Geektimes, olá! Como prometido, esta é uma continuação do último artigo sobre o nosso pequeno mundo de magia. Hoje vou falar sobre os bastidores das missões mágicas, que decisões foram tomadas e como chegamos à conclusão de que a missão tem exatamente esse cenário e aparência.
Porque Até que a missão fosse construída, eu gostava de eletrônicos, em particular a programação de microcontroladores AVR em C, foi decidido tentar maximizar esse potencial, o que tornaria possível adicionar o máximo de interatividade, interesse e emoção à missão! Além disso, eu realmente não queria fazer com que a missão se parecesse com dezenas de outras (trabalhando naquela época em nossa cidade).
Enquanto pensamos no novo cenário, decidimos claramente que não teríamos bloqueios, chaves ou tarefas padrão, em geral, ligar os eletrônicos ao máximo de nossas capacidades!
Vamos dar uma olhada mais de perto na parte técnica e agora vou lhe mostrar como tornar a eletrônica o mais coletiva possível.
Revisão geral
Omitiremos a implementação inicial da missão (talvez falemos sobre isso mais tarde), e nos concentraremos no momento da conclusão (após o qual a missão terá a forma final).
Depois de discutirmos nossa nova visão da missão, percebi que o poder de um microcontrolador já é pequeno e você precisa conectar um computador, combinando todos os dispositivos em um único sistema. Para entender a integridade da imagem, um diagrama de todos os dispositivos e suas interações foi compilado:
No diagrama, você pode pensar que o computador é o principal, mas isso não é inteiramente verdade, ele assumirá o papel de gerenciar e reproduzir trilhas de áudio que, como você já notou no artigo anterior, temos muito.
O microcontrolador Atmega16 se tornou o coração de todo o sistema (o único critério de seleção era um número suficiente de GPIOs), que se comunica com o programa em um computador via UART. Todos os outros dispositivos são fabricados no microcontrolador Atmega8 (é excelente em termos de número de GPIOs e tem um preço acessível).
A maioria das placas é soldada nas tábuas de pão frente e verso mais legais, respectivamente, todos os detalhes nos gabinetes DIP. Algumas placas permaneceram desde o início da missão.
Programa para computadorA janela principal do programa:
Janela expandida para situações de emergência:
Janela de erro:
A placa principal recebe apenas (!) Sinais discretos de outros dispositivos (através dos acopladores ópticos que podem ser vistos na foto), se comunica com o computador, controla o LED no recipiente de memória.
Canhão Mágico Primário: Varinha
Uma varinha mágica é um pouco mágica, um ímã de neodímio é incorporado em sua ponta. Ele fez dela um bom avô-virador para madeira por apenas US $ 2. O principal problema era enfiar um ímã de diâmetro máximo, mantendo a ponta o mais fina possível.
Agora vamos dar uma olhada em cada dispositivo.
Ramo vermelho
O livro
O evento de áudio do livro é acionado pelo trailer, montado em uma prateleira. Ele é inicialmente fechado e, para abri-lo, você precisa trazer uma varinha com um ímã. O livro é como um mini-cofre: possui baterias (Li-ion 3S), uma chave reed e uma chave de transistor que controla a trava eletromecânica (para não deixar toda a corrente passar pela chave reed. Ao mesmo tempo, você pode ver um brilho bonito dentro da chave reed, mas não vai durar muito e a probabilidade de "manter" os contatos). Tudo é simples aqui - a varinha é acionada, a chave reed passa a corrente, o transistor está aberto e o trinco é retraído. A parte interna do dedo do pé segura fica assim:
E a visão final:
Dobby
Porque a tarefa era reagir de maneira mais interativa para levar a meia para Dobby, a escolha recaiu sobre a tecnologia RFID. Para fazer isso, tive que costurar um pequeno chaveiro na minha meia (como de um interfone na entrada) e colocar na meia o mesmo sinal que o de Dobby na palma da mão. Por trás da foto de Dobby está o módulo RFID.
O dispositivo é baseado no microcontrolador Atmega8 e no popular módulo RF5 RC522. Depois de trazer a meia (um raio de resposta de até 4 cm é perfeito), o transistor de efeito de campo abre a trava eletromagnética na caixa e, com a ajuda de uma mola, a tampa é levantada, um sinal é enviado para a placa principal e uma luz vermelha acende na tigela de memória.
Ramo azul
Lareira
A lareira é naturalmente falsa. Feito de perfil e drywall colado com telhas de tijolo.
Eletrônica montada no Atmega8. Um trailer é montado em cada tijolo e uma faixa de LED azul é conectada. Os tijolos ficam em um lado das cortinas e, por outro, é feito um guia primitivo com mola de retorno. Quando você clica em um tijolo pela primeira vez, todos os botões (existem 7 deles) ficam iluminados por 100ms e os olhos são removidos da imagem usando um motor de passo, o sinal vai para a placa principal, a memória acende e a luz azul no coletor de memória.
O motor de passo e a faixa de LED são controlados usando o conjunto do transistor Darlington ULN2003 (para os curiosos, a parte teórica pode ser lida aqui ).
Agora, cada clique em qualquer tijolo inverte seu estado (um clique, o próximo - desligado e assim por diante), na primeira vez em que você clica em qualquer tijolo, o sensor infravermelho fica oculto na imagem: o LED IR está aceso, a radiação está batendo longe do jogador que está se aproximando e é a um transistor IR que usando fazenda coletiva ajustes exatos por resistores emitem um sinal discreto 0 ou 1 na saída.
Há também uma solução contra iluminação espúria (especialmente verdadeira se os usuários começarem a acender uma lâmpada na lareira), mais uma (mascarada) é incluída no circuito aberto do transistor IR principal, que, quando exposto à luz, simplesmente desliga a reação do microcontrolador.
Assim que o sensor de infravermelho é acionado, o microcontrolador também liga o piscar da combinação desejada que precisa ser pressionada (destaque) e, a propósito, a sequência de prensagem também desempenha um papel. Piscar a combinação desejada desativa todos os tijolos previamente pressionados.
Quando a combinação correta foi pressionada, a imagem é aberta com a ajuda de uma trava eletromecânica maior que nos caixões. Para fazer isso, eu até precisei colocar um transformador bastante grande apenas nessa trava.
(Em geral, essas travas são muito fracas, embora consumam muita corrente no pico. Você precisa ter muito cuidado com o controle delas, se der corrente por mais de 5 segundos, pode simplesmente queimar, foi assim que queimei uma trava)
Acesso a nós técnicos e placa Ramo verde
Caixão
Na mesa, há um pote discreto no trailer; se você o levantar, a luz verde no caldeirão acende e o caixão se abre, onde há uma dica para a porta.
(Este é o mesmo pote necessário para o ovo da Páscoa com as piadas de Dobby, descritas no primeiro artigo)
A porta
Quando você pressiona a alça totalmente para cima e para baixo (para isso, você deve colocar 2 interruptores na parte de trás da porta para responder a pressionar completamente a alça), o olho da cobra na porta começa a piscar.
O algoritmo de abertura de porta correto pode ser entendido a partir do prompt:
Mais tarde, descobriu-se que essa dica é bastante complicada para os jogadores. Posteriormente, foi substituído por um mais compreensível Durante as pausas (5s), o microcontrolador simplesmente fica atrasado e, durante a pressão, a variável é incrementada. Portanto, se você pressionar a alça por um longo tempo e com força, ela abrirá de qualquer maneira, a propósito, algumas pessoas abriram a porta dessa maneira, sem entender como o fizeram. Para não fazer uma nova placa com um microcontrolador separado para essa tarefa simples, vários pinos livres foram encontrados na placa do labirinto e tudo estava conectado lá.
Espelho no peito
Na tampa do baú são aplicados 10 símbolos mágicos, e dentro da palheta são colados sob eles.
O usuário precisa trazer a varinha para os 3 caracteres corretos (a sequência não importa. A foto está marcada com marcas de verificação), no entanto, outras figuras também possuem interruptores de palheta, segurando a varinha na qual cancela os cliques anteriores, mesmo que eles estivessem corretos (para que fosse impossível abrir o baú segurando a varinha para todos os caracteres em uma linha). Com a escolha certa de símbolos, o eletroímã no baú se abre (os Atmega8 e ULN2003 favoritos estão no baú). Nesse estágio, um sinal é enviado ao quadro de discagem do labirinto (uma unidade comum do pino de um MK para o pino de outro através de uma chave do transistor) e os giros começam a girar no labirinto.
Labirinto
Nós subestimamos esse enorme design. Ela levou muito tempo e esforço para criar, mas o resultado valeu a pena. Para o trabalho do “grande objeto preto na parede”, foi necessário muito GPIO (tudo foi feito da maneira mais primitiva - sem multiplexadores / desmultiplexadores, apenas hardcore!), Então tive que dividir o dispositivo em unidades funcionais - o mostrador e o próprio labirinto. Cada nó é criado no mesmo Atmega8.
No labirinto, o princípio é simples (embora então não parecesse tão simples :)). Muitos problemas foram causados pela presença de uma bola no final de seu caminho. A interferência aleatória interferia constantemente na operação de um acoplador óptico aberto.
São esses capacitores amarelos que ajudaram a resolver o problema da operação aleatória dos optoacopladores.
Como resultado da passagem do labirinto, o acesso à esfera verde é aberto. O sistema para fornecer acesso a ele é bloqueado pelas portas do carro. (Em termos de preço / força de retração, ele é um monstro!).
Inicialmente, não estava planejado dar uma bola para o jogo, mas eu tinha que fazer ajustes já na fase final, porque nas bolas magnéticas, elas podem “ficar juntas” e separá-las é muito problemático; portanto, para excluir essa probabilidade o máximo possível no jogo, foi decidido emitir bolas por sua vez. A alimentação é realizada usando um motor de passo e um obturador improvisado de uma velha haste giratória.
Juntando forças
Xadrez
Após muita deliberação, uma tarefa com um único algoritmo foi pensada (sob certas condições, que os jogadores fazem uma reserva). A única coisa que restava era implementar um sistema de movimento de xadrez e reação às ações dos jogadores :)
Com o apoio da produção coletiva de fazendas, o seguinte projeto de trrrresh foi implementado: O mecanismo é feito de pernos e porcas M8, rolamentos chineses e madeira. Um ímã é montado em cada figura com a ajuda da qual o mecanismo os move. O acoplamento entre o motor e o parafuso prisioneiro é feito de um componente da pistola de cola, que tínhamos consumíveis, devido ao grande aumento do consumo de cola de silicone.
Quem sabe, pegamos as peças do jogo de xadrez de Harry Potter, elas ainda produzem sons diferentes, brilho, etc. Eu não podia deixar esses recursos exatamente assim, movi esses xales sob o tabuleiro e, quando eles cavalgam - ele relincha, e no final você pode ouvir o som do rei caído.
Após uma vitória no xadrez, a porta do gabinete se abre (abre rapidamente com a ajuda de um trilho de gás para móveis).
Antes de passar para o mais interessante, quero falar sobre um caldeirão (uma tigela de lembranças) e um interfone para comunicação entre o administrador e os visitantes durante o jogo.
Tigela de memórias
Para começar, este caldeirão de alumínio de dez litros foi encontrado por meu avô em uma garagem como um atributo da cozinha soviética :) A idéia de criar uma tigela de memórias das quais a fumaça sopraria (e de fato vapor) pairou em pensamentos por um longo tempo, mas chegamos a uma implementação competente um pouco depois.
Umidificadores ultrassônicos na quantidade de 6 (!!!) peças e com uma potência total de cerca de 100 watts se tornaram o agente de nebulização!
Infelizmente, a foto não foi preservada, mas o dispositivo é muito simples, feito de acordo com o esquema:
As dimensões foram feitas para encaixar perfeitamente este sistema na mesa (espaço para gavetas).
Intercomunicador
Meu escasso conhecimento de circuitos analógicos não permitiu uma solução rápida para esse problema. Após tentativas longas e malsucedidas (mas, como se viu depois, a solução estava próxima de Chetrov!), Pedi a meu amigo de Kherson que me fizesse esse dispositivo.
E depois de um tempo eu tenho um dispositivo assim O pré-amplificador é fabricado em um amplificador operacional de baixo ruído NE5532, após o qual custa TDA2006.
Circuito de pré-amplificador Finalmente, passamos para um dos sistemas mais complexos da sala - a batalha final com o Lorde das Trevas!
Luta
A idéia era realizar pelo menos uma "batalha" semelhante do jogador (Harry Potter) com Voldemort. Para maior efeito, foi adicionado vento (2 ventiladores). Pensamos em várias opções e, em seguida, um amigo me falou sobre os LEDs WS2812 endereçáveis. Agora, mesmo os drivers mais preguiçosos do Arduino falam sobre as coisas legais que eles fizeram, mas o WS2812 era menos conhecido, mas eles se tornaram nossa salvação! Sem eles, era simplesmente irrealista realizar nossa ideia!
A tira de LED de 5m foi dobrada ao meio e um fio para um interruptor de palheta foi esticado dentro. As primeiras fitas de 5m foram gravadas com segurança, na tentativa de economizar na fonte de alimentação para a mesma fita :)
Iniciamos o desenvolvimento definindo os horários:
Alguns problemas acrescentaram a inclusão de fãs. Se você trouxer / remover a varinha frequentemente, depois o relé (inicialmente tentei ligar os ventiladores através do relé), o microcontrolador simplesmente demoliu a torre. Como resultado, aprendi sobre a capacidade de controlar uma carga de 220V através de um opto-simmistor. Depois disso eu não uso um relé :)
Também vale mencionar que era necessário um poder de computação sério (na escala Atmega8) para se dedicar ao controle de faixa de LED. No começo, o trabalho da fita estava pendurado muito, sofremos por muito tempo, não conseguimos entender o porquê. Como resultado, tive que encontrar na Internet a pessoa que escreveu a biblioteca para esta fita e pedir ajuda. O motivo era simples: o MK não teve tempo de executar o código no manipulador de interrupções e, assim que o corrigimos, tudo funcionou perfeitamente!
→ Programas para microcontroladores
→ Programa para computador
De acordo com a nossa ideia, este deve ser o último artigo, mas ainda queremos contar muitas coisas interessantes, por isso quero anunciar o lançamento de mais dois artigos sobre como criar Hogwarts real (1) e debater com idéias não realizadas (2) do escritório .
Vai ser interessante!