Демосцена в контексте демо/интро обычно ассоциируется с программами. Это верно даже для большинства работ в наиболее «отмороженной» номинации Wild demo, о которой я писал в прошлой статье. Однако, до появления микропроцессоров и повсеместного распространения цифровых решений, была целая эпоха, когда никого не удивляло, что изображения и даже анимационные эффекты создавались при помощи электронных схем не содержавших процессора и, соответственно, программы. В этом году мы добавили на Chaos Constructions конкурс на эту тему и данной статьей хотелось бы подсказать потенциальным авторам несколько направлений «на подумать».

Для начала, правила. Конкурс называется «Hardware demo»:

Принимаются самодельные электронные устройства, формирующие на экране аналогового осциллографа интересное статическое или динамическое изображение.

Мы подключим ваше устройство к X и Y каналам осциллографа, запишем видео и покажем его на большом экране. Как и по другим конкурсам, победитель будет определён голосованием присутствующих на фестивале.

Ограничения: нельзя использовать микропроцессоры и микроконтроллеры, FPGA, ОЗУ, ПЗУ.

Почему такие ограничения? Смысл в том, чтобы люди не использовали прошивку с сигналом заранее сгенерённым на компьютере — oscillofun и пр., а сами попытались придумать, как получить изображение аппаратно. То есть это не запрет на цифровые схемы — отдельные триггеры, регистры, счётчики и т. п. использовать, разумеется, можно (если есть сомнения, всегда можно нас спросить).

По той же причине допускаются только электронные, а не электромеханические, устройства. Опять же, чтобы исключить заранее записанный (скажем, на магнитофон) сигнал.

Теперь, когда с правилами и ограничениями прояснили, можно обсудить, какие же возможности получить картинку или изображения остались. Первое, что приходит в голову — конечно получение фигур Лиссажу подачей разных синусоид на оба канала осциллографа. Но это элементарно и не очень интересно — ведь в мире сигналов бывают не только гармонические колебания. Можно для начала взять функциональный генератор и поиграться с разными формами сигнала и их фазой. Например ступеньки дадут вот такое:

Хотя луч нигде не гасится (вход Z не используется), точки вполне себе отдельные, поскольку в ступеньках сигнал изменяется так быстро (и, соответственно, луч перемещается так быстро) что люминофор не успевает начать светиться.
Можно предположить, что схема из, скажем, счётчиков/регистров и R-2R ЦАП-а из горстки резистров даст уже что-то любопытное.

Альтернативно можно взять несколько генераторов (например, XR2206), промодулировать одним другой и поиграться формой, частотой, фазой сигналов. Вообще, это именно демосценерский подход, когда по ходу дела что-то допиливается, в надежде получить интересный эффект. И нередко такой эффект получается непреднамеренно.

Есть и другой путь - вот что можно получить на двух транзисторах, нескольких конденсаторах и индуктивностях:

Это генератор хаотических колебаний. Взависимости от параметров компонентов, даёт вот такие красивые картинки:

А вот простая схема на NE556 (два генератора) реализует симпатичный эффект полёта в космосе:

Эта схема на двух NE555 изображает отражающийся от «стенок» экрана мячик (здесь, правда, используется ещё и вход Z осциллографа, но это явно можно решить):

Ну и наконец часы показывающие цифры, состоящие из фрагментов фигур Лиссажу. Фрагменты полностью формируются аналоговыми схемами, правда для позиционирования их относительно друг друга (и, собственно, подсчёта времени) используется простой микроконтроллер.

Да, обзор возможных подходов к решению задачи конечно будет неполным без упоминания игры Pong на нескольких простых аналоговых и цифровых микросхемах.

В целом хотелось продемонстрировать, что сравнительно несложными чисто аппаратными средствами можно добиться довольно интересных эффектов, причём в плане экспериментов здесь поле непаханное - судя по всему, мало кто занимался подобным.

Напомню, что Chaos Constructions пройдёт 23-24 августа в Питере (ДК Кирова). Вход свободный и бесплатный, регистрация не требуется.