostarcza do użytkownika informację zwrotną o programie, który jest generowany lub wykonywany. Zostanie to opisane dokładniej poniżej. Ponieważ interfejs użytkownika zawiera ograniczoną liczbę elementów, tj. ograniczoną liczbę ikon i klawiszy, to zapewnia, że dziecko, które chce bawić się zabawką, szybko nauczy się jej obsługi.

Element zabawki zawiera również pamięć 117 w postaci pamięci RAM lub ROM. Pamięć 117 zawiera system operacyjny OS 118 do sterowania podstawowymi funkcjami mikroprocesora, układ sterowania programem PS 119 do sterowania wykonaniem określonych przez użytkownika programów, wiele reguł 120 zawierających specyficzne instrukcje dla mikroprocesora i program 121 w pamięci RAM, który wykorzystuje specyficzne reguły.

Reguły są zaprojektowane jako podprogramy wywoływane przez wywołanie funkcji. Jest to nazywane również pisaniem skryptów. Program, np. ustalony przez użytkownika, jest zaprojektowany jako kombinacja wywołań funkcji. Przy przesyłaniu programu do innego, sterowanego przez mikroprocesor elementu konstrukcyjnego zabawki, są przesyłane tylko wywołania funkcji, jeśli podprogramy są znane przez element konstrukcyjny zabawki, który odbiera program. Przesyłanie programu jest rozpoczynane po uruchomieniu kombinacji klawiszy lub po uaktywnieniu specjalnej ikony na wyświetlaczu 201.

W korzystnym wykonaniu element zabawki jest oparty na tak zwanym procesorze jednoukładowym, który zawiera wiele wejść i wyjść, pamięć i mikroprocesor w jednym układzie scalonym. W korzystnym wykonaniu element zabawki zawiera diody świecące, które wskazują kierunek obrotów dołączonych silników.

Fig. 2 przedstawia wyświetlacz 201 elementu zabawki, przeznaczony do obrazowania wielu specyficznych ikon i pokazany w stanie, w którym wszystkie ikony są widoczne.

Ikony są podzielone liniami poziomymi 202 i liniami pionowymi 203 na grupy 204, 205, 206, 207 i 208 ikon według ich funkcji.

Ikony są skonstruowane np. tak, żeby ilustrować możliwe schematy działań pojazdu. Pojazd jest skonstruowany np. przez połączenie elementu zabawki z dwoma silnikami, które napędzają zestaw kół z prawej strony i z lewej strony pojazdu. Pojazd jest więc wysterowany do poruszania się do przodu, do tyłu, w lewo lub w prawo. Ponadto pojazd zawiera przełączniki czułe na nacisk, służące do wykrywania kolizji i czujniki wrażliwe na światło.

Grupa 204 ikon zawiera ikony dla schematu ruchu na wprost i do przodu, schematu ruchu zygzakowatego do przodu, ruchu kołowego i ruchu, który powtarza dany schemat.

Schematy ruchu nie są warunkowane działaniem czujników, a zatem są bezwarunkowe.

Grupa 205 ikon zawiera pierwszą ikonę dla schematu ruchu, który jest zmieniany na przeciwny po napotkaniu przeszkody. Druga ikona przedstawia schemat ruchu na wprost i do przodu, gdzie ruch skierowany do przodu jest korygowany jedynie po wykryciu przeszkody. Trzecia ikona warunkuje rozpoczęcie schematu ruchu. Czwarta ikona zatrzymuje działający schemat ruchu po uaktywnieniu czujnika nacisku. Ikony w grupie 205 ikon reprezentują schematy ruchu, które są warunkowane przez czujniki nacisku.

Grupa 206 ikon zawiera ikony służące do rozpoczęcia schematu ruchu, który kieruje zabawkę w stronę światła o największym natężeniu i schematu ruchu, który przesuwa zabawkę w stronę światła o najmniejszym natężeniu. Natężenie światła jest mierzone za pomocą czujników czułych na światło. Ikony w grupie 206 ikon reprezentują schematy ruchu, które są warunkowane przez czujniki czułe na światło.

Grupa 207 ikon zawiera trzy identyczne ikony, które są wyświetlane w różnych kombinacjach, w celu wskazania stałej czasowej, z jaką schematy ruchu mają być wykonywane. Na przykład, schemat ruchu zygzakowatego jest modyfikowany przez stopniową zmianę czasu, jaki upływa przed zmianą kierunku. Stała czasowa jest równa np. 2 sekundy, 4 sekundy i 7 sekund.

Grupa 208 ikon zawiera ikony, które reprezentują efekty specjalne, obejmujące emisję różnych sygnałów dźwiękowych i świetlnych, łączonych opcjonalnie z uaktywnianiem schematów ruchu.

PL 194 621 B1

Ponieważ element zabawki zawiera element konstrukcyjny, który jest połączony z innymi elementami konstrukcyjnymi, jest szczególnie łatwo zrealizować funkcje, które widać na ikonach, przez zbudowanie struktury ze standardowymi elementami.

Wyświetlacz jest np. ciekłokrystaliczny, wykonany z diod świecących lub jest innego typu. Wyświetlacz jest ponadto przystosowany do pokazywania różnych postaci wiadomości tekstowych. Ikony występują również w postaci tekstu.

Fig. 3a przedstawia pierwszy wykres mechanizmu zmiany stanów wizualnego programowania elementu zabawki. Mechanizm zmiany stanów jest wykonywany jako program przez mikroprocesor 102. Gdy mechanizm zmiany stanów nie realizuje programu ustalonego przez użytkownika i gdy element zabawki został włączony, uruchomienie klawisza 115 wyboru z fig. 1 powoduje wybranie następnej grupy ikon. To, że grupa ikon jest wybrana, pokazuje się przez powodowanie migania jednej lub wszystkich ikon w danej grupie. Pokazany mechanizm zmiany stanów zawiera trzy stany 301, 302 i 303 odpowiadające wybieraniu jednej z trzech różnych grup ikon.

Mechanizm zmiany stanów zmienia stany, gdy jest uaktywniany klawisz 115 wyboru lub klawisz 113 przesunięcia. Gdy jest uruchamiany klawisz 115 wyboru, to ma miejsce przełączanie między stanami 301,302 i 303. Gdy jest uruchamiany klawisz 113 przesunięcia, mechanizm zmiany stanów kontynuuje działanie z innym zespołem stanów, jak pokazano na fig. 3b.

W programie pokazano trzy stany odpowiadające trzem grupom ikon na wyświetlaczu 201, aby wykres był bardziej zrozumiały. W praktyce występuje liczba stanów, odpowiadająca liczbie grup ikon na wyświetlaczu. Ponadto występuje stan odpowiadający przesyłaniu programów.

Fig. 3b przedstawia drugi wykres mechanizmu zmiany stanów wizualnego programowania elementu zabawki. Mechanizm zmiany stanów przyjmuje te stany, gdy jest uruchamiany klawisz 113 przesunięcia z fig. 1. Przyjęto, że została wybrana dana grupa ikon. Gdy klawisz 113 przesunięcia jest uruchomiany, mechanizm zmiany stanów przyjmuje stan 304, w którym pierwsza ikona w wybranej grupie jest uaktywniona, a inne ikony w tej samej grupie nie są pokazane.

Jeśli klawisz 115 wyboru jest uruchomiony, mechanizm zmiany stanów przyjmuje stan 305, w którym jest wybrana reguła 1. Reguła 1 odpowiada zbiorowi instrukcji dla mikroprocesora 102, który wykonuje schemat ruchu, jak pokazano na ikonie 1. Następnie mechanizm zmiany stanów przyjmuje stan 306, w którym jest wybrana inna grupa ikon w celu wybrania ikony w tej grupie.

Natomiast, jeśli klawisz 113 przesunięcia jest wybrany w stanie 304, mechanizm zmiany stanów przyjmuje stan 307, w którym na wyświetlaczu jest pokazana ikona 2, a inne ikony w tej samej grupie nie są pokazane. Podobnie, jak w stanie 304, możliwe jest w stanie 307 wybranie reguły odpowiadającej ikonie przez uruchomienie klawisza 115 wyboru, po czym mechanizm zmiany stanów przyjmuje stan 308 w celu wybrania reguły 2. Następnie, w stanie 309 jest wybierana następna grupa ikon.

Ikona 3 jest wyświetlana w stanie 310 przez uruchomienie klawisza 113 przesunięcia. Reguła 3 jest wybrana przez uruchomienie klawisza 115 wyboru, w wyniku czego zostaje wybrana inna grupa. Kolejne uruchomienie klawisza 113 przesunięcia w stanie 310 powoduje, że wszystkie ikony w grupie zostaną pokazane, a następnie ikony w grupie są pokazywane indywidualnie, jak opisano powyżej. W stanach 306, 309 i 312 uruchomienie klawisza 113 przesunięcia powoduje, że mechanizm zmiany stanów przyjmuje jeden ze stanów 302 lub 303 lub 301.

Możliwe jest również nie wybranie reguły w jednej lub więcej grupach. W innych wykonaniach wybiera się kilka reguł w tej samej grupie.

Wykres ten odpowiada wyświetlaczowi z trzema ikonami w każdej grupie, aby był zrozumiały. W praktyce liczba stanów odpowiada liczbie ikon w danej grupie. Ogólnie, uruchomienie klawisza 114 powoduje, że jest przyjmowany stan, w którym program jest wykonywany, niezależnie od liczby wybranych reguł. Zatem nie jest konieczne pytanie użytkownika, czy program jest gotowy, czy nie. Można przejść do żądanej grupy ikon w celu zmiany reguły w ustalonym przez użytkownika programie, zawierającym kilka reguł.

W wybranym stanie mechanizmu zmiany stanów zostaje przesłany określony program.

Fig. 3c przedstawia program przerywania działania mechanizmu zmiany stanów, który pokazuje, jak mechanizm zmiany stanów w stanie 314, po uruchomieniu klawisza 116 przerwania zapisuje reprezentację stanu T, w którym mikroprocesor/mechanizm zmiany stanów znajduje się. Możliwe jest zatem podjęcie przerwanego nagle programu bez konieczności rozpoczynania od początku. Element zabawki jest wyłączany w stanie 315.

Fig. 3d przedstawia wykres uruchamiania mechanizmu zmiany stanów. Program przedstawia, jak mechanizm zmiany stanów, po uruchomieniu klawisza 116 startu ustawia element zabawki

PL 194 621 B1 w stanie 316. Poprzednio zapamiętana reprezentacja stanu T jest odtwarzana w stanie 317. W stanie

318 są pokazane ikony reprezentujące stan T. W stanie 319 są wybierane ikony w grupie 1, a następnie mechanizm zmiany stanów jest gotowy do działania opisanego odnośnie fig. 3a, 3b i 3c.

Użytkownik programuje więc element zabawki w prosty sposób, w celu wykonywania programów, które zawierają łączenie określonej liczby poszczególnych reguł. Mechanizm zmiany stanów opisany powyżej jest realizowany w bardzo zwarty sposób. Wymyślne i określone przez użytkownika funkcje są wykonywane w efekcie prostego dialogu z użytkownikiem.

W stanach, w których jest wybierana reguła, to jest w stanach 305, 308 i 311, układ sterowania programem PS 119 z fig. 1 wykonuje szereg operacji, generując określony przez użytkownika program, który jest wykonywany przez mikroprocesor 102.

Określony przez użytkownika program jest generowany przez zapisywanie w pamięci 121 odniesienia, czyli wskaźnika, który dotyczy reguły zapisanej w pamięci 120.

Gdy jest wybranych kilka reguł w celu wprowadzenia do tego samego, określonego przez użytkownika programu, lista odniesień do reguł w pamięci 120 jest zapisywana w pamięci 121. Określony przez użytkownika program zawiera wiec jedną lub więcej reguł.

W innym przypadku określony przez użytkownika program jest tworzony przez wykonanie kopii każdej z wybranych reguł w pamięci 120 i wstawienie kopii do pamięci 121, a pamięć 121 będzie w ten sposób zawierała kompletny program. Ponadto określony przez użytkownika program jest generowany jako kombinacja odniesień do reguł i instrukcji dla mikroprocesora 102.

Każda reguła zwykle zawiera zbiór instrukcji, które są traktowane jak podprogram, funkcja lub procedura. Reguła może również zawierać po prostu modyfikację parametru, np. parametru, który wskazuje prędkość dołączonego silnika lub wartość stałej czasowej.

W korzystnym wykonaniu wynalazku dane działanie jest przeprowadzane, gdy mechanizm zmiany stanów przechodzi od pierwszego stanu do drugiego stanu. Działanie obejmuje np. sygnalizowanie użytkownikowi za pomocą dźwięku i/lub światła, wskazujące stan lub rodzaj stanu, który przyjął element zabawki.

Fig. 4 przedstawia równoległe i sekwencyjne wykonywanie programów. Gdy określony przez użytkownika program jest generowany, reguły są wykonywane jako sekwencja reguł, przy równoległym wykonaniu programu lub przy kombinacji sekwencyjnego i równoległego wykonania programu.

Przykładem dwu reguł wykonywanych równolegle jest pierwsza reguła, w której pojazd szuka światła i druga reguła, w której pojazd zmienia kierunek ruchu, gdy wykryje przeszkodę.

Przykładem dwu reguł wykonywanych sekwencyjnie jest pierwsza reguła, w której pojazd porusza się prosto przed siebie i druga reguła, w której pojazd porusza się ruchem kołowym.

Reguły R1 401, R2 402, R3 406, R4 405, R5 403 i R6 404 stanowią natomiast przykład kombinacji sekwencyjnego i równoległego wykonywania programu.

Gdy reguły są wykonywane jako podprogramy równolegle lub w postaci podziału czasu miedzy podprogramami, reaguje się na sytuacje, w których kilka reguł chce uzyskać dostęp do zasobów w postaci np. silnika. W korzystnym wykonaniu taka sytuacja jest uwzględniona przez przypisanie wartości priorytetu do każdej reguły, która może zostać wybrana. Na przykład, reguły w tej samej grupie ikon na wyświetlaczu otrzymują tę samą wartość priorytetu. Gdy system operacyjny 118 wykryje, że dwie reguły lub podprogramy chcą uzyskać dostęp do zasobu w tym samym czasie, reguła o niższym priorytecie jest przerywana lub zatrzymywana. Reguła o wyższym priorytecie jest dopuszczana do użycia zasobu. Jeśli może zostać wybrana tylko jedna reguła z danej grupy ikon, uzyskuje się w ten sposób unikalne i przewidywalne wykonanie programów określonych przez użytkownika.

Fig. 5 przedstawia pierwszy element 501 zabawki i drugi element 502 zabawki, przy czym pierwszy element 501 zabawki przesyła programy do drugiego elementu 502 zabawki.

Pierwszy element 501 zabawki zawiera pierwszy mikroprocesor 507, pierwszy moduł wejść/wyjść 510, pierwszą pamięć 509 i interfejs 508 użytkownika. Pierwszy element 501 zabawki zawiera pierwszy układ dwukierunkowej komunikacji 506 do komunikacji przez pierwszy nadajnik/odbiornik 505 w podczerwieni lub do komunikacji za pomocą źródła światła/detektora światła 504 do emitowania i wykrywania światła widzialnego.

Drugi element 502 zabawki zawiera drugi mikroprocesor 514, drugi moduł wejść/wyjść 515 i drugą pamięć 516. Drugi element zabawki 502 zawiera drugi układ komunikacyjny 513 do komunikacji przez nadajnik/odbiornik 512 w podczerwieni lub do komunikacji za pomocą źródła światła/detektora światła 511 do emitowania i wykrywania światła widzialnego.

PL 194 621 B1

W korzystnym wykonaniu pierwszy element 501 zabawki zarówno nadaje, jak i odbiera dane, podczas gdy drugi element 502 zabawki tylko odbiera dane.

Dane są przesyłane jako światło widzialne przez światłowód 503. W innym przypadku dane są przesyłane, jako światło w zakresie podczerwieni 517 i 518. Dane występują np. w postaci kodów, które wskazują określone instrukcje i związane z nimi parametry interpretowane przez mikroprocesory 507 i/lub 514. Dane występują też w postaci kodów, które odnoszą się do podprogramu lub reguły zapisanej w pamięci 516.

Moduły wejść/wyjść 510 i 515 są połączone z układami elektronicznymi, np. silnikami w celu sterowania nimi.

Moduły wejść/wyjść 510 i 515 są połączone również np. z czujnikami elektronicznymi, tak że układy są sterowane zależnie od odbieranych sygnałów.

W korzystnym wykonaniu światłowód 503 jest zaprojektowany tak, że część światła widzialnego, przesyłana światłowodem wydostaje się z niego. Możliwe jest zatem bezpośrednie obserwowanie transmisji przez użytkownika, który widzi, kiedy komunikacja rozpoczyna się i kiedy kończy się.

Światło przesyłane przez światłowód przekazuje dane z określoną szybkością przesyłania danych, jako zmianę natężenia światła. Dane są przesyłane tak, że użytkownik obserwuje poszczególne zmiany poziomu natężenia światła podczas transmisji, przy małej szybkości przesyłania danych, lub jedynie widzi, czy transmisja ma miejsce, przy dużej szybkości przesyłania danych.

Zwykle jest niepożądane, aby część światła przesyłana przez światłowód wydostawała się z niego, lecz w przypadku komunikacji miedzy dwoma elementami zabawki jest to pożądany efekt, ponieważ umożliwia obserwowanie komunikacji w bardzo intuicyjny sposób.

Część światła wydostaje się ze światłowodu przez wprowadzenie zanieczyszczeń do płaszcza światłowodu lub przez wykonanie mechanicznych nacięć lub wzorów na światłowodzie. Część światła, jaka powinna wydostawać się ze światłowodu, jest również dobierana przez regulowanie stosunku współczynników załamania światła w rdzeniu i w płaszczu światłowodu.

Poniżej zostanie opisane, jak program jest odbierany w elemencie 502 zabawki, który znajduje się w stanie R = P.

Fig. 6 przedstawia algorytm zapisu kroków programu, który pokazuje, jak użytkownik zapisuje własne reguły przenoszone z zewnętrznego urządzenia, np. z drugiego elementu 502 zabawki lub z komputera osobistego. W tym przykładzie wykonania są przesyłane tylko odniesienia do reguł zapisanych w elemencie zabawki. Zmniejsza to potrzebną szerokość pasma do komunikacji miedzy elementami zabawki. W kroku 602 jest wykrywane, czy sygnały zapisu są odebrane z urządzenia zewnętrznego. Jeśli tak, to w kroku 603 jest sprawdzane, czy sygnały zapisu są ważne. Jeśli sygnały nie są ważne, w kroku 604 jest generowany dźwięk wskazujący błąd. Jeśli sygnały są ważne, jest sprawdzane, czy sygnały powinny być interpretowane jako polecenia do wykonania natychmiast lub czy sygnały powinny być interpretowane jako polecenia do zapisania, przewidując ich późniejsze wykonanie. Jeśli polecenia powinny zostać wykonane natychmiast, jest to realizowane w kroku 606, a następnie program powraca do kroku 602. Jeśli polecenia powinny zostać zapisane, w kroku 607 jest generowany dźwięk potwierdzający i w kroku 608 polecenie jest zapisywane jako krok programu w pamięci 609.

Przykładem polecenia, które powinno zostać wykonane natychmiast, jest polecenie wykonania poleceń zapisanych w pamięci 609.

W innym przykładzie wykonania własne reguły użytkownika są tworzone przez wykonanie kombinacji istniejących reguł bez wykorzystywania zewnętrznego urządzenia.

Przykłady możliwych działań kilku programów opartych na regułach R1 - R7 są podane poniżej.

Reguła 1:

1) Przerwa przez 1 sekundę.

2) Emitowana jest sekwencja dźwięków - sygnał akustyczny początku działania.

3) Przerwa przez 0,5 sekundy.

4) Emitowana jest sekwencja dźwięków - sygnał akustyczny ruchu wstecznego.

5) Silnik obraca się wstecz przez 5 sekund.

6) Silnik zatrzymuje się.

7) Punkty 3-6 są powtarzane dwukrotnie, w sumie 3 razy.

8) Reguła jest kończona.

PL 194 621 B1

Reguła 2:

9) Przerwa przez 1 sekundę.

10) Emitowana jest sekwencja dźwięków - sygnał akustyczny początku działania.

11) Przerwa przez 0,5 sekundy.

12) Emitowana jest sekwencja dźwięków - sygnał akustyczny ruchu wstecz.

13) Silnik obraca się wstecz przez 5 sekund.

14) Silnik zatrzymuje się.

15) Przerwa przez 0,5 sekundy.

16) Emitowana jest sekwencja dźwięków - sygnał akustyczny ruchu do przodu.

17) Silnik obraca się w przód przez 5 sekund.

18) Silnik zatrzymuje się.

19) Punkty 3 - 10 są powtarzane dwukrotnie, w sumie 3 razy.

20) Reguła jest kończona.

Reguła 3:

1) Przerwa przez 1 sekundę.

2) Emitowana jest sekwencja dźwięków - sygnał akustyczny kalibracji.

3) Emitowana jest sekwencja dźwięków - sygnał akustyczny początku działania.

4) Emitowana jest sekwencja dźwięków - sygnał akustyczny ruchu wstecz.

5) Silnik obraca się wstecz przez maksymalnie 7 sekund.

6) Jeśli zostanie wykryte światło przez upływem 7 sekund w punkcie 5:

- Silnik zatrzymuje się.

- Emitowana jest sekwencja dźwięków ruchu do przodu.

- Silnik obraca się do przodu tak długo, jak długo jest wykrywane światło.

Jeśli światło zniknie:

i Silnik zatrzymuje się po 0,5 sekundy.

Ii Jeśli światło pojawi się ponownie w ciągu 2 sekund, silnik zostanie uruchomiony ponownie. iii Jeśli światło nie pojawi się przed upływem dwóch sekund, wówczas silnik pozostanie wyłączony.

7) Puukty4-6 sąppwtarzznetak długg, j ak dtagoświatło j estwykk/waneprzzeuptywem 7 sekund, przy czym są podejmowane 3 próby bez światła.

8) Silnik zostaje zatrzymany.

9) Reguła jest kończona.

Przykład z praktyki użytkownika:

- model jest tak skonstruowany, że gdy jest napędzany wstecz, wówczas model obraca się, a gdy jest napędzany w przód, porusza się wprost przed siebie. Reguła nadaje w ten sposób wiązce światła funkcję szukania;

- kiedy użytkownik oświetli model, model ruszy w kierunku użytkownika.

Fig. 7 przedstawia program wybierania podgrupy kroków programu z grupy kroków programu w reakcji na wybór działania, który jest realizowany np. przez uruchomienie przełącznika 111. Algorytm rozpoczyna się w kroku 700. Następnie jest wybierana podgrupa kroków programu, nazywana również regułą. W kroku 701 reguła R jest wybierana ze zbioru określonych reguł R1 - R7 w postaci programów opartych na regułach zapisanych w pamięci 110. W kroku 702 jest podejmowana decyzja, czy wybrana reguła jest R = R1. Jeśli tak, to w kroku 703 jest wykonywany program oparty na regule R1. Jeżeli nie, jest sprawdzane, czy została wybrana reguła R = R2. Odpowiednio w krokach 704, 706 i 708 jest podejmowana decyzja, czy wybraną regułą jest reguła 2, 3 lub 7 i w krokach 705, 707 lub 709 są wykonywane programy oparte na danej regule. Możliwe jest więc wybranie jednej z kilku określonych reguł, które są np. ustalone przez wytwórcę elementu zabawki. Możliwe jest także zapisanie określonych przez użytkownika reguł przez łączenie ustalonych reguł.

Fig. 8 przedstawia strukturę zabawki, zawierającą element konstrukcyjny 801 sterowany przez mikroprocesor według wynalazku, połączony ze znanymi elementami konstrukcyjnymi zabawki, mianowicie na górze struktury 805 z elementami konstrukcyjnymi i dwoma silnikami (nie pokazanymi). Silniki napędzają koła po każdej stronie pojazdu, przy czym jest widoczne tylko koło 802 z jednej strony struktury zabawki. Koła są napędzane przez wał 804, który jest połączony z silnikiem kołami zębatymi 803.

PL 194 621 B1

Silniki są połączone elektrycznie z elementami konstrukcyjnymi 801 zabawki za pomocą przewodów 815.

Struktura zabawki ma ponadto dwa ruchome ramiona 806, które są przymocowane zawiasowo do łożyska 807 tak, że ramiona 806, gdy są obrócone zawiasowo, oddziałują na zespół przełączników 808 połączonych elektrycznie z elementem konstrukcyjnym 801 zabawki za pomocą przewodów 809.

Element konstrukcyjny 801 zabawki jest sterowany klawiszami 813. Wyświetlacz 812 pokazuje informacje, jak opisano powyżej odnośnie fig. 2. Element konstrukcyjny 801 zabawki ma zespół elektrycznych styków 810 i 811, z którymi przewody 809 i 815 są połączone w celu odbierania sygnałów i emitowania sygnałów.

W wyniku zaprogramowania elementu konstrukcyjnego 801 zabawki pojazd omija przeszkody, które oddziałują na ramiona 806.

Claims (12)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Próg ra mowa na zabawka zawierająca środki łączności w tym sterowany przez mikroprocesor element konstrukcyjny zabawki, zawierający mikroprocesor do wykonywania poleceń w postaci programu zapisanego w pamięci, zawierającej podprogramy uaktywniane indywidualnie przez ustalenie listy wywołań podprogramów, i środki łączące z elementami konstrukcyjnymi, przesuwanymi przez środki napędowe, sterowane zgodnie z instrukcjami, znamienna tym, że zawiera pierwszy element (501) zabawki zawierający pierwszy układ dwukierunkowej komunikacji (506) do komunikacji przez pierwszy nadajnik/odbiornik (505) z drugim elementem (502) zabawki, zawierającym drugi układ komunikacji (513) do komunikacji przez drugi nadajnik/odbiornik (512), który jest dołączony do drugiego mikroprocesora (514) i drugiej pamięci (516), do transmisji wykazu wywołań podprogramów do drugiego elementu (502) zabawki.
2. 2. Próg ra mowa na zabawka według zas^z. 1, znamienna tym, że pierwszy element (5011 zabawki zawiera pierwsze źródło światła/detektor światła (504) do komunikacji z drugim źródłem światła/detektorem światła (511) w drugim elemencie (502) zabawki dla emitowania i wykrywania światła widzialnego.
3. 3. Próg ra mowa na za bawka według zas^z. 1 albo 2, znamienna tym, że zawiera wyświeHacz (104, 508) do pokazywania wielu ikon (204, 205, 206, 207, 208) reprezentujących instrukcje dla mikroprocesora (102, 507).
4. 4. Próg ra mowa naza bawka wedługzassrz. 1 albo 2, znamienna tym, że ste-owaneśrodki napędowe są sprzężone z czujnikami dołączonymi do elementu zabawki.
5. 5. Programowanazabawka wedługzastrz. ł albo 2, tym, że zawiera pierwszynadajnik/odbiornik (505) do bezprzewodowego odbioru instrukcji.
6. 6. Programowanazabawka wedługzass-z. ł albo 2, tym, że zawiera pi^rr/^^^yyn^dajnik/odbiornik (505) do odbioru sygnałów w podczerwieni.
7. 7. Programowana zabawkawedług zas^z. ł albo 2, znamiennatym, że zawiera kiawia-urędo ręcznego wprowadzania instrukcji.
8. 8. Programowana zabawka według zass^. 1 albo 2, znamienna tym, że zawiera pierwszy nadajnik/odbiornik (505) do bezprzewodowego nadawania instrukcji do drugiego elementu (502) zabawki.
9. 9. Programowana za bawkawedług zas^z. ł albo 2, znamiennatym, że zawiera ρΐβη/ϋζβ źródło światła/detektor światła (504) do przesyłania wywołań funkcji przez światłowód (503).
10. 10. Programowana zabawka według zas^z. 1 albo 2, tym, że zawiera wydłużony światłowód (503) do przesyłania światła widzialnego w kierunku wzdłużnym, z wydostawaniem się części przesyłanego światła przez ścianki światłowodu (503).
11. 11. P rog ramowana zabawka według zasPz. 1 albo 2, tyirn, że zawiera st:erowane przez mikroprocesory, pierwszy element (501) zabawki i drugi element (502) zabawki, przy czym drugi element (502) zabawki zawiera drugą pamięć (516) z podprogramami R1, R2,..., R6 uaktywnianymi indywidualnie przez odbiór wywołań podprogramów z pierwszego elementu (501) zabawki.
12. 12. Programowana zabawka wedługzastrz. 11, znamienna tym, że sserowany przez mikroprocesor pierwszy element (501) zabawki zawiera interfejs (508) użytkownika do wykonywania programu i sterowany przez mikroprocesor drugi element (502) zabawki zawiera środki uaktywniania jednego z kilku programów.