一、激光信號(hào)接收靶的控制原理
把胸環(huán)靶按彈著點(diǎn)位置分為若干個(gè)區(qū)域。
胸環(huán)靶有5 ～ 10環(huán)的6種環(huán)數(shù)，靶面共分為8個(gè)(0 ～ 7)區(qū)域，區(qū)域劃分得越細(xì)，顯示彈著點(diǎn)的位置越精確。胸環(huán)靶所有激光接收器件分成34個(gè)區(qū)域，胸環(huán)靶每個(gè)區(qū)域內(nèi)有若干個(gè)光電接收器件相并聯(lián)，器件間距不大于胸環(huán)靶接收的激光點(diǎn)直徑，胸環(huán)靶每個(gè)區(qū)激光接收器件可分別產(chǎn)生1個(gè)區(qū)信號(hào)和1個(gè)環(huán)信號(hào)。34個(gè)區(qū)域接收到的激光信號(hào)經(jīng)過邏輯電路變換成8路區(qū)信號(hào)和6路環(huán)信號(hào)邏輯輸出。當(dāng)胸環(huán)靶某個(gè)區(qū)接收到激光信號(hào)時(shí)，通過數(shù)字邏輯電路產(chǎn)生出相應(yīng)的區(qū)、環(huán)信號(hào)，然后送往聲光顯示靶進(jìn)行處理。
電氣原理圖邏輯關(guān)系表達(dá)式為：
X = A0 + A1 + A2 + A3 + A4 + A5 + A6 + A7
Y = A0 + B0 + C0 + D0 + E0
Z = A7 + B7 + C7 + D7 + E7
式中：X為9環(huán)信號(hào)輸出端，當(dāng)IC1(8輸入端或非門)任一輸入端有效時(shí)(高電平有效)，9環(huán)輸出X端有效(低電平有效)。A0 ～ A7分別對(duì)應(yīng)0 ～ 7區(qū)的9環(huán)激光檢測(cè)輸入信號(hào)。Y為0區(qū)的區(qū)選信號(hào)輸出端，當(dāng)0區(qū)任一信號(hào)輸入有效時(shí)，0區(qū)輸出Y端有效。IC2的輸入A ～ E分別對(duì)應(yīng)0區(qū)9、8、7、6、5環(huán)激光檢測(cè)輸入信號(hào)。Z為7區(qū)的區(qū)選信號(hào)輸出端。X、Y、X接至PLC的輸入端，當(dāng)輸出三極管基極為高電平時(shí)，輸出端X、Y、Z為低電平，PLC輸入有效。
當(dāng)激光信號(hào)擊在0區(qū)9環(huán)靶位時(shí)，接收器件R1有效，IC1、IC2輸入端A0有效。(1)環(huán)處理電路，IC1輸入信號(hào)A0有效，X(9環(huán))輸出低電平有效(IC1為9環(huán)處理或門電路)。(2)區(qū)處理電路，IC1輸入信號(hào)A0有效，Y(0區(qū))輸出低電平有效(IC2為0區(qū)處理或門電路)。X、Y有效信號(hào)送向PLC，PLC得到9環(huán)0區(qū)有效信號(hào)，即作相應(yīng)處理。
又如激光束擊在7區(qū)9環(huán)時(shí)，通過R2的接收，使IC1、IC3輸入信號(hào)A7有效，輸出端X(9環(huán))、Z(7區(qū))輸出低電平有效。
二、聲光顯示靶的控制原理
聲光顯示靶顯示區(qū)域的劃分，與胸環(huán)靶相類似。胸環(huán)靶邏輯輸出信號(hào)經(jīng)電纜線傳輸至位于射手側(cè)前方的顯示靶，作為PLC輸入信號(hào)，設(shè)PLC輸入為干接點(diǎn)結(jié)構(gòu)，胸環(huán)靶輸出低電平時(shí)PLC輸入有效，利用PLC內(nèi)部鎖存功能，對(duì)首次捕捉到的區(qū)、環(huán)輸入信號(hào)脈沖前沿進(jìn)行鎖存，而對(duì)以后5秒內(nèi)連續(xù)發(fā)出的激光信號(hào)不予相應(yīng)。并按照胸環(huán)靶所接收激光信號(hào)的相應(yīng)位置，顯示彈著點(diǎn)位置，同時(shí)用語言報(bào)出擊中環(huán)數(shù)。
PLC輸出點(diǎn)采用繼電器輸出，在PLC輸出端口分別產(chǎn)生區(qū)、環(huán)有效信號(hào)輸出，并與發(fā)光二極管和語言芯片一起構(gòu)成矩陣電路。顯示靶每區(qū)、每環(huán)用一個(gè)發(fā)光二極管指示彈著點(diǎn)位置，故區(qū)域劃分的越細(xì)，顯示彈著點(diǎn)的位置越精確。
輸出矩陣設(shè)計(jì)思想，根據(jù)胸環(huán)靶的要求分別可驅(qū)動(dòng)34個(gè)發(fā)光二極管及6片語言芯片。矩陣電路的引用擴(kuò)展了PLC的輸出端點(diǎn)，使得僅用40點(diǎn)PLC的14個(gè)輸出端點(diǎn)，就驅(qū)動(dòng)了40多個(gè)負(fù)載，滿足了本系統(tǒng)的基本控制要求，節(jié)省了PLC的硬件資源。設(shè)PLC輸出區(qū)信號(hào)X=1、環(huán)信號(hào)Y=1時(shí)，區(qū)、環(huán)輸出矩陣選通X，Y線，使交叉處發(fā)光二極管點(diǎn)亮，同時(shí)Y=1環(huán)信號(hào)使報(bào)警語言芯片報(bào)出相應(yīng)環(huán)數(shù)。
三、PLC程序設(shè)計(jì)
在無激光信號(hào)輸入時(shí)，程序處在循環(huán)掃描輸入端口，等待激光信號(hào)到來的狀態(tài)。當(dāng)收到激光輸入信號(hào)，并對(duì)激光脈沖前沿鎖定后，封鎖所有輸入端點(diǎn)，不再響應(yīng)激光輸入。其員在于，激光發(fā)射裝置可連續(xù)發(fā)射，而所模擬的實(shí)彈射擊彈丸卻只能單擊，不能連續(xù)無間隔發(fā)射，故采用封鎖處理(封鎖時(shí)間可調(diào))，使得在激光發(fā)射時(shí)不響應(yīng)連續(xù)信號(hào)，以達(dá)到真實(shí)地模擬實(shí)彈射擊的目的。
按優(yōu)先級(jí)聯(lián)鎖功能設(shè)定的意義在于，激光信號(hào)無論射在胸環(huán)靶任意位置，都應(yīng)覆蓋住激光接收器件，要求激光接收器件的間距小于激光束的直徑，這樣就有可能使得2個(gè)相鄰的激光接收器件同時(shí)有效，這時(shí)報(bào)靶電路應(yīng)報(bào)出高環(huán)靶數(shù)，而不是高、低環(huán)數(shù)同時(shí)輸出，如某區(qū)9、10環(huán)同時(shí)接收到激光信號(hào)時(shí)，應(yīng)報(bào)10環(huán)而不應(yīng)報(bào)9環(huán)，故10環(huán)輸出應(yīng)封鎖9、8、7、6、5環(huán)的輸出，依此類推。
四、應(yīng)用前景
激光射擊訓(xùn)練裝置是一種物美價(jià)廉的訓(xùn)練器具，可隨時(shí)進(jìn)行彈著點(diǎn)的分析和修正。若配合攝像系統(tǒng)或微機(jī)系統(tǒng)可留下訓(xùn)練資料，供系統(tǒng)地分析研究訓(xùn)練過程，提高射手的射擊水平。
