जादूगर कैसे बनें (भाग 2)। तकनीकी बैकस्टेज

Geektimes, हैलो! जैसा कि वादा किया गया था, यह जादू की हमारी छोटी दुनिया के बारे में पिछले लेख की एक निरंतरता है। आज मैं आपको मैजिक क्वैस्ट के बैकस्टेज के बारे में बताऊंगा कि क्या निर्णय लिए गए थे और हम कैसे इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि खोज में बस इतना ही परिदृश्य और उपस्थिति है।

क्योंकि जब तक खोज का निर्माण नहीं हो जाता, तब तक मैं इलेक्ट्रॉनिक्स का शौकीन था, विशेष रूप से, सी में AVR माइक्रोकंट्रोलर को प्रोग्रामिंग करते हुए, इस क्षमता को अधिकतम करने का प्रयास करने का निर्णय लिया गया, जिससे खोज में अधिकतम अन्तरक्रियाशीलता, रुचि और उत्साह को जोड़ना संभव हो सके! इसके अलावा, मैं वास्तव में इस खोज को दर्जनों अन्य लोगों की तरह नहीं बनाना चाहता था (हमारे शहर में उस समय काम कर रहा था)।

नए परिदृश्य पर विचार करते हुए, हमने स्पष्ट रूप से निर्णय लिया कि हमारे पास कोई ताला नहीं होगा, कोई चाबी नहीं होगी, कोई मानक कार्य नहीं होगा, सामान्य तौर पर, इलेक्ट्रॉनिक्स को हमारी क्षमताओं के अधिकतम करने के लिए चालू करें!

आइए तकनीकी भाग पर एक करीब से नज़र डालें, और अब मैं आपको बताऊंगा कि इलेक्ट्रॉनिक्स को यथासंभव सामूहिक कैसे बनाया जाए।

सामान्य समीक्षा

हम खोज के प्रारंभिक कार्यान्वयन को छोड़ देंगे (हो सकता है कि मैं इस बारे में बाद में बात करूं), और पूरा होने के क्षण पर ध्यान केंद्रित करें (जिसके बाद खोज का अंतिम रूप है)।

जब हमने खोज की हमारी नई दृष्टि पर चर्चा की, तो मैंने महसूस किया कि एक माइक्रोकंट्रोलर की शक्ति पहले से ही छोटी है और आपको सभी डिवाइसों को एक सिस्टम में मिलाकर एक कंप्यूटर से कनेक्ट करने की आवश्यकता है। चित्र की अखंडता को समझने के लिए, सभी उपकरणों और उनके इंटरैक्शन का एक चित्र संकलित किया गया था:

आरेख से आप सोच सकते हैं कि कंप्यूटर मुख्य है, लेकिन यह पूरी तरह से सच नहीं है, यह ऑडियो ट्रैक को प्रबंधित करने और चलाने की भूमिका निभाएगा, जो कि आपने पिछले लेख से देखा था, हमारे पास बहुत कुछ है।

Atmega16 माइक्रोकंट्रोलर पूरे सिस्टम का दिल बन गया (केवल चयन मानदंड पर्याप्त संख्या में GPIOs था), जो UART के माध्यम से कंप्यूटर पर प्रोग्राम के साथ संचार करता है। अन्य सभी उपकरण Atmega8 माइक्रोकंट्रोलर पर बनाए गए हैं (यह GPIO की संख्या के मामले में उत्कृष्ट है और एक सस्ती कीमत है)।

अधिकांश बोर्ड क्रमशः डीआईपी-मामलों में सभी विवरणों में सबसे अच्छे दो तरफा ब्रेडबोर्ड पर टांके लगाए जाते हैं। कुछ बोर्ड खोज की शुरुआत से ही बने रहे।

कंप्यूटर के लिए कार्यक्रम

मुख्य कार्यक्रम खिड़की:

आपातकालीन स्थितियों के लिए विस्तारित खिड़की:

त्रुटि विंडो:

मुख्य बोर्ड केवल प्राप्त करता है (!) अन्य डिवाइसों से असतत संकेतों (फोटो में देखे जाने वाले ऑप्टोकॉपर्स के माध्यम से), कंप्यूटर के साथ संचार करता है, मेमोरी बाउल में एलईडी को नियंत्रित करता है।

प्राथमिक मैजिक तोप: छड़ी

एक जादू की छड़ी एक छोटा सा जादू है, एक न्योडियम चुंबक उसके टिप में बनाया गया है। उन्होंने उसे केवल $ 2 के लिए लकड़ी के लिए एक अच्छा दादा-टर्नर बनाया। मुख्य समस्या अधिकतम व्यास के एक चुंबक को हिला देना था, टिप को जितना संभव हो उतना पतला रखना।

अब प्रत्येक डिवाइस पर करीब से नज़र डालते हैं।

लाल शाखा

पुस्तक

पुस्तक की ऑडियो घटना को ट्रेलर द्वारा ट्रिगर किया गया है, जिसे एक शेल्फ में रखा गया है। यह शुरू में बंद है और इसे खोलने के लिए, आपको चुंबक के साथ एक छड़ी लाने की जरूरत है। पुस्तक एक मिनी-सेफ़ की तरह है: इसमें बैटरी (ली-आयन 3 एस), एक रीड स्विच और एक ट्रांजिस्टर कुंजी है, जो इलेक्ट्रोमैकेनिकल लैच को नियंत्रित करती है (ताकि रीड के स्विच के माध्यम से सभी चालू न होने दें। एक ही समय में, आप रीड स्विच के अंदर एक सुंदर चमक देख सकते हैं, लेकिन यह लंबे समय तक नहीं चलेगा। और "चिपके हुए" संपर्कों की संभावना)। यहां सब कुछ सरल है - छड़ी को ऊपर लाया जाता है, रीड स्विच चालू होता है, ट्रांजिस्टर खुला होता है और कुंडी बोल्ट पीछे हटा दिया जाता है। पैर की अंगुली सुरक्षित अंदर इस तरह दिखता है:

और अंतिम दृश्य:

डॉबी

क्योंकि यह कार्य डोबी में जुर्राब लाने के लिए सबसे अंतःक्रियात्मक रूप से प्रतिक्रिया करने के लिए था, चुनाव RFID तकनीक पर गिर गया। ऐसा करने के लिए, मुझे अपनी जुर्राब में एक छोटे चाबी का गुच्छा (जैसे प्रवेश द्वार पर एक इंटरकॉम से) को सिलाई करना था और जुर्राब पर उसी तरह का चिह्न डालना था जैसे कि डॉबी के हाथ की हथेली में। डॉबी की तस्वीर के पीछे आरएफआईडी मॉड्यूल है।

डिवाइस Atmega8 माइक्रोकंट्रोलर और लोकप्रिय RC522 RFID मॉड्यूल पर आधारित है। जुर्राब लाने के बाद (4 सेमी तक की प्रतिक्रिया त्रिज्या एकदम सही होती है), क्षेत्र प्रभाव ट्रांजिस्टर बॉक्स में विद्युत चुम्बकीय कुंडी खोलता है और वसंत की मदद से ढक्कन को उठा लिया जाता है, एक संकेत मुख्य बोर्ड और लाल बत्ती की रोशनी में भेजा जाता है।

भुगतान

नीली शाखा

चिमनी

चिमनी प्राकृतिक रूप से नकली है। प्रोफाइल और ड्राईवाल ईंट की टाइलों से सजे हैं।

इलेक्ट्रॉनिक्स Atmega8 पर इकट्ठे हुए। प्रत्येक ईंट में एक ट्रेलर लगा होता है और एक नीली एलईडी पट्टी जुड़ी होती है। ईंटें खुद पर्दे के एक तरफ बैठती हैं, और दूसरे पर एक प्रारंभिक गाइड के साथ एक वापसी वसंत बनाया जाता है। जब आप पहली बार किसी ईंट पर क्लिक करते हैं, तो सभी पुश-बटन (उनमें से 7 होते हैं) 100ms के लिए रोशन होते हैं और एक स्टेपर मोटर का उपयोग करके तस्वीर से आंख को हटा दिया जाता है, सिग्नल मुख्य बोर्ड पर जाएगा, मेमोरी चालू हो जाएगी और मेमोरी बाउल में नीली रोशनी।

डार्लिंगटन ULN2003 ट्रांजिस्टर असेंबली का उपयोग करके स्टेपर मोटर और एलईडी पट्टी को नियंत्रित किया जाता है (जिज्ञासु के लिए, सैद्धांतिक भाग यहां पढ़ा जा सकता है )।

अब प्रत्येक ईंट अपने राज्य पर एक क्लिक करता है (एक प्रेस - पर, अगला - बंद और इसी तरह), पहली बार जब आप किसी भी ईंट पर क्लिक करते हैं, तो अवरक्त सेंसर तस्वीर में छिपा होता है: आईआर एलईडी चालू होता है, विकिरण निकटवर्ती खिलाड़ी से दूर होता है और यह हिट होता है एक आईआर ट्रांजिस्टर का उपयोग करने के लिए सामूहिक खेत प्रतिरोधों द्वारा सटीक समायोजन आउटपुट पर असतत संकेत 0 या 1 देता है।

सहज रोशनी के खिलाफ एक समाधान भी है (विशेष रूप से सच है अगर उपयोगकर्ता चिमनी पर दीपक चमकाना शुरू करते हैं), एक और (नकाबपोश) मुख्य आईआर ट्रांजिस्टर के खुले सर्किट में शामिल है, जो प्रकाश के संपर्क में आने पर बस माइक्रोकंट्रोलर की प्रतिक्रिया को बंद कर देता है।

जैसे ही IR सेंसर चालू होता है, माइक्रोकंट्रोलर भी वांछित संयोजन के ब्लिंकिंग को चालू करता है जिसे (हाइलाइट) दबाने की जरूरत होती है और, वैसे, दबाने का क्रम भी एक भूमिका निभाता है। वांछित संयोजन को ब्लिंक करने से सभी पहले से दबाए गए ईंट बंद हो जाते हैं।

जब सही संयोजन को दबाया गया था, तो चित्र एक विद्युतचुंबकीय कुंडी की मदद से खुलता है जो कास्केट्स से बड़ा होता है। ऐसा करने के लिए, मुझे भी केवल इस कुंडी के लिए एक बड़ा ट्रांसफार्मर लगाना पड़ा।

(सामान्य तौर पर, ये कुंडी बहुत कमजोर होती है, हालाँकि ये चरम पर बहुत अधिक धारा का उपभोग करती हैं। आपको इनके नियंत्रण में बहुत सावधानी बरतने की ज़रूरत है, यदि आप इसे 5 सेकंड से अधिक के लिए करंट देते हैं, तो यह आसानी से जल सकता है, इसी तरह मैंने एक टुकड़ा जला दिया है)

तकनीकी नोड्स और बोर्ड तक पहुंच

हरी शाखा

कास्केट

मेज पर ट्रेलर पर एक अगोचर जार है, यदि आप इसे उठाते हैं, तो पुलाव में हरी बत्ती चालू हो जाती है और कास्केट खुल जाता है, जिसमें दरवाजे के लिए एक संकेत होता है।

(यह वही जार है जो डॉबी के चुटकुलों के साथ ईस्टर अंडे के लिए आवश्यक है, जो पहले लेख में वर्णित है)

दरवाजा

जब आप पहली बार हैंडल को पूरी तरह से ऊपर और नीचे दबाते हैं (इसके लिए आपको हैंडल को पूरी तरह से दबाने के लिए प्रतिक्रिया करने के लिए दरवाजे के पीछे 2 एंड स्विच लगाने पड़ते हैं), दरवाजे पर सांप की आंख झपकने लगती है।

सही दरवाजा खोलने के एल्गोरिथ्म को संकेत से समझा जा सकता है:

बाद में यह पता चला कि यह संकेत खिलाड़ियों के लिए काफी जटिल है। बाद में, इसे एक और अधिक समझने योग्य द्वारा प्रतिस्थापित किया गया था

ठहराव (5 एस) के दौरान, माइक्रोकंट्रोलर बस देरी से लटकता है, और दबाने के दौरान, चर बढ़ जाता है। इसलिए, यदि आप हैंडल को लंबे समय तक और कड़ी मेहनत से दबाते हैं, तो यह वैसे भी खुल जाएगा, वैसे, कुछ लोगों ने इस तरह से दरवाजा खोला, बिना यह समझे कि उन्होंने यह कैसे किया। इस सरल उपक्रम के लिए एक अलग माइक्रोकंट्रोलर के साथ एक नया बोर्ड नहीं बनाने के लिए, भूलभुलैया बोर्ड पर कई मुफ्त पिन पाए गए और वहां सब कुछ जुड़ा हुआ था।

छाती का दर्पण

छाती के ढक्कन पर 10 जादू के प्रतीक लगाए जाते हैं, और रीड के अंदर उनके नीचे चिपके होते हैं।
उपयोगकर्ता को छड़ी को 3 सही वर्णों में लाने की आवश्यकता है (अनुक्रम कोई फर्क नहीं पड़ता। फोटो को चेकमार्क के साथ चिह्नित किया गया है), हालांकि, अन्य आंकड़े भी रीड स्विच हैं, जिसमें छड़ी को पिछले क्लिकों को रद्द कर देता है, भले ही वे सही थे (ताकि छड़ी पकड़कर छाती को खोलना असंभव था। एक पंक्ति में सभी वर्ण)। प्रतीकों की सही पसंद के साथ, छाती में इलेक्ट्रोमैग्नेट खुलता है (पसंदीदा Atmega8 और ULN2003 छाती में हैं)। इस स्तर पर, एक सिग्नल भूलभुलैया डायल बोर्ड (एक एमके के पिन से एक ट्रांजिस्टर कुंजी के माध्यम से दूसरे के पिन तक) को भेजा जाता है और घुमाव भूलभुलैया में घूमने लगते हैं।

भूलभुलैया

हमने इस विशाल डिजाइन को कम करके आंका। उसने बनाने के लिए बहुत समय और प्रयास किया, लेकिन परिणाम इसके लायक था। "दीवार पर बड़ी काली वस्तु" के काम के लिए, बहुत सारे GPIO की आवश्यकता थी (सब कुछ सबसे आदिम तरीके से किया गया था - कोई मल्टीप्लेक्सर्स / डेम्टिप्लेक्सर्स, केवल कट्टर!), इसलिए मुझे कार्यात्मक इकाइयों में डिवाइस को तोड़ना पड़ा - डायल और स्वयं भूलभुलैया! प्रत्येक नोड एक ही Atmega8 पर बना है।

विधानसभा की प्रक्रिया

भूलभुलैया में, सिद्धांत सरल है (हालांकि तब यह काफी सरल नहीं लग रहा था :))। इसके मार्ग के अंत में एक गेंद की उपस्थिति के कारण कई समस्याएं थीं। रैंडम हस्तक्षेप लगातार एक खुले ऑप्टोकॉप्लर के संचालन में हस्तक्षेप कर रहा था।

बोर्ड की फोटो

यह इन पीले कैपेसिटर हैं, जो ऑप्टोकॉपर्स के यादृच्छिक संचालन की समस्या को हल करने में मदद करते हैं।

भूलभुलैया पास करने के परिणामस्वरूप, हरे रंग के गोले तक पहुंच खुल जाती है। इस तक पहुंच प्रदान करने की प्रणाली को कार के दरवाजों से बंद कर दिया गया है। (कीमत / वापसी बल के संदर्भ में, वह एक राक्षस है!)।

प्रारंभ में, इस खेल के लिए 1 गेंद देने की योजना नहीं थी, लेकिन मुझे पहले से ही अंतिम चरण में समायोजन करना पड़ा, क्योंकि मैग्नेटिक्स की गेंदों में, वे "एक साथ छड़ी" कर सकते हैं और उन्हें अलग कर सकते हैं बहुत समस्याग्रस्त है, इसलिए, खेल में जितना संभव हो सके इस संभावना को बाहर करने के लिए, बारी में गेंदों को जारी करने का निर्णय लिया गया था। फीड को स्टीपर मोटर और एक पुराने कताई रॉड से एक तात्कालिक शटर का उपयोग करके किया जाता है।

तंत्र की फोटो

सेना में शामिल होना

शतरंज

बहुत विचार-विमर्श के बाद, एकल एल्गोरिथ्म के साथ एक कार्य सोचा गया था (कुछ शर्तों के तहत, जो खिलाड़ी आरक्षण करते हैं)। केवल एक चीज बची थी, जो शतरंज के आंदोलन और खिलाड़ियों के कार्यों की प्रतिक्रिया को लागू करने के लिए थी :)

तंत्र स्टड और नट्स M8, चीनी बीयरिंग और लकड़ी से बना है। प्रत्येक आकृति में एक चुंबक लगाया जाता है जिसकी मदद से तंत्र उन्हें स्थानांतरित करता है। इंजन और स्टड के बीच युग्मन गोंद बंदूक के एक घटक से बना है, जो कि हमारे पास उपभोग्य था, सिलिकॉन गोंद की बेतहाशा वृद्धि के कारण।

कौन जानता है, हम हैरी पॉटर शतरंज सेट से टुकड़े ले गए, वे अभी भी अलग-अलग आवाज़ें, चमक, आदि बनाते हैं। मैं इन विशेषताओं को ऐसे ही नहीं छोड़ सकता था, मैंने इन शॉलों को बोर्ड के नीचे स्थानांतरित कर दिया और यह पता चला कि जब वे घोड़े पर जाते हैं - तो वे सामंजस्य करते हैं, और अंत में आप गिर राजा की आवाज सुन सकते हैं।
शतरंज में जीत के बाद, कैबिनेट का दरवाजा खुल जाता है (यह एक फर्नीचर गैस रेल की मदद से जल्दी से खुलता है)।

सबसे दिलचस्प पर जाने से पहले, मैं खेल के दौरान एक प्रशासक (यादों का कटोरा) और व्यवस्थापक और आगंतुकों के बीच संचार के लिए एक इंटरकॉम के बारे में बात करना चाहता हूं।

यादों का कटोरा

शुरू करने के लिए, यह दस-लीटर एल्यूमीनियम गोभी सोवियत व्यंजनों की एक विशेषता के रूप में एक गैरेज में मेरे दादाजी द्वारा पाया गया था :) यादों का एक कटोरा बनाने का विचार जिसमें से धुआं उड़ जाएगा (और वास्तव में भाप में) लंबे समय तक विचारों में लटका रहा, लेकिन हमें एक सक्षम कार्यान्वयन मिला थोड़ा बाद में।

6 (!!!) पीसी की मात्रा में अल्ट्रासोनिक ह्यूमिडीफ़ायर और लगभग 100 वाट की कुल शक्ति के साथ फॉगिंग एजेंट बन गया!

काश, फोटो संरक्षित नहीं था, लेकिन योजना के अनुसार डिवाइस बहुत सरल है:

इस प्रणाली को पूरी तरह से मेज (दराज के लिए स्थान) पर फिट करने के लिए आयाम बनाए गए थे।

इंटरकॉम

एनालॉग सर्किटरी के मेरे अल्प ज्ञान ने इस समस्या के त्वरित समाधान की अनुमति नहीं दी। लंबे समय तक और असफल प्रयासों के बाद (लेकिन जैसा कि बाद में पता चला, समाधान चेत्रोव के करीब था!) ​​मैंने खेरसैन से अपने दोस्त से मुझे ऐसा उपकरण बनाने के लिए कहा।

Preamplifier एक कम-शोर परिचालन एम्पलीफायर NE5532 पर बनाया गया है, जिसके बाद इसकी लागत TDA2006 है।

Preamp सर्किट

अंत में, हम कमरे में सबसे जटिल प्रणालियों में से एक पर चलते हैं - अंधेरे भगवान के साथ अंतिम लड़ाई!

लड़ाई

यह विचार कम से कम वैल्डेमॉर्ट के साथ खिलाड़ी (हैरी पॉटर) की लगभग "लड़ाई" जैसा था। अधिक प्रभाव के लिए, हवा को जोड़ा गया है (2 प्रशंसक)। हमने बहुत सारे विकल्पों पर सोचा, और फिर एक मित्र ने मुझे पता करने योग्य WS2812 एल ई डी के बारे में बताया। अब भी सबसे आलसी Arduino ड्राइवर बात करते हैं कि उन्होंने क्या शांत चीजें कीं, लेकिन तब WS2812 कम ज्ञात थे, लेकिन वे उनका उद्धार बन गए! उनके बिना, यह केवल हमारे विचार को महसूस करने के लिए अवास्तविक था!

5 मीटर एलईडी पट्टी को आधे में मुड़ा हुआ था, और एक रीड स्विच के लिए एक तार अंदर खींचा गया था। पहले 5 मीटर टेप को उसी टेप के लिए बिजली की आपूर्ति पर बचाने के प्रयास में सुरक्षित रूप से जला दिया गया था :)

हमने समय निर्धारित करके विकास शुरू किया:

कुछ परेशानियों ने प्रशंसकों को शामिल किया। यदि आप अक्सर छड़ी को लाते / हटाते हैं, तो रिले (शुरू में मैंने रिले के माध्यम से प्रशंसकों को चालू करने की कोशिश की), माइक्रोकंट्रोलर ने बस टॉवर को ध्वस्त कर दिया। नतीजतन, मैंने ऑप्टोसिमिस्टर के माध्यम से 220V लोड को नियंत्रित करने की क्षमता के बारे में सीखा। उसके बाद मैं रिले का उपयोग नहीं करता हूं :)

यह भी उल्लेखनीय है कि एलईडी कंप्यूटिंग नियंत्रण को संबोधित करने के लिए गंभीर कंप्यूटिंग शक्ति (एटमेगा 8 पैमाने पर) को समर्पित करने की आवश्यकता थी। सबसे पहले, टेप का काम बहुत लटका हुआ था, हम लंबे समय तक पीड़ित रहे, हम समझ नहीं पाए कि क्यों। नतीजतन, मुझे इंटरनेट पर उस व्यक्ति को ढूंढना पड़ा जिसने इस टेप के लिए लाइब्रेरी लिखी और उससे मदद मांगी। कारण सरल था: एमके के पास बाधित हैंडलर में कोड निष्पादित करने का समय नहीं था, और जैसे ही हमने इसे ठीक किया, सब कुछ पूरी तरह से ठीक हो गया!

→ माइक्रोकंट्रोलर के लिए कार्यक्रम
→ कंप्यूटर के लिए कार्यक्रम

हमारे विचार के अनुसार, यह अंतिम लेख होना चाहिए, लेकिन हम अभी भी आपको बहुत सारी दिलचस्प बातें बताना चाहते हैं, इसलिए मैं दो और लेखों की घोषणा करना चाहता हूं कि कैसे वास्तविक हॉगवर्ट्स (1) बनाने के लिए और कार्यालय से अनर्गल विचारों (2) के साथ-साथ थ्रैश करें।

यह दिलचस्प होगा!