DOMINATOR (alternatívne aj DOMINATION Timer) je zariadenie - stopky pre športy Airsoft, Paintball. Stopky majú sekundové rozlíšenie počítadla času. Stopky využívajú riadiaci mikrokontróler Arduino (Arduino Uno / Nano), prípadne samostatný čip (Atmel) ATmega328P, ktorý ovláda celú logiku systému. Súčasťou stopiek je LCD znakový displej rozmeru 16x2 (16 znakov x 2 riadky), respektíve 20x4, na ktorom sa vyobrazujú časy oboch tímov, ktorý komunikuje s Arduinom cez I2C zbernicu, RFID čítačka komunikuje po  SPI zbernici.

Entity v projekte RFID DOMINATOR:

V hre sú 2 tímy - RED tím a GRE tím, ktoré proti sebe hrajú a snažia sa o obsadenie bodu, ktorý je práve DOMINATOR. Obsadenie sa realizuje priložením RFID karty (náramku, kľúčenky) k RFID čítačke, ktorá prečíta identifikátor RFID čipu. RFID čip je pasívny, vysiela tento identifikátor ak je v dosahu RFID čítačky, ktorá ho nabije elektrickým poľom, ktoré generuje. Každá RFID karta musí byť kompatibilného štandardu ISO/IEC 14443-A a musí komunikovať na frekvencii 13.56MHz, ktorá je podporovaná použitou RFID čítačkou NXP RC522. Na začiatku hry sú na displeji vypísané časy pre každý tím s počiatočnou hodnotou 00 hodín, 00 minút, 00 sekúnd. Maximálne rozlíšenie výpisu je tak 99 hodín, 59 minút a 59 sekúnd.


Kľúčenky a náramky môžu byť farebné odlíšené (zelené, červené podľa tímu a funkcie...), čo umožňuje ich efektívnejšiu distribúciu hráčom, ale aj ich archiváciu a uskladnenie. RFID karty, náramky i kľúčenky sú plne bezúdržbové. Nevadí im blato, voda, mráz, nakoľko je RFID čip chránený v plastovom puzdre.  Aby tím RED obsadil bod v prebiehajúcej hre, je nutné aby hráč tohto tímu priložil kartu k RFID čítačke. Po priložení karty sa ozve buzzer (hlásič), ktorý krátkym, ale razantným pípnutím oznamuje zmenu na bode DOMINATOR.

Následne sa rozsvieti LED dióda tímu RED na tomto stanovišti a na displeji sa začne dynamicky pripočítavať čas pre tento tím. V prípade, že bod obsadí druhý tím  - GRE a kartu priloží k čítačke člen tohto tímu, opäť sa ozve buzzer, rozsvieti sa dióda tímu GRE (LED dióda tímu RED thasne), čas tímu RED sa zastaví na aktuálnej hodnote a začne sa počítať tímu GRE. Ak kartu priloží organizátor (rozhodca), oba časy sa zastavia do momentu, kým nepriloží kartu opäť hráč niektorého z tímov.

Typ karty rozhodca je vhodný pre spustenie prestávky, alebo vyhodnotenie hry, kontrola zásahu hráča, či zranenia. V systéme DOMINATOR ešte existuje štvrtý typ karty - Eraser. Po priložení tejto karty sa oba časy zastavia a zároveň vynulujú na počiatočné hodnoty 0 hodín, 0 minút, 0 sekúnd. Karta slúži pre reštart hry, inicializáciu novej hry. Projekt je vhodný pre Airsoft akcie, športové areály, čí Airsoft tímy, ktoré si môžu dané zariadenie zostrojiť.

Výhodou DOMINATOR systému je, že systém je možné klonovať na ľubovoľný počet mikrokontrolérov, čím je možné integrovať do hry viac Dominator bodov s totožnou konfiguráciou - t.j. budú reagovať na už raz zadané RFID karty do systému. V hre tak môže existovať viacero nezávislých bodov, ktoré musia hráči obsadiť a udržať, čo je vhodné pre hru s väčším počtom hráčov.

Hardvér pre projekt - RFID DOMINATOR:

• Arduino Uno / Nano, prípadne samostatný čip ATmega328P
• LCD znakový displej 16x2 / 20x4
• I2C prevodník pre LCD displej
• RFID čítačka NXP RC522 (13.56MHz)
• Kľúčenky / karty / náramky štandardu ISO/IEC 14443-A
• Hlásič (buzzer)
• 2x LED diódy (možno nahradiť za relé pre spínanie svetiel na 12 / 230V)

Princíp funkčnosti po hardvérovej a softvérovej stránke:
RFID čítačka NXP RC522 komunikuje s mikrokontrolérom (Arduino / samostatný čip ATmega328P) po SPI zbernici s hodinovým signálom (SCLK) 4 MHz. Čítačka NXP RC522 reaguje na RFID čip vo vzdialenosti približne 3 cm od antény, pričom má konfigurovateľný zisk antény v rozsahu 18 až 48 dB (48 dB je použité vo finálnej aplikácii pre DOMINATOR). Načítava UID (identifikátor) RFID čipov v dosahu, preposiela tento identifikátor Arduinu. Arduino načítanú adresu karty porovná v multipodmienke, spustí pípnutie buzzra, aplikuje digitálne stavy na LED diódy. Logika systému sa nezávisle na priložení karty vykonáva každých 1000 ms - 1 Hz rutina (časované cez funkciu millis(), t.j. cez Timer 0). V tejto rutine sa vykonáva kontrola aktívneho tímu s následným pripočítaním času. Čas je dynamicky vykreslený na LCD znakovom displeji 20x4, alebo 16x2.

Displej komunikuje s Arduinom po I2C zbernici s hodinovým signálom (SCL) 100 kHz - Standard Speed. Prepis displeja tak trvá do cca 15 ms, pričom sa prepisuje iba riadok daného tímu, ktorý je na bode aktívny. Firmvér je možné rozšíriť aj na 3, alebo 4 nezávislé tímy. Maximálny rozsah času, ktorý môže byť vypísaný v systéme: 99 hodín, 59 minút a 59 sekúnd, pri prekročení času sa začnu nesprávne prepisovať jednotlivé cifry. Spotreba zariadenia je na úrovni 60 mA pri 5V napájaní. Vhodné napájať cez powerbanku, nabíjačku od telefónu s USB výstupom, prípadne je možné k Arduinu pripojiť aj externý zdroj 7 až 9V.

Programová implementácia umožňuje využiť RFID čítačky NXP RC522 s originálnym i druhovýrobným čipom. Kompatibilný firmvér čítačky NXP RC522 pre projekt Dominator je:

• 0x12 - Counterfeit (falošný čip)
• 0x91 - Firmvér 1.0 s originálnym NXP čipom
• 0x92 - Firmvér 2.0 s originálnym NXP čipom

Určenie projektu RFID DOMINATOR:
Projekt RFID DOMINATOR je z hľadiska jeho univerzálnosti vhodný pre implementáciu do Airsoft akcií a s možnosťou klonovania firmvéru je možné do herného poľa osadiť X DOMINATOR-ov o ktoré sa môže hrať s totožnými RFID čipmi. DOMINATOR sa hodí aj pre tímy, športové areály, ktoré tak môžu týmto zariadením rozšíriť ponúkané herné módy pre jednotlivé hry. Ak sú RFID karty, náramky, respektíve kľúčenky farebne odlíšené, je veľmi ľahké a univerzálne ich distribuovať hráčom na základe ich tímu. Jednoduchá je aj ich archivácia.

Použitie kariet, náramkov, respektíve kľúčeniek je ľahké a zvládnu to všetky vekové kategórie. DOMINATOR je vhodný pre herné módy s rovnakým počtom hráčov v oboch tímoch, napr. DOMINATION, Capture Point (môže byť použitých aj viac DOMINATOR-ov v hre). Využitie je predovšetkým pre športy Airsoft, Paintball hry, avšak DOMINATOR je možné použiť aj pre iné športové aktivity, kde nájde uplatnenie (člnkový beh, orientačný beh a iné..).

Ukážka funkčnosti - RFID DOMINATOR:

 

Doska plošných spojov - 2022 update
K projektu existuje DPS návrh, ktorý počíta s využitím dosky Arduino Nano. DPS je obojstranná s prekovmi a má celkový rozmer 104x101 mm. DPS návrh (archív) je dostupný vo formáte .lppz (LibrePCB project). Archív je možné nahrať na webstránky nemeckej firmy AISLER, ktorá vie plošný spoj vyrobiť strojovo vrátane vŕtania, prekovenia otvorov. Štandardná cena výroby je 23€ za tri kusy, čo je minimálny odber (7€/kus). Cena je aj s poštovým a nízkou prioritou s doručením do 3 týždňov od objednania.

Na DPS sa odporúča využiť pin headre, nakoľko je tak možné v prípade poruchy vymeniť hardvér bez nutnosti spájkovania. Dištančné stĺpiky je možné nahradiť aj závitovými tyčami. Krabička pre projekt nie je navrhnutá. DPS je možné osadiť do krabičky, alebo na stenu skrz 4 montážne otvory v rohoch DPS. Výrobu je možné realizovať aj u čínskych výrobcov - JLCPCB / PCBWAY.

Pin headre v DPS návrhu:

• 2x female pin-header 15-pin (pre Arduino Nano)
• 1x female pin-header 8-pin (pre RFID čítačku RC522)
• 1x female 90° pin-header 4-pin (pre I2C prevodník LCD displeja 20x4)

Distančné stĺpiky v DPS návrhu:

• 4x distančný stĺpik pre znakový LCD displej 20x4 (Ø max 2.5 mm)
• 2x distančný stĺpik pre RFID RC522 (Ø max 3.5 mm)

PDF dokument s rozmermi súčiastok je dostupný na Githube: 
https://github.com/martinius96/Airsoft-DOMINATOR-RFID/blob/master/docs/pdf/Rozmery_SUCIASTOK.pdf

Schéma zapojenia - RFID DOMINATOR

Program pre načítanie UID adries RFID kariet pre DOMINATOR
Program slúži na načítanie identifikátorov (UID) RFID tagov, kariet, ktoré budú použité v programe pre RFID DOMINATOR Tento zdrojový kód nereprezentuje RFID DOMINATOR! Výpis adresy karty sa realizuje do sériového (UART) monitoru - použitá rýchlosť 9600 baud/s. Výpis je vhodné ukladať a prepísať do prehľadného .xls (EXCEL) dokumentu, ktorý uľahčí správu priradených RFID kariet ku konkrétnym tímom a entitám Pre úspešné nahratie zdrojového kódu pre načítanie UID kariet je nutné importovať knižnicu MFRC522 do vášho prostredia Arduino IDE.

Stiahnite si repozitár projektu RFID DOMINATOR (odkazuje naň prvý odkaz na vrchu stránky), obsah zložky /src/ (priečinok MFRC522) nakopírujte do priečinka /Arduino/libraries/ (cesta k zložke závisí od toho, kde máte v systéme Arduino IDE nainštalované), najčastejšie v Dokumentoch / Program Files u starších operačných systémov Windows.

Knižnica MFRC522 v Github repozitári projektu: https://github.com/martinius96/Airsoft-DOMINATOR-RFID/tree/master/src/MFRC522

Program je dostupný v Github repozitári projektu: 
https://github.com/martinius96/Airsoft-DOMINATOR-RFID/blob/master/examples/GET_UID/GET_UID.ino

 

Príklad uložených UID RFID kariet - Excel dokument .xls:

Programová implementácia pre RFID DOMINATOR:

Zaznamenané UID dáta kariet z predchádzajúceho programu pre tímy RED, GRE, rozhodcu a erasera sú vložené do polí, ktoré môžu byť ľahko škálovateľné pre rozšírenie počtu hráčov. Jednoduchým cyklom sa v programovej logike overuje, či je zaznamenaný kód karty v príslušnom poli. V prípade, že nastáva zhoda, vykoná sa logika (ovládanie výstupov, update displeja, nastavenie premenných pre beh systému atď...). 

Shareware verzia zdarma
Pre projekt RFID DOMINATOR existuje Shareware verzia, ktorá umožňuje otestovať plnú logiku projektu s obmedzeným časom prevádzky. Shareware verzia je dostupná vo forme strojového kódu pre Arduino Nano / Uno (ATmega328P). Používateľ má na výber firmvér na základe komunikačnej verzie I2C prevodníka pre displej - 0x27 alebo 0x3F. Na displeji sa vyobrazujú inštrukcie - priloženie konkrétnej karty so zápisom do RAM pamäte. Celkom je možné využiť 4 RFID karty, každú pre jednu z funkcionalít, žiadnu kartu nie je možné využiť opakovane. Meranie času je možné realizovať maximálne 15 sekúnd pre každý tím s možnosťou reštartu a opätového merania.

Viac o projekte RFID DOMINATOR, tlačidlovom variante projektu môžete nájsť na stránkach projektu:  https://martinius96.github.io/Airsoft-DOMINATOR-RFID/. 

Pri záujme o programovú implementáciu projektu RFID DOMINATOR, alebo DPS návrh v .lppz formáte kontaktujte autora projektu na: martinius96@gmail.com

Od Novembra 2023 dostupná nová PCB, ktorá umožňuje integrovanie až pre 4 tímy do jednej hry. Posledný RFID DOMINATOR prototyp skladom.

Prístupov 6563

Kvalita článku