Есть определённые планы по созданию игр на базе роботов и использованию их на детских праздниках. Подробности будут потом. Пока этот текст больше самому себе, чтоб не забыть, как и что я делаю. :) Сейчас о игровом поле, на котом будут проходить некоторые виды игр. Одна из игр - ловля мышей. Рассказ как я делал это поле и адаптирую игрушечных мышек.
Игровое поле представляет собой площадку с бортиками, в которой будет осуществляться игры радиоуправляемых роботов. Стенки поля для красоты подсвечиваются изнутри. Дополнительно в состав поля входит вспомогательный блок, обеспечивающий питание подсветки и управление движением мышек.
Поле состоит из одного листа, лакированная ДВП, разделённого на две части. Между собой эти части соединены с помощью рояльной петли. По кроям прикреплён бортик, сделанный из короба для проводов. Внутри короба расположена трехцветная светодиодная лента, питаемая через специальный разъем (12V).
Светодиодная лента прикреплена внутри бортика с помощью клеевого пистолета. Очен ьполезная вещь:
Для крепления бортика к ДВП использованы обыкновенные винты. Дольше всего думал, как провести провод от одно половинке к другой. Боялся что обыкновенный провод быстро сломается от пистонных перегибов при складывании поля. В результате использовал кусочек провода от компьютерной мышки. Он рассчитан на большое количество сгибаний.
Снизу к полю по краям приклеены "набойки" (не знаю, как они правильно называются). Во-первых, это поможет случайно не оцарапать пол выступающими головками винтов. Во-вторых, разная толщина наклеек делает так, что центр чуть-чуть ниже, чем края. Этого должно быть достаточно, чтобы при игре в мячик, тот не останавливался у самого края где его трудно "пинать" роботом. Мячик должен неспешно скатываться к центру, или по крайней мере немного откатиться от бортика.
Для одного из вида игр будут использоваться радиоуправляемые мыши, которые должны хаотично носиться по полю. Управление мышками осуществляет специальный блок про который будет рассказано ниже.
Мыши куплены в интернет магазине. Типичный вид:
Можно найти на E-Bay, введя что-то типа: RC Mouse Funny Wireless Remote Control Rat Toy For Cats Dogs Pets.
Адаптация мышек заключается в следующем:
1) Хвост заменяется на мягкий шарик из шерсти (пока не сделано). Есть две причины для этого. Во-первых, пластмассовые хвосты задраны вверх и когда мышь движется назад, то может с разгона "залететь хвостом на бортик". Из-за этого ведущие колеса отрывается от пола и мышь застревает. Во-вторых, этих мышей надо хватать роботами. Их можно ухватить только за голову, так как зад мыши слишком толстый для руки робота. Поэтому и нужен круглый мягкий хвост, за который тоже можно хватать.
2) Черный пластмассовый нос оставляет на белых бортиках черные царапины. Поэтому он заменён на резиновую "пипку", взятую из старого CD-ROM. Там эти "пипки" служат амортизаторами площадки. Фотографировать не стал, так как думаю можно придумать массу других вариантов из чего сделать мягкий нос.
3) Внизу сделана дырка через которую можно заряжать мышку не вытаскивая аккумуляторы.
Первый раз получилось не очень аккуратно, но всё равно отверстие снизу и его никто не видит. Разъем бесхитростно прикреплён с помощью клеевого пистолета.
4) Последняя доработка касается подключению разъема для зарядки к аккумуляторному отсеку. Поставлен предохранитель на 0.5A. На всякий случай. Вдруг к разъем я или кто-то ещё воткнет что-то не то. Со временем будет много разных устройств и сделать везде защиту от неправильного подключения я не смогу. У меня просто не хватит столько разновидностей разъемов. Дополнительно предохранитель защитит от слишком большого тока заряда. Про это чуть ниже.
Итого (пока без хвоста) получилось вот так:
Теперь о питании мышек. В них я установил 3 аккумулятора Ni-MH AAA 1800mAh 1.2V.
Заряжать Ni-MH аккумуляторы самодельным устройством не очень просто, так как сложно определить момент окончания зарядки. Вот хороший документ на эту тему: Немного о зарядке NiMH и NiCd аккумуляторов.
Так что надо ещё будет подумать, как сразу заряжать несколько мышек. Пока буду заряжать мышки поочередно используя универсальное зарядное устройство.
Заряжать буду сразу три последовательно соединённых аккумулятора. Это плохой режим для зарядки, но вытаскивать каждый раз аккумуляторы из отсека слишком муторно. Крышка отсека крепится на шуруп, который нужно выкручивать.
NiMH можно заряжать током 0.1-0.3C (C - емкость аккумулятора в ампер-часах). Можно и большим током, но лучше не надо.
В мышках заявленная емкость акумуляторов 1800 mAh. 1.8 * 0.2 = 0.36 A. Смело округлим до 0.4A.
Итак, аккумуляторы надо заряжать током в 0.4A.
Про напряжение говорить смысла нет, так как его должно выбрать зарядное устройство, чтобы обеспечить нужный зарядный ток. Это напряжение будет постепенно увеличиваться.
Дальше начинается некоторая путаница на форумах касательно зарядки последовательно соединённых элементов. Мол говорят раз у нас несколько батарей, то их ёмкость надо просуммировать и соответственно ток заряда надо умножить на количество батареек.
Не слушайте. В интернете масса неправильных и даже вредных советов. Вспоминается, как я видел на Mail.ru ответ на вопрос: "как узнать где первичная обмотка у трансформатора". Ответ: "где толще провода в обмотке, ту и суй в розетку". Шутники...
Раз все элементы соединены последовательно, то и ток через все элементы протекает одинаковый.
Итого, зарядный ток трёх последовательно соединенных аккумуляторов (Ni-MH 1800mAh) будет 0.4 A.
Последний момент касательно разъема для подключения зарядки. Что-бы не перепутать полярность я сделал 3 контакта. Посередине плюс, по краям минус. Так что, как не подключи, всегда будет правильно.
Блок питания и управления
На блок возложены две основные функции:
1) Автономно питать подсветку поля от внутреннего аккумулятора (12 Вольт).
2) Управление мышками для их хаотичного движения по полю.
Дополнительно блок позволяет:
1) Заряжать аккумулятор при подключении его к сети 220 Вольт.
2) Возможность работы от сети 220 В, если аккумулятор разряжен.
Устройство состоит из двух почти независимых частей. Первая - собственно блок питания. Вторая - управление мышками. Рассмотрим их отдельно.
Блок питания выполнен на базе ADD-55A. Я про него писал ранее в блоге: ADD-55A. Устройство меня немного подвело. Вернее, одно из его описаний, увиденных мною в интернете. Там сказано, что ADD-55A может включаться от аккумулятора при отсутствии сети. Это не так. Видимо описание из интернета как обычно наврало. В datasheet я ничего такого не нашел, хотя оно тоже оставляет желать лучшее. Вообще про это устройство очень мало информации.
Так вот, устройство питается от сети и постоянно подзаряжает аккумулятор. Если напряжение пропадает, переключается на аккумулятор. Но просто, если подключить аккумулятор, то устройство не включается и на выходе нулевое напряжение. Обязательно нужна сеть для "старта". Печально. Из-за этого схема тала сложнее, чем я планировал. Возможно, ADD-55A можно как-то "доработать напильником", но как я не знаю. Если кто-то подскажет - буду весьма благодарен.
Переключатель. Положение (на схеме) вверх: работа от сети и заодно заряжается аккумулятор. Положение (на схеме) вниз: аккумулятор отключен от ADD-55A и питает внешние устройства.
Красная кнопка. Подключает аккумулятор к остальной схеме. Если красная кнопка не нажата, то остальные устройства могут работать только от внешней сети 220V.
Синяя кнопка. Подключает к аккумулятору вольтметр.
Имеется 3 сигнальных светодиода:
Яркий белый. Горит, когда на выходе есть напряжение.
Желтый. Подключен аккумулятор.
Зеленый. Подключена сеть 220V.
Ещё хотел использовать информацию от ADD-55A, разряжен аккумулятор или нет, но так пока и не сделал.
Внутри находится аккумулятор GP 17-7. Характеристики:
Номинальное напряжение: 12 V.
Напряжение для постоянной подзарядки: 13.6 - 13.8 V.
Напряжение для циклической зарядки: 14.1 - 14.4 V.
Максимальный ток в начале заряда: 2.1 A.
Я рассчитываю не подключать к аккумулятору нагрузку, чтобы потреблять более 1 А. Ток заряда от ADD-55A не превышает 0.23A. Поэтому, я присоединил к аккумулятору предохранитель на 1 A.
Часть, относящаяся к блоку питания:
1 - Подключение аккумулятора.
2 - Работа внешних устройств от сети или от аккумулятора.
3 - Подключение вольтметра.
4 - Подключение питания для второй части устройства (управление мышами)
5 - Подключение запасной антенны (представляет собой крепеж аккумулятора из алюминиевых уголков).
6 - Питание второй части для управления мышками.
8 - Питание от сети 220V.
9 - Конденсатор - фильтр (был уже на разъеме, не стал убирать).
10 - Платка с сигнальными светодиодами. Два пока не используются.
12 - Выходы для питания игрового поля или иных устройств.
A - Плюс от аккумулятора после красной кнопки.
B - Используется для крепления резистора.
C - Резистор, чтоб не слишком сильно светили белые светодиоды (признак, что есть питание).
G - От ADD-55A - плюс для зарядки аккумулятора.
Q - От ADD-55A - плюс 12V.
W - От ADD-55A - плюс 5V (не испольузется).
Z - Земля. Используется для крепления резистора.
Все мышки управляются одним радиосигналом. Схема временами подаёт сигнал для движения вперёд или назад. Частота движений и паузы между ними задаются с уровнем сложности (их три).
Платки, взятые из пультов управления мышками, выглядят крайне хлипкими. Поэтому я решил продублировать эту часть. Используется две платки и две разные антенны. Если что, можно быстро перейти на резервное устройство.
1 - Питание основного передатчика. Какой передатчик питать, выбирается кнопкой 7.
2 - Основной передатчик (взят из пульта мыши). При подаче напряжения на плате горит зелёный светодиод. Плата рассчитана на 3 Вольта, но здесь подаётся 4 Вольта.
3 - Контакты для подключения антенн. Сверху - к основному передатчику.
5 - Антенна для основного передатчика.
6 - Разъем от переключателя. Подсоединяется к (17).
7 - Кнопка выбирает, на какой передатчик подавать питание.
8 - Питание запасного передатчика.
9 - Желтый светодиод. Горит, когда выбран средний уровень сложности.
11 - Контакты для подачи управляющих сигналов на передатчики.
12 - Стабилизатор напряжения. На выходе настроено напряжение 4 Вольта.
13 - Признак что есть питание.
14 - Зелёный светодиод. Горит, когда выбран простой уровень сложности.
15 - Синий вспомогательный светодиод для отладки.
16 - Красный светодиод. Горит, когда выбран сложный уровень сложности.
17 - Подключение переключателя для задания уровня сложности.
Текст программы я загрузил сюда: https://yadi.sk/d/5-JEQhkKcbn2k
Программа предназначена для CodeVisionAVR.
Тестовое испытание: (см. следующий пост в блоге).
