Geektimes ، مرحبًا! كما وعدنا ، هذا استمرار للمقال الأخير عن عالمنا الصغير من السحر. اليوم ، سأخبركم عن ما وراء كواليس المهام السحرية ، وما هي القرارات التي تم اتخاذها وكيف توصلنا إلى استنتاج مفاده أن المهمة تحتوي على مثل هذا السيناريو والمظهر.
لأن حتى تم بناء المهمة ، كنت مغرمًا بالإلكترونيات ، على وجه الخصوص ، برمجة الميكروكونترولر AVR في C ، تقرر محاولة زيادة هذه الإمكانات إلى أقصى حد ، مما سيجعل من الممكن إضافة أقصى قدر من التفاعل والاهتمام والإثارة إلى المهمة! بالإضافة إلى ذلك ، لم أرغب حقًا في جعل المهمة تبدو مثل عشرات الآخرين (الذين يعملون في ذلك الوقت في مدينتنا).
أثناء التفكير في السيناريو الجديد ، قررنا بوضوح أنه لن يكون لدينا أقفال ، ولا مفاتيح ، ولا مهام قياسية ، بشكل عام ، قم بتشغيل الإلكترونيات إلى أقصى حد من قدراتنا!
دعنا نلقي نظرة فاحصة على الجزء التقني ، وسأخبرك الآن بكيفية جعل الإلكترونيات جماعية قدر الإمكان.
مراجعة عامة
سنحذف التنفيذ الأولي للمهمة (ربما سأتحدث عن هذا لاحقًا) ، وسنركز على لحظة الانتهاء (بعد ذلك يكون للمهمة الشكل النهائي).
بعد أن ناقشنا رؤيتنا الجديدة للسعي ، أدركت أن قوة متحكم واحد صغيرة بالفعل وتحتاج إلى توصيل جهاز كمبيوتر ، والجمع بين جميع الأجهزة في نظام واحد. لفهم سلامة الصورة ، تم تجميع رسم تخطيطي لجميع الأجهزة وتفاعلاتها:
من الرسم التخطيطي ، قد تعتقد أن الكمبيوتر هو الكمبيوتر الرئيسي ، ولكن هذا ليس صحيحًا تمامًا ، سيتولى دور إدارة وتشغيل المسارات الصوتية ، والتي ، كما لاحظت بالفعل من المقالة السابقة ، لدينا الكثير.
أصبح متحكم Atmega16 هو قلب النظام بأكمله (معيار الاختيار الوحيد كان عددًا كافيًا من GPIOs) ، والتي ، عبر UART ، تتواصل مع البرنامج على الكمبيوتر. يتم تصنيع جميع الأجهزة الأخرى على متحكم Atmega8 (وهو ممتاز في عدد GPIOs وبسعر مناسب).
معظم اللوحات ملحومة على أروع ألواح الخبز على الوجهين ، على التوالي ، كل التفاصيل في حالات DIP. بقيت بعض المجالس منذ بداية البحث.
برنامج للكمبيوترنافذة البرنامج الرئيسية:
نافذة موسعة لحالات الطوارئ:
نافذة الخطأ:
تستقبل اللوحة الرئيسية فقط (!) إشارات منفصلة من الأجهزة الأخرى (من خلال optocouplers التي يمكن رؤيتها في الصورة) ، وتتواصل مع الكمبيوتر ، وتتحكم في LED في وعاء الذاكرة.
مدفع السحر الأساسي: العصا
العصا السحرية هي القليل من السحر ، تم بناء مغناطيس النيوديميوم في طرفه. لقد جعلها جدًا جيدًا للخشب مقابل دولارين فقط. كانت المشكلة الرئيسية هي دفع مغناطيس بأقصى قطر ، مع إبقاء الطرف رفيعًا قدر الإمكان.
الآن دعونا نلقي نظرة فاحصة على كل جهاز.
الفرع الأحمر
الكتاب
يتم تشغيل الحدث الصوتي للكتاب بواسطة المقطورة ، والتي يتم تركيبها على الرف. يتم إغلاقه في البداية وفتحه ، تحتاج إلى إحضار عصا بمغناطيس. يشبه الكتاب خزنة صغيرة: يحتوي على بطاريات (Li-ion 3S) ومفتاح قصبي ومفتاح ترانزستور يتحكم في المزلاج الكهروميكانيكي (حتى لا تدع كل التيار من خلال مفتاح القصب. وفي الوقت نفسه ، يمكنك رؤية توهج جميل داخل مفتاح القصب ، لكنه لن يدوم طويلاً واحتمال "لصق" الاتصالات. كل شيء بسيط هنا - يتم رفع العصا ، ويمرر مفتاح القصب التيار ، والترانزستور مفتوح ويتم سحب مزلاج المزلاج. يبدو الجزء الداخلي من خزنة إصبع القدم كما يلي:
والرأي النهائي:
دوبي
لأن كانت المهمة هي الاستجابة بشكل أكثر تفاعلية لجلب الجورب إلى دوبي ، وقع الاختيار على تقنية RFID. للقيام بذلك ، كان علي أن أخيط سلسلة مفاتيح صغيرة في جورب (مثل من اتصال داخلي عند المدخل) وأضع على الجور نفس علامة دوبي في راحة يده. خلف صورة دوبي توجد وحدة RFID.
يعتمد الجهاز على متحكم Atmega8 ووحدة RC522 RFID الشهيرة. بعد رفع الجورب (نصف قطر استجابة يصل إلى 4 سم مثالي تمامًا) ، يفتح ترانزستور تأثير المجال المزلاج الكهرومغناطيسي في الصندوق وبمساعدة زنبرك يتم رفع الغطاء ، يتم إرسال إشارة إلى اللوحة الرئيسية ويضيء ضوء أحمر في وعاء الذاكرة.
الفرع الأزرق
مدفأة
الموقد مزيف بشكل طبيعي. مصنوعة من الملف الشخصي والجص دائري مع بلاط من الطوب.
تم تجميع الإلكترونيات على Atmega8. يتم تثبيت مقطورة في كل لبنة ويتم توصيل شريط LED أزرق. يجلس الطوب نفسه على جانب واحد من الستائر ، وعلى الجانب الآخر يتم عمل دليل بدائي مع زنبرك رجعي. عندما تنقر لأول مرة على أي لبنة ، تضيء جميع أزرار الضغط (هناك 7 منها) لمسافة 100 مللي ثانية ويتم إزالة العين بمحرك السائر ، وستذهب الإشارة إلى اللوحة الرئيسية ، وسيتم تشغيل الذاكرة والضوء الأزرق في وعاء الذاكرة.
يتم التحكم في محرك السائر وشريط LED باستخدام مجموعة الترانزستور دارلينجتون ULN2003 (للجزء الغريب ، يمكن قراءة الجزء النظري هنا ).
الآن كل نقرة على أي لبنة تعكس حالتها (نقرة واحدة - في المرة التالية - إيقاف وما إلى ذلك) ، في المرة الأولى التي تنقر فيها على أي لبنة ، يكون مستشعر الأشعة تحت الحمراء مخفيًا في الصورة: يتم تشغيل LED IR ، والإشعاع ينبض بعيدًا عن اللاعب المقترب وهو إلى ترانزستور الأشعة تحت الحمراء الذي يستخدم مزرعة جماعية الضبط الدقيق للمقاومات يعطي إشارة منفصلة 0 أو 1 عند الخرج.
هناك أيضًا حل ضد الإضاءة الزائفة (صحيح بشكل خاص إذا بدأ المستخدمون في تألق مصباح على الموقد) ، يتم تضمين دائرة أخرى (مقنعة) في الدائرة المفتوحة للترانزستور IR الرئيسي ، والتي ، عند تعرضها للضوء ، تقوم ببساطة بإيقاف استجابة وحدة التحكم الدقيقة.
بمجرد تشغيل مستشعر الأشعة تحت الحمراء ، يقوم المتحكم الدقيق أيضًا بتشغيل وميض المجموعة المطلوبة التي تحتاج إلى الضغط (تمييز) ، وبالمناسبة ، يلعب تسلسل الضغط دورًا أيضًا. يؤدي وميض التركيبة المطلوبة إلى إيقاف تشغيل كل الطوب المضغوط مسبقًا.
عند الضغط على التركيبة الصحيحة ، تفتح الصورة بمساعدة مزلاج كهروميكانيكي أكبر من الصناديق. للقيام بذلك ، اضطررت حتى إلى وضع محول كبير بدلاً من ذلك فقط لهذا المزلاج.
(بشكل عام ، هذه المزالج ضعيفة للغاية ، على الرغم من أنها تستهلك الكثير من التيار في الذروة. عليك أن تكون حذراً للغاية في التحكم فيها ، إذا أعطيت التيار لأكثر من 5 ثوان ، يمكن أن تحترق ببساطة ، هكذا أحرق مزلاج واحد)
الوصول إلى العقد الفنية والمجلس الفرع الأخضر
النعش
على الطاولة هناك جرة غير واضحة على المقطورة ، إذا قمت برفعها ، يتم تشغيل الضوء الأخضر في المرجل ويفتح النعش ، حيث يوجد تلميح للباب.
(هذه هي الجرة نفسها المطلوبة لبيضة عيد الفصح مع نكات دوبي ، الموصوفة في المقالة الأولى)
الباب
عندما تضغط على المقبض لأول مرة لأعلى ولأسفل (لهذا ، كان عليك وضع مفتاحين نهائيين على الجزء الخلفي من الباب من أجل الاستجابة للضغط على المقبض تمامًا) ، تبدأ عين الثعبان على الباب في الوميض.
يمكن فهم خوارزمية فتح الباب الصحيحة من الموجه:
في وقت لاحق اتضح أن هذا التلميح معقد للغاية للاعبين. في وقت لاحق ، تم استبداله بأكثر مفهومة أثناء فترات التوقف المؤقت (5 ثوانٍ) ، يتوقف الميكروكونترولر ببساطة عن التأخير ، وأثناء الضغط ، يزداد المتغير. لذلك ، إذا ضغطت على المقبض لفترة طويلة وبقوة ، فسيفتح على أي حال ، بالمناسبة ، فتح بعض الناس الباب بهذه الطريقة ، دون فهم كيف فعلوا ذلك. من أجل عدم إنشاء لوحة جديدة مع متحكم منفصل لهذه المهمة البسيطة ، تم العثور على العديد من الدبابيس المجانية على لوحة المتاهة وتم توصيل كل شيء هناك.
مرآة الصدر
على غطاء الصدر يتم تطبيق 10 رموز سحرية ، وداخل القصب يتم لصقها تحتها.
يحتاج المستخدم إلى إحضار العصا إلى 3 أحرف صحيحة (لا يهم التسلسل. تم وضع علامة على الصورة بعلامات اختيار) ، ومع ذلك ، تحتوي الأشكال الأخرى أيضًا على مفاتيح قصبة ، حيث تمسك العصا التي تلغي النقرات السابقة ، حتى إذا كانت صحيحة (بحيث كان من المستحيل فتح الصندوق عن طريق الضغط على العصا جميع الأحرف على التوالي). مع الاختيار الصحيح للرموز ، يفتح المغناطيس الكهربائي في الصدر (يتواجد Atmega8 و ULN2003 المفضل في الصدر). في هذه المرحلة ، يتم إرسال إشارة إلى لوحة قرص المتاهة (وحدة شائعة من دبوس MK واحد إلى دبوس آخر من خلال مفتاح الترانزستور) وتبدأ الدوارات بالتدوير في المتاهة.
متاهة
لقد قللنا من هذا التصميم الضخم. لقد استغرقت الكثير من الوقت والجهد لإنشاء ، ولكن النتيجة كانت تستحق العناء. لعمل "الجسم الأسود الكبير على الحائط" ، كان هناك حاجة إلى الكثير من GPIO (تم عمل كل شيء بالطريقة الأكثر بدائية - بدون تعدد الإرسال / إزالة تعدد الإرسال ، فقط المتشددين!) ، لذا اضطررت إلى تقسيم الجهاز إلى وحدات وظيفية - الاتصال الهاتفي والمتاهة نفسها. كل عقدة مصنوعة على نفس Atmega8.
في المتاهة ، المبدأ بسيط (على الرغم من أنه بدا حينها غير بسيط للغاية :)). سبب العديد من المشاكل وجود كرة في نهاية مسارها. كان التدخل العشوائي يتداخل باستمرار مع تشغيل optocoupler مفتوح.
هذه المكثفات الصفراء هي التي ساعدت في حل مشكلة التشغيل العشوائي لأجهزة optocouplers.
نتيجة لتمرير المتاهة ، يفتح الوصول إلى المجال الأخضر. يتم تأمين نظام توفير الوصول إليها من أبواب السيارة. (من حيث السعر / قوة التراجع ، فهو وحش!).
في البداية ، لم يكن من المخطط إعطاء كرة واحدة للعبة ، لكن كان علي إجراء تعديلات بالفعل في المرحلة النهائية ، لأن في الكرات المغناطيسية ، يمكن أن "يلتصقوا ببعضهم البعض" ويفصل بينهم مشكلة كبيرة ، لذلك ، من أجل استبعاد هذا الاحتمال قدر الإمكان في اللعبة ، تقرر إصدار الكرات بدورها. يتم تنفيذ التغذية باستخدام محرك السائر ومصراع مرتجل من قضيب الغزل القديم.
توحيد القوى
الشطرنج
بعد الكثير من المداولات ، تم التفكير في مهمة مع خوارزمية واحدة (في ظل ظروف معينة ، والتي يقوم اللاعبون بالحجز فيها). الشيء الوحيد المتبقي هو تنفيذ نظام لحركة الشطرنج ورد فعل أفعال اللاعبين :)
بدعم من الإنتاج الجماعي للمزرعة ، تم تنفيذ تصميم trrresh التالي: تتكون الآلية من الأزرار والصواميل M8 والمحامل الصينية والخشب. يتم تركيب مغناطيس في كل شكل بمساعدة الآلية التي تحركها. يتكون الاقتران بين المحرك والدعامة من أحد مكونات مسدس الغراء ، والذي كان لدينا مواد استهلاكية ، بسبب الاستهلاك المتزايد بشكل كبير لغراء السيليكون.
من يدري ، أخذنا القطع من مجموعة شطرنج هاري بوتر ، لا يزالون يصدرون أصواتًا مختلفة ، يتوهج ، إلخ. لم أستطع ترك هذه الميزات تمامًا ، لقد حركت هذه الشالات تحت اللوح وتبين أنه عندما يذهبون إلى الحصان - إنه جار ، وفي النهاية يمكنك سماع صوت الملك الساقط.
بعد انتصار الشطرنج ، يفتح باب الخزانة (يفتح بسرعة بمساعدة سكة حديد غاز الأثاث).
قبل الانتقال إلى الأكثر إثارة للاهتمام ، أود أن أتحدث عن مرجل (وعاء من الذكريات) واتصال داخلي للتواصل بين المسؤول والزوار أثناء اللعبة.
وعاء من الذكريات
بادئ ذي بدء ، وجد جدي هذا المرجل المصنوع من الألمنيوم سعة عشرة لترات في مرآب كخاصية للمطبخ السوفيتي :) فكرة صنع وعاء من الذكريات التي ينفخ منها الدخان (وفي الواقع البخار) معلقة في الأفكار لفترة طويلة ، ولكننا وصلنا إلى تنفيذ كفء بعد ذلك بقليل.
مرطبات بالموجات فوق الصوتية بحجم 6 (!!!) قطعة وبقوة إجمالية تبلغ حوالي 100 واط أصبحت عامل الضباب!
للأسف ، لم يتم حفظ الصورة ، ولكن الجهاز بسيط للغاية ، تم تصنيعه وفقًا للمخطط:
تم عمل الأبعاد لتناسب هذا النظام بشكل مثالي على الطاولة (مساحة للأدراج).
انتركم
إن معرفتي الضئيلة للدوائر التناظرية لم تسمح بحل سريع لهذه المشكلة. بعد محاولات طويلة وغير ناجحة (ولكن كما اتضح لاحقًا ، كان الحل قريبًا من Chetrov!) طلبت من صديقي من خيرسون أن أصنع لي مثل هذا الجهاز.
وبعد فترة حصلت على مثل هذا الجهاز يتم عمل المضخم الأولي على مضخم تشغيل منخفض الضوضاء NE5532 ، وبعد ذلك يكلف TDA2006.
أخيرًا ، ننتقل إلى أحد أكثر الأنظمة تعقيدًا في الغرفة - المعركة النهائية مع اللورد المظلم!
قتال
كانت الفكرة هي إدراك ما لا يقل عن "معركة" مماثلة للاعب (هاري بوتر) مع فولدمورت. لمزيد من التأثير ، تمت إضافة الرياح (2 مراوح). فكرنا في الكثير من الخيارات ، ثم أخبرني أحد الأصدقاء عن مصابيح WS2812 LED القابلة للتحكم. الآن حتى أكثر سائقي أردوينو كسولا يتحدثون عن الأشياء الرائعة التي قاموا بها ، ولكن بعد ذلك كان WS2812 أقل شهرة ، لكنهم أصبحوا خلاصنا! بدونهم ، كان من غير الواقعي ببساطة تحقيق فكرتنا!
تم طي شريط LED 5m إلى النصف ، وتم تمديد سلك لمفتاح القصب في الداخل. تم حرق أول شرائط بطول 5 أمتار بأمان في محاولة لتوفير مصدر الطاقة لنفس الشريط :)
بدأنا التطوير من خلال تحديد الأوقات:
وأضافت بعض المشاكل إدراج المشجعين. إذا كنت تحضر / تزيل العصا في كثير من الأحيان ، ثم التتابع (في البداية حاولت تشغيل المراوح من خلال التتابع) ، قام المتحكم الدقيق ببساطة بهدم البرج. ونتيجة لذلك ، تعرفت على القدرة على التحكم في حمل 220 فولت من خلال المقاوم البصري. بعد ذلك لا أستخدم التتابع :)
ومن الجدير بالذكر أيضًا أن قوة الحوسبة الخطيرة (على مقياس Atmega8) كانت مطلوبة لتخصيصها لمعالجة التحكم في شريط LED. في البداية ، تم تعليق عمل الشريط كثيرًا ، وعانينا لفترة طويلة ، ولم نتمكن من فهم السبب. ونتيجة لذلك ، كان علي أن أجد على الإنترنت الشخص الذي كتب المكتبة لهذا الشريط وطلب المساعدة منه. كان السبب بسيطًا: لم يكن لدى عضو الكنيست الوقت لتنفيذ الكود في معالج المقاطعة ، وبمجرد إصلاحه ، عمل كل شيء بشكل مثالي!
→ برامج وحدات التحكم الدقيقة
→ برنامج للكمبيوتر
وفقًا لفكرتنا ، يجب أن يكون هذا هو المقال الأخير ، لكننا ما زلنا نرغب في إخبارك بالكثير من الأشياء المثيرة للاهتمام ، لذلك أريد أن أعلن عن إصدار مقالتين إضافيتين حول كيفية جعل هوجورتس حقيقيًا (1) وأدخل إلى جانب أفكار غير محققة (2) من المكتب .
سيكون من المثير للاهتمام!