الخروج إلى الريف أمر رائع دائمًا ، ولكن مع وجود خريطة في متناول اليد وهدف واعي دائمًا ما يكون أكثر إثارة للاهتمام. هناك أنواع من الأنشطة الخارجية مثل التوجيه ، والعروج ، والأعراق المتعددة ، والمشاركة التي يمكنك قضاء وقت ممتع فيها. مهمة المركز زيارة نقاط التفتيش الموضحة على الخريطة في أقل وقت ممكن. من أجل إثبات حقيقة زيارتهم ، يتم استخدامها كما يسمى أنظمة الوسم "التقليدية": أقلام الرصاص الملونة ، رموز الرموز ، السماد ، إلخ ، بالإضافة إلى الأنظمة الإلكترونية. على الرغم من راحة هذه الأخيرة ، لا تزال الأساليب التقليدية تستخدم على نطاق واسع في مسابقات الهواة. ويرجع ذلك إلى تكلفة المعدات (من 3500 روبل لكل علامة محطة ومن 450 روبل لكل شريحة) ، مع إمكانية سرقة المحطات المثبتة في الأماكن العامة ، والحاجة إلى إيداع وديعة للرقاقة. لذلك ، حددت لنفسي هدف إنشاء بديل أكثر بأسعار معقولة. يوصف تنفيذه في بيئة اردوينو أدناه.
يتكون نظام وضع العلامات الإلكتروني عادةً من رقائق ومحطات RFID - وهي أجهزة خاصة لتسجيلها وقراءتها. يعمل النظام على النحو التالي. في البداية ، يتلقى رياضي التوجيه رقاقة ويأخذ بطاقة ويبدأ. بالتقدم إلى CP ، يطبق شقته على محطة الوسم ، تسجل الوقت الحالي على الشريحة وتعطي إشارة ، وبعد ذلك يمكن للرياضي أن يستمر. في خط النهاية ، يقوم الرياضي بتسليم الرقاقة إلى القاضي ، الذي يقرأ المعلومات باستخدام محطة البوابة ويعلن النتيجة للرياضي - وقته عن بعد ، عدد نقاط الاتصال التي تمت زيارتها ، الامتثال لاتجاه معين. يمكنه أيضًا طباعة التقسيمات - الفترات الزمنية التي يقضيها على المسار بين CP ، مما يسمح للرياضي بتحليل مساره ومقارنة نفسه مع الآخرين على جزء معين من المسافة.
للعمل مع رقائق RFID ، هناك وحدة متاحة على نطاق واسع RFID-RC522 ، والتي توجد بها مكتبة ممتازة لاردوينو ، من عدة نواحٍ حددت هذه الحقيقة استخدامها. تعمل الوحدة بتردد 13.56 ميجاهرتز وتدعم معيار ISO 14443 ، وتعمل مع الرقائق المختلفة ، وتحدث القراءة والكتابة من مسافة عدة سنتيمترات ، وهي مناسبة تمامًا لأغراضنا.
رقائق البطاطسلإنشاء نظام وضع العلامات ، استخدمت شريحة Mifare Classic 1K (S50) نظرًا لتوافرها الواسع في تصميمات متنوعة ورخيصة (11 روبل لكل شريحة في شكل سلسلة مفاتيح). تتيح لك الشريحة قراءة وكتابة المعلومات بسرعة وموثوقية. تنقسم ذاكرة الشريحة بشكل هيكلي إلى 16 قطاعًا ، يحتوي كل منها على 4 كتل من 16 بايت. تحتوي الكتلة الرابعة لكل قطاع على مفاتيح يمكن استخدامها لكتابة / قراءة الكتل في القطاع. بالإضافة إلى ذلك ، في القطاع صفر ، تحتوي الكتلة الصفرية على UID ومعلومات حول الشركة المصنعة. وبالتالي ، هناك 3 كتل من 16 بايت متبقية للكتابة في قطاعات من 1 إلى 15 وكتلتان في القطاع 0. يتم عرض هيكل التسجيل في الجدول أدناه ، ويتم تسجيل جميع البيانات في ثلاث نسخ من أجل الموثوقية.
يسمح لك نظام التسجيل هذا بتسجيل 45 علامة في الذاكرة ، بما في ذلك البدء والانتهاء ، بالنسبة لمعظم المسابقات ، فهذا يكفي تمامًا. ولكن إذا قمت بتحسين استخدام الذاكرة وخصصت وقتًا أطول قليلاً للعلامة ، فيمكن زيادة السعة بشكل ملحوظ.
محطات المحطاتمخطط وتركيبالمكونات الرئيسية لمحطات العلامة: متحكم - Atmega328p-au ، وحدة RF522 ، ساعة DS3231. مدعوم من 3 بطاريات AA من خلال المثبت الخطي MCP1700T-33.
لقد قمت بتثبيت المكونات على لوحة الدوائر المطبوعة ، وجميع مكونات SMD ، مع لوحة RFID التي قمت بها عن طريق اللحام عبر موصل الدبوس. تم تصنيع الألواح باستخدام مقاوم ضوئي 0.5 مم. بينما كانت الطريقة مثالية ، لقد قمت بالكثير من الزواج ، ربما يكون من الأفضل إنشاء ملفات جربر وطلب إنتاجها على الجانب ، لأنها ليست مكلفة للغاية.
يمكنني استخدام g1020BF بأسعار معقولة كما هو الحال. قمت بحفر حفرة في الصندوق من أجل LED وقمت بقطع البلاستيك الزائد للوصول إلى حجرة البطارية. تم معالجة الثقب الخاص بـ LED بالإيبوكسي ، ثم قام بإدخال لوحة دائرة ملحومة. بعد تصلب الإيبوكسي ، قام بحقن 30 مل من مركب PK-68 ، وهو ما يكفي لتغطية اللوحة. أدخلت بطاريات في حجرة البطارية وقمت بتلطيخ كل شيء باستخدام الشحم لعزل المياه. بعد شد الغطاء ، تكون المحطة جاهزة للاستخدام.
تبلغ تكلفة مكونات المحطة والمواد اللازمة لتصنيعها حوالي 500 روبل. يستغرق مني حوالي 1.5 ساعة من الوقت النقي لإنشاء وإنشاء محطة واحدة.
البرامج الثابتة للمحطةأثناء تشغيل المحطة ، هناك أنواع مختلفة من الأعطال المحتملة ، كان من الضروري تنفيذ عمل الوكالة ، لذلك تحتاج إلى استخدام Bootloader متوافق حتى يعمل بشكل صحيح. توجد نسخة جيدة من أداة تحميل التشغيل لـ Atmega328p وإرشادات تثبيتها
هنا . يجب عليك أيضًا تغيير مكتبة الأسلاك القياسية إلى عدم الحجب بحيث تستمر المحطة في العمل عندما ينكسر خط i2c ، ولا تدخل في حلقة لا نهاية لها. لقد قمت بتحميل برنامج bootloader باستخدام arduino آخر عبر Arduino كبرنامج ثابت لـ ISP ، وقمت بتوصيل جهات اتصال SPI من خلال الدبابيس المؤدية إلى وحدة RFID ، والتي قمت بتقطيعها بعد التمهيد الناجح. بعد ذلك قمت بتثبيت البرامج الثابتة الرئيسية.
مع البرنامج الثابت الرئيسي ، عندما يتم إدخال الدرج ، تقرأ المحطة مجموعة من المعلومات التي تتعلم منها أرقام آخر كتلة مسجلة والمحطة التي حدثت فيها العلامة. إذا كان رقم المحطة مختلفًا ، يتم تحديث كتلة المعلومات ويتم تسجيل رقم المحطة والوقت الحالي في الكتلة المجانية التالية. يمكن ضبط الوقت ورقم المحطة باستخدام رقائق خاصة ومحطة البوابة.
التغذيةكانت إحدى أهم المشكلات التي تستحق الحل هي كيفية زيادة عمر خدمة المحطات من مجموعة البطاريات. هذا أمر بالغ الأهمية بشكل خاص للتوجه السياحي ، عندما يحدث أن يتم تثبيت المحطات قبل وقت طويل من المنافسة ، ومن الضروري ضمان أنها تعمل لأكثر من شهر.
لتقليل الاستهلاك ، يتم استخدام أوضاع السكون لوحدة التحكم وكذلك RC522. في وضع السكون ، تستهلك المحطة 0.02 مللي أمبير فقط مقابل 20 مللي أمبير أثناء التشغيل. لاستخدام الطاقة بشكل اقتصادي أكثر ، تم تنفيذ ثلاثة أوضاع تشغيل للمحطات بفواصل زمنية مختلفة للنوم.
افتراضيًا ، تبدأ المحطة في وضع الاستعداد. في نفس الوقت ، يتم البحث عن الشريحة كل ثانية ، سعة البطارية كافية لمدة 160 يومًا. عندما يتم دفع الرقاقة (يتم ذلك بواسطة قاضي الإنتاج أو الرياضي الأول الذي ركض إلى المحطة) ، تتحول المحطة إلى وضع التشغيل. في وضع التشغيل ، يتم تنفيذ البحث عن شرائح كل 250 مللي ثانية. تستمر البطاريات الجديدة لمدة 45 يومًا من الاستخدام المتواصل. بعد 6 ساعات من عدم النشاط ، تعود المحطة إلى وضع الاستعداد.
عندما يتم إحضار شريحة النوم الرئيسية (شريحة القاضي الخاصة مع إعدادات المحطة) ، تتحول المحطة إلى وضع التخزين (البحث عن الشريحة مرة كل 25 ثانية) ، وتختار 3 مرات وتعيد التشغيل. ستستمر البطاريات الجديدة في هذا الوضع لمدة 5 سنوات. عند وضع درج على أي شريحة ، تنتقل المحطة إلى وضع الاستعداد ، ويتم قياس شحنة البطارية المتبقية. إذا انخفض الجهد إلى أقل من 3.1 فولت ، مما يشير إلى أن حوالي 15 ٪ من الشحنة المتبقية ، تشير المحطة إلى ذلك.
واجهة ومعالجة البياناتيتم توفير محطة واجهة للعمل مع الرقائق ومحطات وضع العلامات. باستخدام محطة البوابة ، يمكنك ضبط وتعديل أرقام الوقت والمحطة باستخدام شرائح رئيسية خاصة. بالإضافة إلى ذلك ، تقوم محطة البوابة بإجراء التنظيف المسبق والتحقق من الرقائق ، وتدخلها بالمعلومات الأولية ورقم فردي. حسنًا ، بالطبع ، يقرأ الرقائق ويحصل على النتائج.
إلى الدائرة ، أضفت أيضًا وحدة SD لتسجيل التقسيمات ووحدة Bluetooth بحيث يمكن توصيل المحطة بهاتف أو كمبيوتر لاستقبال البيانات أو نقلها.
في حين أن الدائرة والبرامج الثابتة لم يتم تحسينها بما يكفي حتى الآن وتنفيذها حتى الآن من الوحدات ، على الركبة. في المستقبل ، من المخطط الانتهاء منه للاستخدام الأكثر ملاءمة.
في الوقت الحالي ، تتم معالجة البيانات بطريقة شبه يدوية عن طريق فرز ملفات CSV الناتجة. النظام مرن للغاية ويمكن تهيئته بسهولة لأي منافسة ، لتنفيذ المعالجة المسبقة للبيانات في البوابة بطريقة مريحة في حالات مختلفة. للمستقبل ، هناك خطط لكتابة برنامج لأتمتة معالجة البيانات.
الخلاصةأنا جديد في برمجة الأجهزة الإلكترونية وتطويرها وقد قمت بذلك منذ أقل من عام. لذلك ، فإن حلول الكود والدوائر ، على الأرجح ، بعيدة عن أن تكون مثالية أو غير صحيحة تمامًا. سأكون سعيدًا جدًا بالنقد ، فالمشروع بأكمله متاح مجانًا
على github .
أريد أيضًا أن أعرب عن الامتنان لأولئك الذين ساعدوا بالفعل مع النصائح والمهتمين بالتطوير.