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 Was sind Analoge Signale und was nutzen sie uns

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aleparad
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BeitragThema: Was sind Analoge Signale und was nutzen sie uns   Mi Jun 04, 2014 5:50 am

In LittleBigPlanet basiert jede Schaltung auf sog. analogen Signalen. Diese haben eine Stärke, welche einen festgelegten Bereich beschreiten kann. Die Stärke kann allerdings nicht wie im echten Leben durch eine feste Maßeinheit (beispielsweise Volt) angegeben werden, da diese Maßeinheiten keine Grenze nach oben haben.

Bei Schaltungen unterscheidet man allgemein zwischen den Zuständen An und Aus. Man legt fest, dass bei einem Prozessor eine Spannung von 3-5 Volt als "An" gild, 0 Volt gelten als "Aus".
Diese Einteilung trifft schnell auf ihre Grenzen, wenn man sich beispielsweise eine dimmbare Lampe ansieht. Sie kennt den Zustand "Aus" (also kein Licht, Dimmer lässt nichts vom Strom durch) und auch "An" (Licht aus allen Rohren, Dimmer lässt Alles an Strom durch). Dabei wird spezifisch festgelegt, wie groß "Alles" sein darf (die Lampe sollte sich nicht in eine Blitzmaschine verwandeln). Diese Grenze legen andere Menschen fest, uns interessiert sie nicht. Sagen wir zur Vereinfachung, dass im Sockel der dimmbaren Stehlampe eine Art Stromventil ist, das nur so viel durchlässt, wie die Glühbirne verträgt.
Halten wir fest: Wir haben ein Ventil, welches immer eine maximale Strommenge durchlässt und dahinter sitzt ein Dimmer, der den gesamten Strom vom Ventil durchlassen kann oder eben nicht. Er lässt also 0% (Keine von 100 "Stromteilchen") oder 100% (100 von 100 "Stromteilchen") durch.

Das kann ein Schalter genauso.
Ein Dimmer besitzt jetzt aber die Fähigkeit, einer gewissen Anzahl der 100er Grüppchen Stromteilchen nicht durch zu lassen. Man kann ihm sagen, dass er jedem zweiten Teilchen eine Absage erteilen muss, sodass von dem 100er Grüppchen nur 50 durchkommen. 50 von 100 sind genau die Hälfte also 50%. So sagt man, dass hinter dem Dimmer der Strom, der maximal machbar wäre, nur zu 50% erreicht wird. Hinter dem Dimmer hat das Kabel also auf Schaltungern bezogen eine Signalstärke von 50%.
Ebenso kann man dem Dimmer jede andere Anzahl nennen (5 von 100 bleiben draußen -> 95% Signalstärke kommt durch).

Diesen Dimmer gibt es auch in LittleBigPlanets Schaltungen. Es sind die Sensoren, die Controller Trigger und Sticks, die Batterien und so weiter. Sie lassen von dem maximal möglichen Signal auch nur einen bestimmten Anteil durch. Wenn man den Stick zu einem Viertel drückt, lässt er auch nur 25 von 100 "Signalteilchen" durch. Wenn man ans Ende dieser Leitung nun eine Lampe setzt, leuchtet diese zu 25% auf. Wenn man einen Beweger ans Ende setzt (hier ist auf die Option Geschwindigkeits- bzw Kraftskala zu achten), so wird er nur mit 25% seiner Geschwindigkeit/Kraft reisen. Ein Motorbolzen wird sich nur mit 25% seiner Umdrehungszahl drehen und so weiter.


Um die Stärke dieser Signale sichtbar zu machen (man sieht nur, ob die Leitung auf dem Chip hell oder dunkel ist; dies sagt allerdings nicht viel aus) kann man sich eines netten Tricks bedienen.

Man setzt einen Timer auf 0,1 als Laufdauer und wählt die Eingabeoption "Geschwindigkeit". In Verbindung mit dem Richtungskombinierer entstehl folgende Situation: Wenn der Kombinierer ein positives Signal ausgibt, steigt der Füllstand proportional dazu an. Bei negativem Signal sinkt er.
Durch die Rückführung der Ausgabe des Timers zum negativ eingang des Kombinierers wird der Wert des Timers von der Eingabe abgezogen.
Wenn der Timer also nun auf 0 steht und auch 0% ausgibt und dann ein Signal von 80% von der Batterie kommt, wird der Kombinierer 80-0=80 ausgeben. Der Timer füllt sich mit 80% der möglichen Füllgeschwindigkeit. Dadurch wird seine Ausgabe größer, sagen wir im nächsten Schritt ist sie 50%.
Am Kombinierer liegen 80-50=30% an, sodass der Timer noch steigt, aber langsam.
Dieser organg läuft so lange, bis der Wert im Timer sich exakt an den Wert der Batterie angegliedert hat. Wenn der Timer weniger als die Batterie anzeigt, sagt der Kombinierer ihm, dass er ein wenig steigen soll. Je näher der Timer kommt, desto langsamer steigt er, bis er bei 80 letztendlich anhält.
Sinkt der Batteriewert nun aber auf 60 so gibt der Kombinierer 60-80=-20 aus.Das negative Signal sagt dem Timer, er soll sinken und auch dies tut er, bis er letztendlich bei 60 angekommen ist. Durch dieses simple Prinzip zeigt der Balken mit seinem Stand immer die Stärke des verbundenen Signals an.
Schließt man einen Controller-Trigger oder ähnliches an, so kann man den Balken direkt bewegen und sehen, wie stark der Trigger gedrückt ist.

So kann man zum glück die abstrakten Signale sichtbar machen und hat stets deren grobe Stärke im Überblick. Mit einem anderen Gerät von mir kann man die Signalstärke bis auf 1 von 10000 (also auf 0,01%) bestimmen, aber dies passt hier nicht hin Smile

Das wars soweit von mir, über Anmerkungen und Ideen bin ich stets erfreut.

Viele Grüße Alex

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CuriousSack
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BeitragThema: Re: Was sind Analoge Signale und was nutzen sie uns   Mi Jun 04, 2014 6:15 am

Wow Alex, ich hab sowas noch nie so gut verständlich und anschaulich erklärt gekriegt, das nenn ich mal ein wirklich gelungenes Tutorial! Ganz große Klasse! Dafür bin ich Dir unendlich dankbar! Smile

Liebe Grüße, Jürgen^^

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LaytonsLehrling
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BeitragThema: Re: Was sind Analoge Signale und was nutzen sie uns   Do Jun 05, 2014 6:56 am

Eine der wenigen Dinge, welche ich bereits wusste, bevor du sie hier gepostet hast ^^
... Stromteilchen xD
Ist aber wirklich sehr gut erklärt, hätte es nichtmal ansatzweise so gut erklären können -> top!"
Besonders gefällt mir die "Substitution" Stromteilchen xD

//Edit//

Kann man da Substitution sagen? Eigentlich ersetzt man beim Substituieren ja mehrere Parameter oder Variabeln. Ich glaube Substitutuion passt hier nicht. Man ersetzt ja auch nicht "x" durch "z"...
Bsp.: f(x)= sin(x) - da ersetzt man "x" ja dann auch nicht...

Oh man ich hab keine Hobbies xD
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aleparad
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BeitragThema: Re: Was sind Analoge Signale und was nutzen sie uns   Do Jun 05, 2014 7:12 am

Ich kenne Substitution nur so, dass man sagt f(x) = 5x^4 + 3x² zu f(z) = 5z² + 3z. Also wird x² immer durch z ersetzt.

Nennen wir es einfach Veranschaulichung Smile
Es freut mich sehr zu hören, dass Euch diese Sachen gefallen und es ist auf jeden Fall eine riesige Motivation weiterzumachen damit Smile

Grüße Alex

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SenneChuChi
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BeitragThema: Re: Was sind Analoge Signale und was nutzen sie uns   Do Jun 05, 2014 7:14 am

versteh ich nicht mal  confused 
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LaytonsLehrling
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BeitragThema: Re: Was sind Analoge Signale und was nutzen sie uns   Do Jun 05, 2014 7:22 am

Das ist eine Art der Anwendung. Bleibt man bei den trigonometrischen Funktionen und will (was weiß ich) z.B die Nullstellen oder sowas errechnen, nutzt man es so:

f(x)= sin 3x - mal ganz einfach Wink
0= sin 3x - kann man nicht lösen, ersetzen von "3x" durch beliebige Variabel "z"
z= 3x - man setzt ein
0= z - Nullstellen einer normalen Sinusfkt. liegen bei +/- 2Pi; +/- Pi, 0 usw. -> einsetzen
z.B. 2Pi = 3x - leicht zu lösen
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