DIY kit RFID DOMINATOR 2.0 je stavebnica stopiek, ktoré sú vhodné pre tímové športy - Airsoft, Paintball. Tieto stopky počítajú celkový čas obsadenia DOMINATORA tímami. Tímy sa po obsadení bodu snažia o jeho udržanie po čo najdlhšiu dobu. Na konci dňa vyhráva tím, ktorý držal DOMINATOR po čo najdhlšiu dobu. Prípadne vo verzii s ohraničeným herným časom vyhráva tím, ktorý dosiahol požadovaný celkový čas XX hodín / YY minút.

RFID DOMINATOR 2.0

Čas je vizualizovaný v reálnom čase na LCD znakový displej v sekundovom rozlíšení vo formáte hodiny:minúty:sekundy a čas pre každý zúčastnený tím môže nadobudnúť maximálne 99 hodín, 59 minút, 59 sekúnd. Stopky sú preto vhodné aj pre 3 (navyše žltý tím), alebo 4 tímy (navyše žltý a zelený tím) v jednej hre, ale štandardne hrajú proti sebe len dva tímy - červený a modrý tím, pričom je DOMINATOR strategicky umiestnený v strede ihriska, prípadne sa využíva viac DOMINATOROV rozmiestnených po ihrisku.

Hardvér pre RFID DOMINATOR

Stopky sú jednoduché na zostavenie, nakoľko využívajú cenovo dostupné komponenty ako Arduino Nano a jemu pridružené moduly - MFRC522 (modul RFID čítačky NXP RC522), LCD znakový displej 2004A (20x4) s I2C prevodníkom a tiež 5V aktívny / pasívny hlásič s roztečou pinov 7,62 mm, či 5 mm LED diódy, ktoré indikujú aktívny tím na DOMINATORE, ktorému sa počíta čas. Rezistory typu THT, 3x 220 ohm a 1x 1 kohm.. Cena komponentov závisí od toho, kde ich kupujete. Ak v Číne, dostanete sa pohodlne pod 10€, pri lokálnych predajcoch na Slovensku to bude od 20 do 38€.

Komponenty sa spájkujú na dosku plošných spojov (DPS), vďaka zachovaniu bežnej rozteče pinov 2,54 mm je spájkovanie jednoduché a dá sa realizovať mikropájkou, teplovzdušnou spájkovacou stanicou, ceruzkovou spájkovačkou. Odporúčané je použiť hrot (špička) maximálne 2 mm široký, aby sa predišlo zlievaniu cínu medzi pinmi.

DPS RFID DOMINATOR 2.0

Všetky spomenuté moduly a komponenty majú na DPS svoje označenie. Pre LCD znakový displej 20x4 s I2C prevodníkom je to LCD1, pre RFID čítačku MOD3, pre buzzer PZ1, pre LED diódy LD1, LD2, LD3, LD4, rezistory k tymto LED diódam sú označené ako R1, R2, R5, R6. Arduino Nano sa osádza zo zadnej strany, kde je označené ako MOD1. Hlavné moduly môžete napájkovať aj napriamo, ale nebudú kompatibilné s krabičkou. Ak neplánujete používať krabičku, je to v poriadku. Použitie krabičky ale vyžaduje použitie pinových líšt pod hlavné komponenty.

Osadenie LED diód, buzzera a rezistorov
Pri osádzaní dbáme nato, aby LED dióda svojim telom prišla zarovno s DPS. Je vhodné si prevlečené kontakty anódy a katódy zahnúť, čím si zabezpečíte diódu voči pohybu a vysunutiu počas spájkovania. Obdobný postup aj pri spájkovaní rezistorov.V prípade spájkovania buzzera je vhodné si ho pridržať prstom na mieste počas pájkovania kontaktov zo zadnej strany.

Prevlečenie katódy a anódy LED diód, zahnutie, obdobne pre rezistory


Osadené LED diódy, 5V buzzer

Osadené THT rezistory

Osadenie LCD displeja 20x4
Má to svoje špecifiká... LCD displej musí už mať svoj I2C prevodník napájkovaný ešte predtým, než sa celý modul osadí na DPS RFID DOMINATOR 2.0. Pre pripojenie displeja na DPS sa využíva pinová lišta 4-pin 90° female, ktorú je vhodné pájkovať až potom, čo si založíte displej na dištančné stĺpiky 4x M3 dištančný stĺpik s bázou 10 mm (dištančné stĺpiky sú nutnosť, ak chcete hardvér prevádzkovať aj s krabičkou), zo spodu dištančných stĺpikov M3 matice.

Napojenie displeja skrz I2C modul do 4-pin 90° pinovej lišty. Viditeľný aj extra dištančný stĺpik 6 mm hore, ktorý slúži pre osadenie DPS do krabičky RFID DOMINATORA

Keď je už displej na dištančných stĺpikoch a je zafixovaný M3 skrutkou voči pohybu, môžete pripájkovať aj 4-pinovú pinovú lištu, ktorú už máte prispôsobenú na I2C modul displeja, nakoľko aj ten od výroby môže byť v rôznej výške, najmä ak si kupujete hotový napájkovaný modul a nie samostatný, kde si môžete zvoliť hĺbku spájkovania pinov. Následne môžete v prípade potreby LCD znakový displej aj odobrať a jednoduchým potiahnutím doboku vysunúť z pinovej lišty po tom, čo odstránite skrutky M3. Finálne použitia LCD displeja na DPS a v krabičke vyžaduje doplnenie sekundárnych dištančných stĺpikov so 6 mm základňou. Displeje viete zakúpiť aj s rôznou farbou podsvietenia, napríklad modré, žlté, zelené, sivé a iné... 

Prvý DOMINATOR 8 mm dištančné stĺpiky, zadný DOMINATOR 6 mm (odporúčané) dištančné stĺpiky.
V oboch prípadoch je možné namontovať DPS na krabičku, avšak u 8 mm variantu je potom vyosený aj napájací konektor voči diere v krabičke. Displej by mal jemne presahovať krabičku

Model krabičky

Predná strana krabičky

Zadná strana krabičky

Krabička je navrhnutá pre miniUSB konektor, avšak malo by byť možné pripojiť aj microUSB, či USB-C. Krabička so všetkými komponentami váži asi 300 gramov a má rozmery 124x123x48 mm. Do krabičky je možné navliecť uťahovací popruh so šírkou maximálne 25 mm, ktorým je možné DOMINATOR umiestniť na strom a iné objekty v závislosti od dĺžky popruhu, remeňa.

Osadenie RFID čítačky MFRC522
Čítačka MFRC522 je zafixovaná na pozícii skrz 2x dištančné stĺpiky typu M3, na ktoré je zo spodnej strany osadená matica a z hornej strany skrutky typu M3. Zároveň je modul nasunutý do pinovej lišty 8-pin female. Odporúčam piny čítačky spájkovať až potom, čo si ju zafixujete na pinovú lištu a bude prikrútená aj skrutkami na dištančné stlpiky. Je to vhodné najmä preto, že tým do budúcna predídete možného samovoľnému vysunutiu RFID čítačky. V danom stave pájkujte aj piny pinovej lišty, keď je modul zafixovaný. Otvory pre dištančný stĺpik v DPS sú veľké, nakoľko každý výrobca MFRC522 modulu má inú výrobnú toleranciu. Štandardne dištančný stĺpik drží asi na polovici svojho tela. Eventuelne je možné prevŕtať DPS aj v mieste ostatných dvoch otvorov na RFID čítačke a urobiť ich aj na DPS a následne dodať extra dva dištančné stĺpiky s 10 mm základňou pre lepšiu stabilitu a predchádzaniu samovoľnému uvoľneniu čítačky z pinovej lišty. 

Osadené RFID čítačka MFRC522 na DPS, spájkovaná až po zafixovaní na pozícii

Osadenie Arduina Nano
Spájkovanie Arduina Nano, i jeho pinových líšt 2x 15-pin female je veľmi jednoduché. Celú zostavu si zostavke, teda Arduino zasuňte do pinových líšt a tie nasaďte na DPS. Jedným prstom si pridržte Arduino a z druhej strany zapájkujte do kríža prvý a posledný pin pinovej lišty. To Vám zabezpeči, či sa počas ďalšieho pájkovania zostava nepohne a môžete pohodlne pájkovať aj Arduina Nano priamo vsunuté do pinovej lišty, ak nemá priamo od výroby napájkované piny. Silkscreen na DPS ukazuje aj smer v ktorom má byť Arduino namontované na pinovú lištu, teda kam má smerovať jeho microUSB konektor. V prípade, že sa vám nepodarí zakúpiť 15-pinovú lištu, môžete použiť aj 16 pinovú, nakoľko extra pin výjde v mieste, ktoré je montážnym otvorom, avšak nepoužíva sa tak.

Osadené Arduino Nano V3.0 na DPS RFID DOMINATOR 2.0

Po kompletnom zostavení ja DPS RFID DOMINATORA pripravená aj na montáž do krabičky. Pre montáž na krabičku budete potrebovať 8 kusov M3 skrutiek, odporúča sa použiť také, ktoré majú dĺžku závitu 5 mm a tiež so skosenou hlavou, nakoľko krabička využíva zahĺbené diery. Vďaka tomu dostanete skrutku po montáži do úrovne povrchu krabičku, prípadne jemne zahĺbenú. Skrutky je možné využiť aj oceľové, ale treba ich uťahovať s mierou, nakoľko dištančný stĺpik je z plastu, prípadne mosadze. Riziko nemusí byť iba v prasknutí dištančného stĺpika, ale môže dôjsť k jeho pretočeniu, čo vám do budúcna už neumožní ani ostrániť skrutku a budete ju musieť vytrhnúť pri rozoberaní. U bielej verzie krabičky som používal nerezové skrutky, pôsobili dobre. Väčšinou sa používajú skrutky vo farbe krabičky, alebo podobné, aby príliš nesvietili 

Príklad skrutky so skosenou hlavou

Z prednej strany krabička DOMINATORA využíva 4 skrutky, ktoré idú do dištančných stĺpikov na module LCD displeja. Rovnako tak z prednej strany pri montáži DPS do krabičky dbáme nato, aby LED diódy vošli do svetlovodov. Nakoľko je tu 6 mm dištančný stĺpik, skrutka musí mať maximálne 6 mm závit (dĺžka), avšak nakoľko je zahĺbená, odporúča sa použiť radšej 5 mm závit.

Zo zadnej strany sa tiež používajú 4 skrutky, ktorými sa priskrutkuje zadná stena krabička ku prednej. Skrutka sa zakrúca priamo do plastu krabičky. Pri viacnásobných rozoberaniach môže byť povrch už vyšmýkaný a v takom prípade môžete dieru opraviť buď podložením papiera pod skrutku, alebo využitím horúceho lepidla do ktorého skrutku zakrútite a vyrežete doň prakticky permanentný závit.

Zostavený RFID DOMINATOR

Možná prestavba na tlačiedlový DOMINATOR
Ak nie ste fanúšikom RFID technológie a nechcete so sebou nosiť RFID náramok, alebo kartu, je ešte možnosť DOMINATOR prestavať aj na tlačidlový. Zmena je iba jedna. Neosadíte RFID čítačku, ale miesto nej napájkujete káble priamo, alebo napájkujete na dané piny skrutkové terminály, kde viete napojiť vodiče od tlačidiel (pushbuttonov). Nakoľko som ja pre svoj prototyp využíval podsvietené tlačidlá a potreboval som 5V pre ich napájanie ťahal som ich od miesta, kde môžu ísť pullup rezistory pre I2C zbernicu, ale štandardne sa neosádzajú.

Tlačidla boli typu pushbutton, teda pri stlačení sa zopol obvod. Zapojenie som vykonal v štýle active-low, teda na vstupe GPIO bol interný pullup rezistor Arduina a štandardne HIGH úroveň digitálneho pinu, t.j. 5V. Pri stlačení tlačidla sa na pin priviedlo 0V, čo Arduino detekovalo a držaním tlačidla sa realizovalo obsadenie bodu. Do krabičky je nutné vyvŕtať si diery, najlepšie stromčekovým vrtákom podľa toho, aký montážny priemer tlačidiel používate.

V mojom prípade som využil 16 mm tlačidlá od PTEM, ktoré majú jednak nízky profil a tiež nízky stisk, aby tlačidlo náhodou nebolo vyššie ako priestor od neho po DPS, resp. po skrutkové terminály. Môžete ale využiť aj vyššie priemery tlačidiel, myslím že až do 22 alebo 24 mm. V daných miestach pinov pre RFID čítačku je aj 3.3V napájanie, ktoré je možné využiť v prípade potreby, ak nechcete ťahať 5V tak, ako ja. Konkrétne zapojenie tlačidiel závisí od počtu vodičov, typu active-high / active-low zapojenia a ďalších faktoroch.

Zostavený tlačidlový DOMINATOR

Tlačidlový DOMINATOR s podsvietenými tlačidlami typu pushbutton (PTEM, 16 mm priemer)

Tlačidlový DOMINATOR s podsvetenými tlačidlami je veľmi dobre použiteľný aj v úplnej tme, tmavých priestoroch

Ak máte záujem o firmvér na mieru, súbor GERBER pre strojovú výrobu DPS, alebo 3D model krabičky, navštívte stránky DOMINATORA, kde nájdete aj videá s ukážkou jeho funkčnosti: 
https://your-iot.github.io/DOMINATOR/

 

Prístupov 37

Kvalita článku