Geektimes, hola! Como se prometió, esta es una continuación del último artículo sobre nuestro pequeño mundo de magia. Hoy te contaré sobre el backstage de las misiones mágicas, qué decisiones se tomaron y cómo llegamos a la conclusión de que la búsqueda tiene tal escenario y apariencia.
Porque Hasta que se construyó la búsqueda, me gustaba la electrónica, en particular, la programación de microcontroladores AVR en C, ¡se decidió tratar de maximizar este potencial, lo que permitiría agregar la máxima interactividad, interés y emoción a la búsqueda! Además, realmente no quería hacer que la búsqueda se viera como docenas de otros (trabajando en ese momento en nuestra ciudad).
Al pensar en el nuevo escenario, decidimos claramente que no tendríamos cerraduras, ni llaves, ni tareas estándar, en general, ¡encenderíamos la electrónica al máximo de nuestras capacidades!
Echemos un vistazo más de cerca a la parte técnica, y ahora te diré cómo hacer que la electrónica sea lo más colectiva posible.
Revisión general
Omitiremos la implementación inicial de la búsqueda (tal vez hablaré de esto más adelante) y nos centraremos en el momento de finalización (después de lo cual la búsqueda tiene la forma final).
Después de discutir nuestra nueva visión de la búsqueda, me di cuenta de que el poder de un microcontrolador ya es pequeño y que necesitas conectar una computadora, combinando todos los dispositivos en un solo sistema. Para comprender la integridad de la imagen, se compiló un diagrama de todos los dispositivos y sus interacciones:
Según el diagrama, puede pensar que la computadora es la principal, pero esto no es del todo cierto, asumirá el papel de administrar y reproducir pistas de audio, que, como ya notó en el artículo anterior, tenemos mucho.
El microcontrolador Atmega16 se convirtió en el corazón de todo el sistema (el único criterio de selección era un número suficiente de GPIO), que, a través de UART, se comunica con el programa en la computadora. Todos los demás dispositivos están hechos en el microcontrolador Atmega8 (es excelente en la cantidad de GPIO y tiene un precio asequible).
La mayoría de las placas se sueldan en las placas de prueba de dos lados más frescas, respectivamente, todos los detalles en los casos DIP. Algunas tablas permanecieron desde el comienzo de la búsqueda.
Programa para computadoraLa ventana principal del programa:
Ventana ampliada para situaciones de emergencia:
Ventana de error:
La placa principal solo recibe (!) Señales discretas de otros dispositivos (a través de los optoacopladores que se pueden ver en la foto), se comunica con la computadora, controla el LED en el tazón de memoria.
Cañón Mágico Primario: Varita
Una varita mágica es un poco mágica, un imán de neodimio está incorporado en su punta. Él la convirtió en un buen abuelo para la madera por solo $ 2. El principal problema era empujar un imán de diámetro máximo, manteniendo la punta lo más delgada posible.
Ahora echemos un vistazo más de cerca a cada dispositivo.
Rama roja
El libro
El evento de audio del libro es activado por el avance, que está montado en un estante. Inicialmente está cerrado y para abrirlo, debe traer una varita con un imán. El libro es como una mini caja fuerte: tiene baterías (Li-ion 3S), un interruptor de láminas y una tecla de transistor que controla el pestillo electromecánico (para no dejar pasar toda la corriente a través del interruptor de láminas. Al mismo tiempo, puede observar un hermoso brillo dentro del interruptor de láminas, pero no durará y la probabilidad de "pegar" contactos). Aquí todo es simple: la varita se abre, el interruptor de láminas pasa corriente, el transistor está abierto y el perno de retención se retrae. El interior de la caja fuerte del dedo del pie se ve así:
Y la vista final:
Dobby
Porque la tarea era reaccionar de manera más interactiva para llevar el calcetín a Dobby, la elección recayó en la tecnología RFID. Para hacer esto, tuve que coser un pequeño llavero en mi calcetín (como desde un intercomunicador en la entrada) y poner en el calcetín el mismo cartel que Dobby en la palma de su mano. Detrás de la imagen de Dobby está el módulo RFID.
El dispositivo se basa en el microcontrolador Atmega8 y el popular módulo RC522 RFID. Después de levantar el calcetín (un radio de respuesta de hasta 4 cm es perfecto), el transistor de efecto de campo abre el pestillo electromagnético en la caja y con la ayuda de un resorte se levanta la tapa, se envía una señal a la placa principal y se enciende una luz roja en el tazón de memoria.
Rama azul
Chimenea
La chimenea es naturalmente falsa. Hecho de perfil y paneles de yeso pegados con baldosas de ladrillo.
Electrónica ensamblada en Atmega8. Se monta un remolque en cada ladrillo y se conecta una tira de LED azul. Los ladrillos mismos se sientan a un lado de las cortinas, y en el otro se hace una guía primitiva con un resorte de retorno. Cuando hace clic por primera vez en cualquier ladrillo, todos los botones (hay 7 de ellos) se iluminan durante 100 ms y se retira el ojo con un motor paso a paso, la señal irá a la placa principal, la memoria se encenderá y la luz azul en el tazón de memoria.
El motor paso a paso y la tira de LED se controlan utilizando el conjunto de transistor Darlington ULN2003 (para los curiosos, la parte teórica se puede leer aquí ).
Ahora, cada clic en cualquier ladrillo invierte su estado (un clic - encendido, el siguiente - apagado y así sucesivamente), la primera vez que hace clic en cualquier ladrillo, el sensor de infrarrojos está oculto en la imagen: el LED IR está encendido, la radiación está alejándose del jugador que se aproxima y se pone a un transistor IR que usando granja colectiva Los ajustes exactos por resistencias dan una señal discreta 0 o 1 en la salida.
También hay una solución contra la iluminación espuria (especialmente cierto si los usuarios comienzan a encender una lámpara en la chimenea), una más (enmascarada) se incluye en el circuito abierto del transistor IR principal, que, cuando se expone a la luz, simplemente apaga la reacción del microcontrolador.
Tan pronto como se activa el sensor IR, el microcontrolador también enciende el parpadeo de la combinación deseada que debe presionarse (resaltarse) y, por cierto, la secuencia de presionar también juega un papel importante. El parpadeo de la combinación deseada apaga todos los ladrillos previamente presionados.
Cuando se presionó la combinación correcta, la imagen se abre con la ayuda de un pestillo electromecánico más grande que en los ataúdes. Para hacer esto, incluso tuve que poner un transformador bastante grande solo para este pestillo.
(En general, estos pestillos son muy débiles, aunque consumen mucha corriente en el pico. Debe tener mucho cuidado con su control, si le da corriente durante más de 5 segundos, simplemente puede quemarse, así es como quemé un pestillo)
Acceso a nodos técnicos y placa Rama verde
Ataúd
En la mesa hay un frasco discreto en el remolque; si lo levanta, se enciende la luz verde en el caldero y se abre el ataúd, en el que hay una pista para la puerta.
(Este es el mismo frasco que se necesita para el huevo de Pascua con los chistes de Dobby, que se describe en el primer artículo)
La puerta
Cuando presiona la manija completamente hacia arriba y hacia abajo (para esto, tuvo que poner 2 interruptores finales en la parte posterior de la puerta para responder presionando la manija por completo), el ojo de la serpiente en la puerta comienza a parpadear.
El algoritmo de apertura de puerta correcto se puede entender desde el indicador:
Más tarde resultó que esta pista es bastante complicada para los jugadores. Posteriormente, fue reemplazado por uno más comprensible Durante las pausas (5s), el microcontrolador simplemente se cuelga con retraso y, al presionar, la variable se incrementa. Por lo tanto, si presiona la manija durante mucho tiempo y con fuerza, se abrirá de todos modos, por cierto, algunas personas abrieron la puerta de esta manera, sin entender cómo lo hicieron. Para no hacer una nueva placa con un microcontrolador separado para esta simple tarea, se encontraron varios pines libres en la placa del laberinto y todo estaba conectado allí.
Espejo de pecho
En la tapa del cofre se aplican 10 símbolos mágicos, y dentro de la caña están pegados debajo de ellos.
El usuario debe llevar la varita a los 3 caracteres correctos (la secuencia no importa. La foto está marcada con marcas de verificación), sin embargo, otras figuras también tienen interruptores de láminas, sosteniendo la varita que cancela los clics anteriores, incluso si eran correctos (por lo que era imposible abrir el cofre manteniendo la varita presionada). todos los caracteres en una fila). Con la elección correcta de símbolos, se abre el electroimán en el cofre (los Atmega8 y ULN2003 favoritos están en el cofre). En esta etapa, se envía una señal al tablero de marcado del laberinto (una unidad común desde el pin de un MK al pin de otro a través de una tecla de transistor) y los giros comienzan a girar en el laberinto.
Laberinto
Subestimamos este gran diseño. Se tomó mucho tiempo y esfuerzo para crear, pero el resultado valió la pena. Para el trabajo del "gran objeto negro en la pared", se requería una gran cantidad de GPIO (todo se hizo de la manera más primitiva: ¡sin multiplexores / demultiplexores, solo hardcore!), Así que tuve que dividir el dispositivo en unidades funcionales: el dial y el laberinto en sí. Cada nodo se realiza en el mismo Atmega8.
En el laberinto, el principio es simple (aunque entonces no parecía tan simple :)). Muchos problemas fueron causados por la presencia de una pelota al final de su camino. La interferencia aleatoria estaba interfiriendo constantemente con la operación de un optoacoplador abierto.
Son estos condensadores amarillos los que ayudaron a resolver el problema del funcionamiento aleatorio de los optoacopladores.
Como resultado de pasar el laberinto, se abre el acceso a la esfera verde. El sistema para proporcionar acceso a él se cierra con llave desde las puertas del automóvil. (En términos de precio / fuerza de retracción, ¡es un monstruo!).
Inicialmente, no estaba planeado dar 1 bola para el juego, pero tuve que hacer ajustes ya en la etapa final, porque en bolas de magnetismo, pueden "pegarse" y separarlas es muy problemático, por lo tanto, para excluir esta probabilidad tanto como sea posible en el juego, se decidió emitir bolas a su vez. La alimentación se lleva a cabo utilizando un motor paso a paso y un obturador improvisado de una vieja varilla giratoria.
Uniendo fuerzas
Ajedrez
Después de mucha deliberación, se pensó una tarea con un solo algoritmo (bajo ciertas condiciones, que los jugadores hacen una reserva). Lo único que quedaba era implementar un sistema de movimiento de ajedrez y reacción a las acciones de los jugadores :)
Con el apoyo de la producción agrícola colectiva, se implementó el siguiente diseño trrrresh: El mecanismo está hecho de espárragos y tuercas M8, rodamientos chinos y madera. Se monta un imán en cada figura con la ayuda de la cual el mecanismo los mueve. El acoplamiento entre el motor y el perno está hecho de un componente de la pistola de pegamento, que teníamos consumibles, debido al consumo enormemente aumentado de pegamento de silicona.
Quién sabe, tomamos las piezas del juego de ajedrez de Harry Potter, todavía hacen diferentes sonidos, brillan, etc. No podía dejar estas características así, moví estos chales debajo del tablero y resultó que cuando van a caballo, él relincha, y al final puedes escuchar el sonido del rey caído.
Después de una victoria en el ajedrez, la puerta del gabinete se abre (se abre rápidamente con la ayuda de un riel de gas para muebles).
Antes de pasar a lo más interesante, quiero hablar sobre un caldero (un cuenco de recuerdos) y un intercomunicador para la comunicación entre el administrador y los visitantes durante el juego.
Tazón de recuerdos
Para empezar, este caldero de aluminio de diez litros fue encontrado por mi abuelo en el garaje como un atributo de la cocina soviética :) La idea de crear un cuenco de recuerdos de los que soplaría humo (y de hecho vapor) estuvo en nuestros pensamientos durante mucho tiempo, pero llegamos a una implementación competente un poco mas tarde
¡Los humidificadores ultrasónicos en la cantidad de 6 (!!!) piezas y con una potencia total de aproximadamente 100 vatios se convirtieron en el agente de nebulización!
Por desgracia, la foto no se conservó, pero el dispositivo es muy simple, hecho de acuerdo con el esquema:
Las dimensiones se hicieron para adaptarse perfectamente a este sistema en la mesa (espacio para cajones).
Intercomunicador
Mi escaso conocimiento de los circuitos analógicos no permitió una solución rápida a este problema. Después de largos e infructuosos intentos (¡pero resultó que más tarde, la solución estaba cerca de Chetrov!) Le pedí a mi amigo de Kherson que me hiciera tal dispositivo.
Y después de un tiempo obtuve tal dispositivo El preamplificador está hecho en un amplificador operacional de bajo ruido NE5532, después de lo cual cuesta TDA2006.
Circuito de preamplificador Finalmente, pasamos a uno de los sistemas más complejos de la sala: ¡la batalla final con el Señor Oscuro!
Pelea
La idea era realizar al menos una "batalla" más o menos similar del jugador (Harry Potter) con Voldemort. Para mayor efecto, se ha agregado viento (2 ventiladores). Pensamos en muchas opciones, y luego un amigo me habló de los LED WS2812 direccionables. Ahora, incluso los conductores Arduino más perezosos hablan sobre las cosas geniales que hicieron, pero luego WS2812 eran menos conocidos, ¡pero se convirtieron en nuestra salvación! Sin ellos, ¡no era realista realizar nuestra idea!
La tira de LED de 5 m se dobló por la mitad, y un cable para un interruptor de láminas se estiró en el interior. Las primeras 5m se grabaron de forma segura en un intento de ahorrar en la fuente de alimentación para la misma cinta :)
Comenzamos el desarrollo estableciendo los tiempos:
Algunos problemas agregaron la inclusión de los fanáticos. Si traes / quitas la varita con frecuencia, entonces el relé (inicialmente intenté encender los ventiladores a través del relé), el microcontrolador simplemente demolió la torre. Como resultado, aprendí sobre la capacidad de controlar una carga de 220V a través de un optosimmistor. Después de eso no uso un relé :)
También vale la pena mencionar que se requería una gran potencia informática (en la escala Atmega8) para dedicar el control de la tira de LED. Al principio, el trabajo de la cinta colgaba mucho, sufrimos durante mucho tiempo, no podíamos entender por qué. Como resultado, tuve que encontrar en Internet a la persona que escribió la biblioteca para esta cinta y pedirle ayuda. La razón era simple: el MK no tuvo tiempo de ejecutar el código en el controlador de interrupciones, y tan pronto como lo arreglamos, ¡todo funcionó perfectamente!
→ Programas para microcontroladores
→ Programa para computadora
Según nuestra idea, este debería ser el último artículo, pero aún queremos contarte muchas cosas interesantes, por lo que quiero anunciar el lanzamiento de dos artículos más sobre cómo hacer Hogwarts real (1) y golpear junto con ideas no realizadas (2) de la oficina .
¡Será interesante!