Geektimes, hallo! Wie versprochen ist dies eine Fortsetzung des letzten Artikels über unsere kleine Welt der Magie. Heute erzähle ich Ihnen von den Backstage magischer Quests, welche Entscheidungen getroffen wurden und wie wir zu dem Schluss kamen, dass die Quest genau ein solches Szenario und Erscheinungsbild hat.
Weil Bis die Quest erstellt wurde, mochte ich Elektronik, insbesondere das Programmieren von AVR-Mikrocontrollern in C, und es wurde beschlossen, dieses Potenzial zu maximieren, um der Quest maximale Interaktivität, Interesse und Spannung zu verleihen! Außerdem wollte ich die Quest wirklich nicht wie Dutzende anderer aussehen lassen (die zu dieser Zeit in unserer Stadt arbeiteten).
Während wir über das neue Szenario nachdachten, entschieden wir klar, dass wir keine Schlösser, keine Schlüssel, keine Standardaufgaben haben würden. Im Allgemeinen schalten Sie die Elektronik so weit wie möglich ein!
Schauen wir uns den technischen Teil genauer an und jetzt erkläre ich Ihnen, wie Sie die Elektronik so kollektiv wie möglich gestalten können.
Allgemeine Überprüfung
Wir werden die anfängliche Implementierung der Quest weglassen (vielleicht werde ich später darüber sprechen) und uns auf den Moment des Abschlusses konzentrieren (nach dem die Quest die endgültige Form hat).
Nachdem wir unsere neue Vision der Suche besprochen hatten, stellte ich fest, dass die Leistung eines Mikrocontrollers bereits gering ist und Sie einen Computer anschließen müssen, um alle Geräte in einem einzigen System zu kombinieren. Um die Integrität des Bildes zu verstehen, wurde ein Diagramm aller Geräte und ihrer Wechselwirkungen erstellt:
Aus dem Diagramm könnte man meinen, dass der Computer der Hauptcomputer ist, aber dies ist nicht ganz richtig. Er wird die Rolle der Verwaltung und Wiedergabe von Audiospuren übernehmen, die wir, wie Sie bereits im vorherigen Artikel bemerkt haben, sehr oft haben.
Der Atmega16-Mikrocontroller wurde zum Herzstück des gesamten Systems (das einzige Auswahlkriterium war eine ausreichende Anzahl von GPIOs), das über UART auf einem Computer mit dem Programm kommuniziert. Alle anderen Geräte werden auf dem Atmega8-Mikrocontroller hergestellt (er ist in Bezug auf die Anzahl der GPIOs ausgezeichnet und hat einen erschwinglichen Preis).
Die meisten Platinen sind auf die coolsten zweiseitigen Steckbretter gelötet, alle Details in den DIP-Gehäusen. Einige Bretter blieben von Anfang an bei der Suche.
Programm für ComputerDas Hauptprogrammfenster:
Erweitertes Fenster für Notsituationen:
Fehlerfenster:
Die Hauptplatine empfängt nur (!) Diskrete Signale von anderen Geräten (über die auf dem Foto sichtbaren Optokoppler), kommuniziert mit dem Computer und steuert die LED in der Speicherschale.
Primäre Zauberkanone: Zauberstab
Ein Zauberstab ist ein wenig Magie, ein Neodym-Magnet ist in seine Spitze eingebaut. Er machte sie für nur 2 Dollar zu einem guten Großvater für Holz. Das Hauptproblem bestand darin, einen Magneten mit maximalem Durchmesser zu schieben, um die Spitze so dünn wie möglich zu halten.
Schauen wir uns nun jedes Gerät genauer an.
Roter Zweig
Das Buch
Das Audioereignis des Buches wird vom Trailer ausgelöst, der in einem Regal montiert ist. Es ist zunächst geschlossen und um es zu öffnen, müssen Sie einen Zauberstab mit einem Magneten mitbringen. Das Buch ist wie ein Mini-Safe: Es verfügt über Batterien (Li-Ion 3S), einen Reed-Schalter und einen Transistorschlüssel, der die elektromechanische Verriegelung steuert (damit nicht der gesamte Strom durch den Reed-Schalter fließt. Gleichzeitig können Sie ein schönes Leuchten im Reed-Schalter sehen, das jedoch nicht lange anhält und die Wahrscheinlichkeit, dass Kontakte „hängen bleiben“). Hier ist alles einfach - der Stab wird angehoben, der Reed-Schalter leitet Strom, der Transistor ist offen und der Verriegelungsbolzen ist eingefahren. Das Innere des Zehensafes sieht folgendermaßen aus:
Und die letzte Ansicht:
Dobby
Weil Die Aufgabe bestand darin, am interaktivsten darauf zu reagieren, die Socke zu Dobby zu bringen. Die Wahl fiel auf die RFID-Technologie. Dazu musste ich einen kleinen Schlüsselbund in meine Socke nähen (wie von einer Gegensprechanlage am Eingang) und auf die Socke das gleiche Zeichen wie bei Dobby in seiner Handfläche setzen. Hinter dem Bild von Dobby steht das RFID-Modul.
Das Gerät basiert auf dem Atmega8-Mikrocontroller und dem beliebten RC522-RFID-Modul. Nach dem Anheben der Socke (ein Reaktionsradius von bis zu 4 cm ist einfach perfekt) öffnet der Feldeffekttransistor die elektromagnetische Verriegelung in der Box und mit Hilfe einer Feder wird der Deckel angehoben, ein Signal an die Hauptplatine gesendet und ein rotes Licht leuchtet in der Speicherschale auf.
Blauer Zweig
Kamin
Der Kamin ist natürlich falsch. Hergestellt aus Profil und Trockenbau mit Ziegelfliesen verklebt.
Elektronik auf Atmega8 montiert. In jedem Ziegel ist ein Anhänger montiert und ein blauer LED-Streifen ist angeschlossen. Die Ziegel selbst sitzen auf einer Seite der Vorhänge, und auf der anderen Seite wird eine primitive Führung mit einer Rückstellfeder hergestellt. Wenn Sie zum ersten Mal auf einen Stein klicken, leuchten alle Druckknöpfe (es gibt 7 davon) 100 ms lang und das Auge wird mit einem Schrittmotor aus dem Bild entfernt. Das Signal wird an die Hauptplatine gesendet, der Speicher wird eingeschaltet und das blaue Licht in der Speicherschale.
Der Schrittmotor und der LED-Streifen werden mit der Darlington ULN2003-Transistorbaugruppe gesteuert (für Neugierige kann der theoretische Teil hier gelesen werden ).
Jetzt kehrt jeder Klick auf einen Stein seinen Zustand um (ein Drücken - Ein, das nächste - Aus usw.). Wenn Sie zum ersten Mal auf einen Stein klicken, wird der Infrarotsensor im Bild ausgeblendet: Die IR-LED leuchtet, die Strahlung schlägt vom sich nähernden Spieler weg und es wird getroffen zu einem IR-Transistor, der verwendet Kollektivfarm Eine genaue Einstellung durch Widerstände ergibt ein diskretes Signal 0 oder 1 am Ausgang.
Es gibt auch eine Lösung gegen störende Beleuchtung (insbesondere dann, wenn Benutzer anfangen, eine Lampe auf den Kamin zu richten). Eine weitere (maskierte) Lösung ist im offenen Stromkreis des Haupt-IR-Transistors enthalten, der bei Lichteinwirkung einfach die Reaktion des Mikrocontrollers ausschaltet.
Sobald der IR-Sensor ausgelöst wird, schaltet der Mikrocontroller auch das Blinken der gewünschten Kombination ein, die gedrückt werden muss (Hervorheben), und übrigens spielt auch die Reihenfolge des Drückens eine Rolle. Durch Blinken der gewünschten Kombination werden alle zuvor gepressten Steine ausgeschaltet.
Wenn die richtige Kombination gedrückt wurde, wird das Bild mit Hilfe eines elektromechanischen Riegels geöffnet, der größer als in den Schatullen ist. Dazu musste ich sogar nur für diesen Riegel einen ziemlich großen Transformator einsetzen.
(Im Allgemeinen sind diese Latches sehr schwach, obwohl sie in der Spitze viel Strom verbrauchen. Sie müssen sehr vorsichtig mit ihrer Steuerung sein. Wenn Sie sie länger als 5 Sekunden mit Strom versorgen, kann sie einfach durchbrennen. So habe ich einen Latch verbrannt.)
Zugriff auf technische Knoten und Karte Grüner Zweig
Sarg
Auf dem Tisch steht ein unauffälliges Glas auf dem Anhänger. Wenn Sie es anheben, leuchtet das grüne Licht im Kessel auf und der Sarg öffnet sich, in dem sich ein Hinweis auf die Tür befindet.
(Dies ist das gleiche Glas, das für das Osterei mit Dobbys Witzen benötigt wird, das im ersten Artikel beschrieben wird.)
Die Tür
Wenn Sie den Griff zum ersten Mal ganz nach oben und unten drücken (dazu mussten Sie 2 Endschalter an der Rückseite der Tür anbringen, um auf das vollständige Drücken des Griffs zu reagieren), beginnt das Auge der Schlange an der Tür zu blinken.
Der richtige Türöffnungsalgorithmus kann anhand der Eingabeaufforderung verstanden werden:
Später stellte sich heraus, dass dieser Hinweis für die Spieler ziemlich kompliziert ist. Anschließend wurde es durch ein verständlicheres ersetzt Während Pausen (5s) hängt der Mikrocontroller einfach verzögert, und während des Drückens wird die Variable inkrementiert. Wenn Sie den Griff also lange und fest drücken, öffnet er sich trotzdem. Übrigens haben einige Leute die Tür auf diese Weise geöffnet, ohne zu verstehen, wie sie es gemacht haben. Um für dieses einfache Unterfangen keine neue Platine mit einem separaten Mikrocontroller herzustellen, wurden mehrere freie Stifte auf der Labyrinthplatine gefunden und alles wurde dort angeschlossen.
Brustspiegel
Auf den Deckel der Truhe werden 10 magische Symbole aufgebracht und im Inneren des Schilfs darunter geklebt.
Der Benutzer muss den Zauberstab auf die 3 richtigen Zeichen bringen (die Reihenfolge spielt keine Rolle. Das Foto ist mit Häkchen markiert). Andere Figuren haben jedoch auch Reed-Schalter, die den Zauberstab halten, auf den vorherige Klicks abgebrochen werden, selbst wenn sie korrekt waren (so dass es unmöglich war, die Truhe durch Halten des Zauberstabs zu öffnen alle Zeichen in einer Reihe). Mit der richtigen Auswahl an Symbolen öffnet sich der Elektromagnet in der Brust (die bevorzugten Atmega8 und ULN2003 befinden sich in der Brust). In diesem Stadium wird ein Signal an die Labyrinth-Wählplatte gesendet (eine übliche Einheit vom Stift eines MK zum Stift eines anderen über einen Transistorschlüssel), und die Wirbel beginnen sich im Labyrinth zu drehen.
Labyrinth
Wir haben dieses riesige Design unterschätzt. Die Erstellung hat viel Zeit und Mühe gekostet, aber das Ergebnis hat sich gelohnt. Für die Arbeit des „großen schwarzen Objekts an der Wand“ war viel GPIO erforderlich (alles wurde auf primitivste Weise durchgeführt - keine Multiplexer / Demultiplexer, nur Hardcore!), Also musste ich das Gerät in Funktionseinheiten aufteilen - das Zifferblatt und das Labyrinth selbst. Jeder Knoten wird auf demselben Atmega8 erstellt.
Im Labyrinth ist das Prinzip einfach (obwohl es damals nicht ganz einfach schien :)). Viele Probleme wurden durch das Vorhandensein eines Balls am Ende seines Weges verursacht. Zufällige Interferenzen störten ständig den Betrieb eines offenen Optokopplers.
Es sind diese gelben Kondensatoren, die zur Lösung des Problems des zufälligen Betriebs von Optokopplern beigetragen haben.
Durch das Passieren des Labyrinths öffnet sich der Zugang zur grünen Kugel. Das System für den Zugang ist von den Fahrzeugtüren aus verriegelt. (In Bezug auf Preis / Rückzugskraft ist er ein Monster!).
Ursprünglich war nicht geplant, 1 Ball für das Spiel auszugeben, aber ich musste bereits in der Endphase Anpassungen vornehmen, weil Bei Magnetkugeln können sie „zusammenkleben“ und sie trennen. Dies ist sehr problematisch. Um diese Wahrscheinlichkeit im Spiel so weit wie möglich auszuschließen, wurde beschlossen, nacheinander Bälle auszugeben. Die Zuführung erfolgt mit einem Schrittmotor und einem improvisierten Verschluss von einer alten Spinnrute.
Kräfte bündeln
Schach
Nach langem Überlegen wurde eine Aufgabe mit einem einzigen Algorithmus durchdacht (unter bestimmten Bedingungen, die die Spieler reservieren). Das einzige, was noch übrig war, war ein System der Schachbewegung und der Reaktion auf die Aktionen der Spieler zu implementieren :)
Mit Unterstützung der kollektiven landwirtschaftlichen Produktion wurde das folgende trrrresh-Design implementiert: Der Mechanismus besteht aus Bolzen und Muttern M8, chinesischen Lagern und Holz. In jeder Figur ist ein Magnet angebracht, mit dessen Hilfe der Mechanismus sie bewegt. Die Kupplung zwischen Motor und Bolzen besteht aus einer Komponente der Klebepistole, die wir aufgrund des stark erhöhten Verbrauchs an Silikonkleber als Verbrauchsmaterial hatten.
Wer weiß, wir haben die Figuren aus dem Harry-Potter-Schachspiel genommen, sie machen immer noch unterschiedliche Geräusche, Glühen usw. Ich konnte diese Gesichtszüge nicht einfach so lassen, ich schob diese Schals unter das Brett und es stellte sich heraus, dass er, wenn sie zu Pferd gehen, wiehert und am Ende das Geräusch des gefallenen Königs zu hören ist.
Nach einem Schachsieg öffnet sich die Schranktür (sie öffnet sich schnell mit Hilfe einer Möbelgasschiene).
Bevor ich zu den interessantesten übergehe, möchte ich über einen Kessel (eine Schüssel mit Erinnerungen) und eine Gegensprechanlage für die Kommunikation zwischen dem Administrator und den Besuchern während des Spiels sprechen.
Schüssel voller Erinnerungen
Zunächst wurde dieser 10-Liter-Aluminiumkessel von meinem Großvater in einer Garage als Attribut der sowjetischen Küche gefunden :) Die Idee, eine Schüssel mit Erinnerungen herzustellen, aus denen Rauch (und tatsächlich Dampf) weht, hing lange Zeit in Gedanken, aber wir kamen zu einer kompetenten Umsetzung später.
Ultraschallbefeuchter in einer Menge von 6 (!!!) Stk. Und mit einer Gesamtleistung von ca. 100 Watt wurden zum Nebelmittel!
Leider wurde das Foto nicht erhalten, aber das Gerät ist sehr einfach, nach dem Schema hergestellt:
Die Abmessungen wurden so angepasst, dass dieses System perfekt auf den Tisch passt (Platz für Schubladen).
Gegensprechanlage
Mein dürftiges Wissen über analoge Schaltkreise ermöglichte keine schnelle Lösung dieses Problems. Nach langen und erfolglosen Versuchen (aber wie sich später herausstellte, war die Lösung Chetrov nahe!), Fragte ich meinen Freund aus Cherson, mich zu einem solchen Gerät zu machen.
Und nach einer Weile bekam ich so ein Gerät Der Vorverstärker wird auf einem rauscharmen Operationsverstärker NE5532 hergestellt, wonach er TDA2006 kostet.
Schließlich gehen wir zu einem der komplexesten Systeme im Raum über - dem letzten Kampf mit dem Dunklen Lord!
Kämpfe
Die Idee war, zumindest einen ungefähr ähnlichen „Kampf“ des Spielers (Harry Potter) mit Voldemort zu realisieren. Für eine größere Wirkung wurde Wind hinzugefügt (2 Lüfter). Wir haben über viele Optionen nachgedacht, und dann hat mir ein Freund von adressierbaren WS2812-LEDs erzählt. Jetzt sprechen sogar die faulsten Arduino-Fahrer darüber, was für coole Dinge sie getan haben, aber dann war WS2812 weniger bekannt, aber sie wurden unsere Rettung! Ohne sie war es einfach unrealistisch, unsere Idee zu verwirklichen!
5 m LED-Streifen wurden in zwei Hälften gefaltet und ein Draht für einen Reedschalter wurde nach innen gespannt. Die ersten 5-Meter-Bänder wurden sicher gebrannt, um die Stromversorgung für dasselbe Band zu schonen :)
Wir haben mit der Entwicklung begonnen, indem wir die Timings festgelegt haben:
Einige Probleme fügten die Einbeziehung von Fans hinzu. Wenn Sie den Stab oft mitbringen / entfernen, dann das Relais (anfangs habe ich versucht, die Lüfter über das Relais einzuschalten), der Mikrocontroller hat den Turm einfach abgerissen. Als Ergebnis lernte ich die Fähigkeit, eine 220-V-Last über einen Optosimmistor zu steuern. Danach benutze ich kein Relais :)
Es ist auch erwähnenswert, dass ernsthafte Rechenleistung (auf der Atmega8-Skala) erforderlich war, um sich der Steuerung von LED-Streifen zu widmen. Anfangs hing die Arbeit des Bandes sehr, wir litten lange, wir konnten nicht verstehen warum. Infolgedessen musste ich im Internet die Person finden, die die Bibliothek für dieses Band geschrieben hatte, und ihn um Hilfe bitten. Der Grund war einfach: Der MK hatte keine Zeit, den Code im Interrupt-Handler auszuführen, und sobald wir ihn behoben hatten, funktionierte alles perfekt!
→ Programme für Mikrocontroller
→ Programm für Computer
Nach unserer Idee sollte dies der letzte Artikel sein, aber wir möchten Ihnen noch viele interessante Dinge erzählen. Deshalb möchte ich die Veröffentlichung von zwei weiteren Artikeln ankündigen, wie man echte Hogwarts (1) macht und zusammen mit nicht realisierten Ideen (2) aus dem Büro verprügelt .
Es wird interessant sein!