教程/活塞电路

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活塞让玩家设计出了比与之对应的常规红石电路更小更快的电路。对红石电路有着正确的理解会对你很有帮助,因为这个教程集中在电路设计而不是它的功能。

活塞式电路有着三个优势:

  • 中继器活塞都不会像红石火把一样“烧毁”。
  • 活塞电路比它们对应的红石电路更小。
  • 活塞电路用的材料找起来十分的简单。

活塞电路的主要部件是粘性活塞红石线红石中继器红石火把

除非另有说明,所有的活塞都应该是粘性活塞。

原理[编辑 | 编辑源代码]

能源与中继器


对活塞有用的能量可以以多种形式来传输。首先要注意的是,这里有两种不同类型的方块:透明方块固体方块。透明方块通常指的是和玻璃台阶,或和空气一个类型的方块;固体方块指的是更常见的材料,例如泥土石头或者羊毛

红石信号的关键是能够穿过固体方块来传输信号,但是不能穿过透明方块来传输信号。然而,信号可以一次穿过一个固体方块,它不能从一个固体方块传输到另一个固体方块中去。一个固体方块只有在它是被"强充能"(被一个红石火把红石中继器,或者红石比较器,但是红石线不行。)的情况下才可以向从其延伸的电线充能。 红石粉可以被放置在某些透明方块上,但是这样放置的红石粉只会向上传输信号,而不会向下传输(这就是因为红石信号不能穿过透明方块的原因)。

红石火把只有在随着逻辑门的使用而改变状态时才会被视为一个逻辑元件。(否则它们只是一个信号供应器。)如果它们很频繁的改变状态的话,它们极易烧毁。如果一个固体方块在一个红石火把之上,任何连接到那个方块的红石线都会被激活。然而,如果那个方块是一个透明方块,红石火把则不会激活红石线。在创造模式中,因为红石块的出现,把红石火把当做一个方块的信号供应器是很不适用的,因为红石块是被永久充能的。不过它们更加的昂贵。

当一个红石中继器对着一个固体方块时,它会用和红石火把一样的方式把信号传递进那个方块。一个中继器还可以从一个被充能的固体方块中获得信号,甚至是很弱的充能程度(这就是红石中继器可以把弱充能的信号转换成一个更强的信号的功能)。然而信号不会通过透明方块进行传递。

活塞会在被激活时伸出,但是值得注意的是它们可以从在它们上面的方块处接受信号——即使那个方块是空气,如果它能够被充能,活塞也同样会被激活。活塞还可以通过它们伸出的活塞部分来接受信号,这就产生了几种广泛在电路中使用的混杂模式。一个活塞在它伸出的时候能够推动至多12个方块;然而,一个粘性活塞缩回的时候只能拉回一个方块。某些方块能够防止被推动或拉动,尤其是黑曜石和任何带有图形用户界面(GUI)或者储存空间的方块(除了工作台)。其他的方块被活塞推动的时候会"蹦出来"然后掉落成为物品——这也包括了大部分"附加"在那个方块上的方块,例如任何种类的火把,或者门,但是也有一些其他的,例如南瓜灯。

活塞逻辑门设计[编辑 | 编辑源代码]

活塞可以衍生出能够代替许多传统的逻辑门的设计。活塞门也可以使用红石火把来提供一个持续的信号来源,或者为了其他目的。

非门/反相器[编辑 | 编辑源代码]

只用活塞的非门比常规的红石非门要稍稍大一些,所以它很少被单独使用。然而,它论证了使用在许多活塞机械中的一个重要的概念,即在固体方块之下的红石火把能够激活那个固体方块周围的红石线。当一个输入线路被触发的时候,活塞伸缩,不再遮挡住有着红石火把的坑,并且消除了从输出端来的信号。输入线路几乎可以从任何方向激活活塞。非此即彼,一个红石块可以用于缩小这个设计。

或门[编辑 | 编辑源代码]

这个有可比性的设计比起常规的红石或门稍稍快一些。它使用了一个活塞,活塞被任意一条输入线路激活后会伸出并遮挡红石火把。

与门[编辑 | 编辑源代码]

非常快速的与门。在未被激活的时候,粘性活塞会从坑上拉回方块,阻断整个电路。当被激活后,它会伸出,让红石信号流入/出那个坑。一条输入线路为活塞提供能量,另外一条为活塞阻断的电路提供能量,要输出一个信号,这两者都必须是开启的。

蕴含门[编辑 | 编辑源代码]

活塞蕴含门电路与一般的红石蕴含门电路的大小和运行速率相近。

蕴含门是一种逻辑门:在A→B(“如果A则B”,或称“A蕴含B”)为真时输出1,反之输出0。这意味着仅当A为真 (1) 且B为假 (0) 时输出0(即条件为真、但结论却为假)。

它在逻辑上等于B或(非A)。


异或门[编辑 | 编辑源代码]

这是一种只会在一个输入端被触发时其本身才会激活的逻辑门。读作"ex-or" (XOR),它是 "exclusive or" (异或)的简写。若是在尾端增加一个非门就会变为同或门,同或门是一种在两个输入信号相等时才会激活的逻辑门。异或门和同或门有着一个有用的特性:当一个异或门或同或门的输入线路变化时,它们的输出线路总是会跟着一起变化,这允许了混合两个开关来开关一个门,或激活另一个设备。这个设计比相同情况下只用红石的设计要小得多,而且还比其稍快一些。

同或门[编辑 | 编辑源代码]

一个会在两个输入信号都相等的情况下激活的设备,所以它对做门来说很有用,这样的话,如果输入线路变化的话输出线路总是会跟着一起变化。就像异或门一样,这个设计比相同情况下只用红石的设计更小更快。


锁存器[编辑 | 编辑源代码]

锁存器是记忆电路。自然的来说,活塞能够在物理上将方块移动到新位置的能力使得它们能自然而然地成为锁存器中的一个工具。

复位置位锁存器[编辑 | 编辑源代码]

活塞复位置位锁存器

基本的活塞RS锁存器体积小,容易做。 这里使用的活塞是普通活塞,在两个有红石火把的洞上方推一个方块。如果只需要一个输出信号,可以去掉一个洞。使用红石块让电路变得更小,并且逆向输出。

触发式双稳态多谐振荡器 (T-触发器,简称TFF)[编辑 | 编辑源代码]

这些T-触发器使用一个输入在两种状态之间切换。

当他们收到1刻信号时,粘性活塞会运行异常。如果一个方块在活塞的头部,活塞将推动该方块,但是当信号结束时不会拉回来。如果活塞接收到另一个1刻信号,活塞将拉回该方块。这可以用来切换方块的位置。

活塞触发器A

设计A,4x2x4。使用普通活塞。这两个活塞都是普通活塞。该触发器速度快,体积小。当输入从1变为0时它将切换状态。注意,可以反转输入以增加电路的速度。

活塞触发器B

设计B(5×3×2)实际上是一个RST锁,兼具置位,重置和反转的功能。使用的是普通活塞。这个锁的开关不用火把来做逻辑,所以它可以在任何信号长度下工作。水平面1中的红石用来引开指向方块X的红石。方块X用来激活它旁边的活塞。然而,这个电路没有反转输出。

活塞触发器C

设计C是一个脉冲限制器和下端侦测器的组合。当信号断开时,第一个粘性活塞拉回第二个活塞,第二个活塞会接收到一刻的信号。这会使被移动的方块改变位置。它对时刻非常敏感。

一格宽的粘性活塞紧凑T-触发器

这里是个一方块宽的粘性活塞TFF设计(5×1×3)。利用了粘性活塞在移动方块时会存在0.5刻的短暂延迟的特性。一个信号切割器用来给粘性活塞提供0.5刻的脉冲。这会使红石块离开粘性活塞,使其提供输出。当再次被激活时,粘性活塞会拉回红石块,从而关闭电源。根据此原理,你可以重复这个TFF结构。


环形记忆存储器[编辑 | 编辑源代码]

一组环形方块,通过活塞旋转。读入端在环的右侧,最右边的电路是一个推动活塞的红石钟。

这是一组连接到普通活塞的环形方块,通过活塞推动,环形方块可以旋转。这组方块通常由固体和非固体方块组成。活塞通常连接到一个时钟电路,使环能被推动旋转。大多数的(如果不是所有的)的环形记忆储存器有一个由一个指向环的中继器组成的读入段,和一个由红石火把激活的中继器。通过在环旁边使用红石,玩家可以看到哪一种方块正在前部读取信息(1=固体,0=非固体)。这条信息可以被传输到一个电路中。

频段控制[编辑 | 编辑源代码]

当你在一排中加入几个环形,你就制造出了一个“带”。带状记忆储存器利用相同的原理,却可以储存更多的信息。

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速射活塞钟[编辑 | 编辑源代码]

这个速射活塞钟比较简单。你需要2个普通活塞,2个中继器和6个红石火把。同时你需要5个固体方块,但是可能会从地底下挖出两个方块。中继器必须设置为两刻延迟,而且必须相对应的。把可移动方块放在最后来启动钟,并且把输出连接到任意一端或任意红石线。注意,这个钟不能被开启或关闭,并且如果它突然停止工作了,通过一个红石信号来重启它有一定难度。玩家可以通过破坏并重新放置可移动方块,或者改变中继器延时来重启(当所有的中继器都为2刻延时并再次对应后,钟就会重启)。

交替速射活塞钟[编辑 | 编辑源代码]

这个设计是一个非常简单的快速的交替电路,不会出现故障。它不需要中继器或者红石火把。你需要一个粘性活塞,一个拉杆,一些红石粉,和一些固体方块。通过拉杆,红石必须被放置来让信号在连接到活塞之前向上升一个方块高度。这个活塞必须在这个高度被放置,所以当活塞臂伸出时,活塞臂会切断红石线,阻挡信号。这样会关闭电路,移除到达活塞的信号,使活塞臂收回,电路再次开启。这些信号过快,不能开启红石灯或者影响红石火把。门和发射器在这个信号速度下仍然能正常工作。

脉冲发生器[编辑 | 编辑源代码]

一个占地为2×3×2小的、稳定的脉冲器。可以通过中继器来调整周期,而且可以用拉杆来关闭钟(拉下拉杆使其开启会关闭钟,反之亦然)。拉杆可以被放置在任何固体方块上。

边沿检测器[编辑 | 编辑源代码]

一个上升沿检测器在输入开启时输出一个短信号。反过来,下降沿检测器在输入关闭时,双边沿检测器(dual-edge,又作zero-crossing)就会对两者做出反应。

可变型边沿检测器(A)

设计A可以为上升或者下降,取决于中继器的延迟。

  • 对于上升沿,把中继器设置1刻延迟
  • 对于下降沿,把左侧中继器设置4刻延迟,右侧中继器为1刻。这会产生2刻信号。

双边沿检测器(B)

设计B是异或门的变种,并且是一个双边沿检测器。右边的中继器可以用来调整成不同长度的输出。

内联边沿检测器

设计D、E、F都是直线型,1×2×2.设计D为上升沿检测器;设计F为下降沿检测器;它们两个都带有2刻的脉冲输出。设计E是一个双边沿检测器,能在上升和下降时激活。然而,它只会产生一刻的脉冲输出。这可以通过在中继器上多加2刻延迟来调整,使其产生2刻的脉冲,对另外两个设计也适用。

二段递推器[编辑 | 编辑源代码]

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基本二段递推器

这个设计可以推动或拉进方块2格距离,而非1格距离。首先,第一和第二个中继器必须被分别设置成2刻和4刻延迟,且必须使用粘性活塞,若装置设置正确,它将会正确地推动及拉回方块。主要技巧是对活塞收回的部分进行正确排序,因为活塞不能推动或拉动被激活的活塞。目前为止,后面的活塞只会收回前面的活塞,不包含方块。为了解决这些问题,前面的活塞必须收回方块、被后面活塞收回、然后伸展后再收回。

若更多活塞被添加到电路中,电路将变得更加复杂。在完美的电路中,活塞的伸展和缩回次数将由活塞的数量决定,若将数量表示为P,延伸活塞的时间将等于P。缩回活塞的时间将等于3*P-2刻。 这种关系是呈线性的,意味着电路执行的时间与活塞的数量是等比例增加的。这种关系是通过每刻移动多个活塞而不是一次只移动一个活塞来实现的。此关系皆适用于水平和垂直递推器。

若要制作三段递推器,电路随之更加复杂。

由于活塞1次最多能推动12个方块的限制,因此十一段递推器是最大可能的递推器。假设设计是完美的结构,会最少需要11刻来伸展,31刻来收回。但若玩家建造的设计可能尽量会利用更多延迟来简化电路。

安全活塞二段递推器

一个更高级、更巨大的电路可以两次推动活塞,而不需要伸展他们并关停系统。这种电路也可以使用红石火把来激活,以隐藏所有电路。但无论哪种方式,当信号输入到任何绿色标记的方块,该信号一直传递而不需要额外的红石中继器。该设计可以反映在同一个开关上的一对推动的活塞。


竖直二段递推器

竖直二段递推器在建造方面比水平递推器要困难:底部活塞不会收回,除非从活塞出发的线路在被拉回之后没被激活。

这个5×5×5的设计可以在两格空间内推动并收回一个方块,而不是一格空间。最接近活塞的两个中继器必须被设置成2刻延迟。

更长的竖直递推器需要更加复杂的电路设计,并且经常用来作为电梯。为了稍微简化所需电路,一个受重力影响的方块,如沙子沙砾,可以被用作于电梯的平台。这避免了顶部粘性活塞的需要,并且在每个下降阶段执行多个延伸以拉下顶部方块。如果总共使用两个以上的活塞,则仍需要多个底部粘性活塞的延伸部分来拉下堆叠中较高的活塞,这些活塞不受重力影响。

更多资源[编辑 | 编辑源代码]

Grizdale's Piston Logic Compendium