martinius96@gmail.com
RFID DOMINATOR - stopky pre Airsoft | Paintball
Entity v hre RFID DOMINATOR pre Airsoft:
Tím RED
Tím GRE
Rozhodca
Eraser
Popis projektu RFID DOMINATOR pre Airsoft:
DOMINATOR (Domination Timer) je zariadenie - stopky pre športy typu Airsoft, Paintball s riadiacim mikrokontorlérom Arduino (Uno / Nano) s AVR čipom AtMega328P. Súčasťou stopiek je LCD znakový displej rozmeru 16x2 (16 znakov x 2 riadky), respektíve 20x4, na ktorom sa vyobrazujú časy jednotlivých tímov. V hre sú 2 tímy - RED tím a GRE tím, ktoré proti sebe hrajú a zaberajú pomyselný bod, ktorý je tvorený týmto zariadením - DOMINATOR. Na začiatku hry sú na displeji vypísané časy 00 hodín, 00 minút, 00 sekúnd pre RED tím, GRE tím. Každý z členov tímu je vybavený kartou, náramkom, prípadne kľúčenkou, ktorá komunikuje na frekvencii 13.56 MHz s RFID čítačkou, ak je v jej dosahu. 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. Ak tím RED obsadí bod, hráč tímu priloží svoju kartu k čítačke, čím bod obsadí. Táto akcia spustí buzzer, ktorý ohlási zmenu na bode. Následne sa rozsvieti LED dióda tímu RED na tomto stanovišti a na displeji sa začne pripočítavať čas pre tento tím. V prípade, že bod obsadí tím GRE a kartu priloží k čítačke člen tohto tímu, opäť sa ozve buzzer, rozsvieti sa dióda tohto tímu, čas tímu RED sa pauzuje a počíta sa čas tímu GRE, ktorý bod obsadil. Ak kartu / kľúčenku priloží organizátor (rozhodca), oba časy sa zapauzujú až do momentu, kým nepriloží kartu niektorý z tímov. Tento typ karty je tak vhodný pre spustenie prestávky, ale môže byť využitá aj pri ukončení hry, kedy je nutné čas zastaviť pre vyhodnotenie hry. Ak kartu priloží Eraser, oba časy sa zastavia a zároveň sa vynulujú na počiatočnú hodnotu 00 hodín, 00 minút, 00 sekúnd, ktorá sa vypíše na displej. Karta Eraser slúži pre reštart hry, inicializáciu novej hry bez nutnosti power-on cyklu. Projekt je vhodný pre Airsoft akcie, športové areály, čí Airsoft tímy, ktoré si môžu dané zariadenie Dominator zostrojiť s funkčným firmvérom ku ktorému existuje schéma zapojenia i návrh plošného spoja pre strojové vyrábanie s vŕtaním. Výhodou projektu RFID DOMINATOR je, že licencia oprávňuje klonovať a vytvoriť si X bodov s totožnou konfiguráciou prostredníctvom strojového kódu. Do hry je tak možné umiestniť ľubovoľný počet nezávisle na sebe fungujúcich RFID DOMINATOR bodov, ktoré reagujú na totožné RFID karty. Systém je otestovaný, funkčný, možno rýchlo nasadiť na kompatibilný hardvér. Čítačka NXP RC522 pracuje na frekvencii 13.56 MHz, RFID tagy registruje na cca 3 centimetre (nutný skoro až fyzický dotyk s čítačkou), kompatibilný formát tagov ISO/IEC 14443-A (MIFARE CLASSIC 1K, DesFire EV1, spätná kompatibilita s ISO/IEC 14443-4). Pod danú normu tagov spadajú aj ISIC, autobusové karty, ktoré fungujú ako NFC karty a dokážu oznámiť svoju fyzickú adresu - UID čítačke v dosahu.
Výpis časov na LCD znakovom displeji 20x4:
Kompatibilný riadiaci hardvér pre RFID DOMINATOR:
Arduino Uno
Arduino Nano
AtMega328P - DIP28
AtMega328P - SMD
Kompatibilné periférie pre RFID DOMINATOR:
LCD znakový displej 16x2 / 20x4
I2C prevodník pre LCD displej
RFID čítačka NXP RC522
RFID čipy štandardu ISO/IEC 14443-A
Hlásič
2x LED diódy
Princíp funkčnosti projetku RFID DOMINATOR po hardvérovej stránke:
RFID čítačka NXP RC522 komunikuje s mikrokontrolérom (Arduino / samostatný čip AtMega328P) po SPI zbernici s hodinovým signálom (CLK) 4 MHz. Čítačka reaguje na vzdialenosť čipu cca 3cm od antény, pričom má konfigurovateľný zisk antény v rozsahu 18 až 48 dB (48 dB je použité vo finálnej aplikácii). Načítava UID (identifikátor) RFID kariet v dosahu, preposiela tento identifikátor Arduinu. Arduino načítanú adresu karty porovná v multipodmienke, aplikuje digitálne stavy na diódy, beží na ňom univerzálne počítadlo riadené funkciou millis(), ktoré zodpovedá za počítanie oboch časov. Na základe splnenej podmienky sa začne počítadlo aplikovať na daný tím, ktorému UID prislúcha. Čas je posielaný po I2C zbernici na znakový displej 20x4, kde je vykreslený na konkrétny riadok - prepisuje sa iba konkrétna pozícia pre čo najrýchlejšiu obnovu času. Výpis všetkých úprav na displej trvá do 30ms pri rýchlosti I2C zbernice 100 kHz - Standard speed, ktorý je použitý. Pri vážnom záujme možno vytvoriť firmvér v strojovom kóde pre AtMega328P na mieru aj pre iné typy RFID čítačiek: RDM6300, PN532, Wiegand W26, zvýšenie hodinového signálu I2C zbernice až na 400 kHz (Fast Speed).
Určenie projektu RFID DOMINATOR:
Projekt RFID DOMINATOR je z hľadiska jeho univerzálnosti vhodný pre implementáciu do Airsoft akcií a s možnosťou klonovania firmvéru je tak možné do herného poľa osadiť X DOMINATOR bodov s identickým firmvérom, o ktoré môžu hráči hrať s rovnakými RFID kartami. DOMINATOR sa hodí aj pre tímy, športové areály a ihriská ktoré tak môžu týmto zariadením rozšíriť ponúkané služby a herné módy pre rôzny počet hráčov. 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 v Airsoft hrách. Samotný RFID čip je chránený v plastovom puzdre, nevadí mu špina, voda, je plne bezúdržbový. Nemá batériu, čip aktivuje RFID čítačka, ktorá ho vysielaným elektromagnetickým poľom nabije a umožní mu vyslať UID ak je v dosahu RFID čítačky. DOMINATOR je vhodný pre herné módy s rovnakým počtom hráčov v oboch tímoch, napr. DOMINATION, Capture Point (Points v prípade viac klonovaných DOMINATOR bodov). Využitie je predovšetkým pre športy Airsoft, Paintball hry.
Ukážka funkčnosti - RFID DOMINATOR:
Doska Plošných Spojov - (DPS) - RFID DOMINATOR - GERBER / výroba fotocestou
Výroba DPS pre RFID DOMINATOR v Číne / na Slovensku
DPS je možné nechať si vyrobiť na Slovensku u PB Spoj, kde dokážu vyrobiť obojstrannú DPS. Výrobu je možné zrealizovať napríklad v Číne, kde dokážu vyrobiť obojstrannú DPS z GERBER návrhu. Jeden z najpopulárnejších a najlacnejších výrobcov je JLCPCB, kde je možné GERBER súbory priamo nahrať ako .zip archív. DPS sa vizualizuje, automaticky sa nastavia vrsty, rozmery DPS, obojstranná DPS. Výroba trvá 1-2 dni. Kedysi sa tento výrobca preslávil akciou výroby 10 kusov PCB za 2 doláre. Dnes JLCPCB umožňuje vyrobiť 5 kusov tejto DPS pre RFID DOMINATOR za 6.96€, 10 kusov za 10.16€ (aktuálne k januáru 2021, ceny stúpajú). Preprava - dostupná najlacnejšia alternatíva za 7.44€ až po DHL s doručením do 3-5 pracovných dní, pričom cena prepravy je 23.16€. JLCPCB automaticky aplikuje zľavový kupón na 8€ pre prepravu, ktorý vám pridelí po registrácii. Teda s najlacnejšou prepravnou alternatívou s doručením do 25 dní je táto preprava pri prvom nákupe zdarma vďaka kupónu. Zaujímavým výrobcom PCB je aj AISLER, ktorý ponúka výrobu DPS od 3 kusov s cenou cca 7,6€ za kus s poštovným zdarma, prípadne ponúka aj možnosť doručenia za príplatok cez UPS. Taktiež je možné využiť aj iných dostupných výrobcov, napríklad: PCBWay, AllPCB, NextPCB, SeeedStudio, ktorí majú technológiu pre výrobu DPS strojovou metódou z GERBER súborov.
Pin headre v DPS návrhu:
Distančné stĺpiky v DPS návrhu:
Rozmery súčiastok:
Tabuľkové zapojenie vývodov - RFID DOMINATOR - plne odpovedá schéme zapojenia:
| Arduino Uno / Nano (AtMega328P) | NXP RFID RC522 |
| GND | GND |
| 3V3 | 3V3 |
| D9 | RST |
| D10 | SDA (SS) |
| D11 | MOSI |
| D12 | MISO |
| D13 | SCK |
| Arduino Uno / Nano (AtMega328P) | I2C prevodník pre LCD displej |
| GND | GND |
| 5V | Vcc |
| A4 (Hardware SDA) | SDA |
| A5 (Hardware SCL) | SCL |
| Arduino Uno / Nano (AtMega328P) | Buzzer (hlásič) |
| GND | GND |
| D5 | IN |
| Arduino Uno / Nano (AtMega328P) | LED diódy |
| GND | GND |
| D4 | IN (RED) |
| D3 | IN (GREEN) |
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, ani jeho logiku!. Výpis UID RFID karty sa realizuje do sériového (UART) monitoru - použitá rýchlosť 9600 baud/s (znakov za sekundu). Výpis je vhodné ukladať a prepísať do prehľadného .xls (EXCEL) dokumentu, ktorý uľahčí správu priradených RFID kariet ku konkrétnym tímom a entitám pre finálnu aplikáciu RFID DOMINATOR, ktorej strojový kód je viazaný na dodané UID kariet. Pre úspešné nahratie zdrojového kódu pre načítanie UID kariet je nutné importovať knižnicu MFRC522 do vášho prostredia Arduino IDE. Knižnica MFRC522 vo verzii 1.4.8: Github repozitár - stiahnuť .zip archív a obsah archívu nakopírovať do Arduino/libraries (zložka sa nachádza najčastejšie v Dokumentoch, alebo podľa vlastnej inštalácie v inom umiestnení).
Príklad uložených UID RFID kariet - Excel dokument .xls:
Excel (.xls) šablóna pre zápis UID - ON-line Google Tabuľky: 
/*|-------------------------------------------------|*/
/*|Názov: Načítanie UID RFID kariet |*/
/*|Popis: Načíta prostredníctvom RFID čítačky RC522 |*/
/*|adresu RFID karty, ktorá je priložená a vypíše |*/
/*|UID na UART rozhranie. |*/
/*|Zaznamenané UID kariet sa použijú pre DOMINATOR |*/
/*|Autor: Bc. Martin Chlebovec |*/
/*|E-mail: martinius96@gmail.com |*/
/*|Licencia pouzitia: MIT |*/
/*|Revízia: 12. Marec 2021 |*/
/*|-------------------------------------------------|*/
// Šablóna - Google SpreadSheet: https://docs.google.com/spreadsheets/d/1EHpdJi8v84eJ-6ExEPT6JuPkxI9Tfbm8v85zGRFvJ1Q/edit?usp=sharing
/*
* Typical pin layout used:
* -----------------------------------------------------------------------------------------
* MFRC522 Arduino Arduino Arduino Arduino Arduino
* Reader/PCD Uno/101 Mega Nano v3 Leonardo/Micro Pro Micro
* Signal Pin Pin Pin Pin Pin Pin
* -----------------------------------------------------------------------------------------
* RST/Reset RST 9 5 D9 RESET/ICSP-5 RST
* SPI SS SDA(SS) 10 53 D10 10 10
* SPI MOSI MOSI 11 / ICSP-4 51 D11 ICSP-4 16
* SPI MISO MISO 12 / ICSP-1 50 D12 ICSP-1 14
* SPI SCK SCK 13 / ICSP-3 52 D13 ICSP-3 15
*
*/
#include <SPI.h>
#include <MFRC522.h>
#define SS_PIN 10
#define RST_PIN 9
MFRC522 rfid(SS_PIN, RST_PIN); // Instance of the class
void setup() {
Serial.begin(9600);
while (!Serial);
SPI.begin();
rfid.PCD_Init(); // Init MFRC522
rfid.PCD_SetAntennaGain(112); // set to max (00001110)
rfid.PCD_DumpVersionToSerial();
}
void loop() {
if (rfid.PICC_IsNewCardPresent() && rfid.PICC_ReadCardSerial()) {
Serial.print(F("Card UID: "));
dump_byte_array(rfid.uid.uidByte, rfid.uid.size);
Serial.println();
Serial.print(F("PICC type: "));
MFRC522::PICC_Type piccType = rfid.PICC_GetType(rfid.uid.sak);
Serial.println(rfid.PICC_GetTypeName(piccType));
rfid.PICC_HaltA();
rfid.PCD_StopCrypto1();
}
}
void dump_byte_array(byte *buffer, byte bufferSize) {
for (byte i = 0; i < bufferSize; i++) {
}
Serial.print("Nacitany kod: ");
unsigned long kod = 10000 * buffer[4] + 1000 * buffer[3] + 100 * buffer[2] + 10 * buffer[1] + buffer[0]; //finalny kod karty
Serial.println(kod);
}
Optimalizácia programu pre RFID DOMINATOR:
Čísla UID RFID kariet pre RED, GRE, rozhodcu a erasera vložené do polí, ktoré môžu byť ľahko škálovateľné pre rozšírenie počtu hráčov, ktorí sú priradený ku konkrétnej skupine. Celé polia sú uložené do flash pamäte mikrokontroléru ako rad-only segmenty, teda polia nemusia bežať v RAM pamäti zaberať tak operačnú pamäť, ktorú DOMINATOR využíva. Štandardný program RFID DOMINATOR-a pre 10x UID pre RED i GRE tím a 2x UID pre Rozhodcu a Erasera zaberá 9512 bajtov flash pamäte, t.j. 30% a 501 bajtov pamäte RAM, t.j. 24%. Statické reťazce (const) premenné uložené do PROGMEM. Použité F makro pre statické výpisy na UART monitor, prípadne na LCD znakový displej.
I2C Scanner - program pre načítanie adresy I2C prevodníka pre LCD displej
Očakávaný výstup programu I2C Scanner:
Knižnica Wire je vstavaná do Arduino IDE, nie je nutná jej inštalácia. Program je možné skompilovať a overiť komunikáciu po I2C zbernici s LCD znakovým displejom. I2C prevodník je vhodné pripojiť k Arduinu na hardvérové I2C vývody (SCL na A5, SDA na A4) ešte pred nahratím programu, stačí aj bez dispelja. Načítanú adresu displeja je nutné dodať pre úspešný build pre Arduino spolu s UID RFID kariet.
#include <Wire.h>
void setup()
{
Wire.begin();
Serial.begin(9600);
while (!Serial); // Leonardo: wait for serial monitor
Serial.println("\nI2C Scanner");
}
void loop()
{
byte error, address;
int nDevices;
Serial.println("Scanning...");
nDevices = 0;
for(address = 1; address < 127; address++ )
{
// The i2c_scanner uses the return value of
// the Write.endTransmisstion to see if
// a device did acknowledge to the address.
Wire.beginTransmission(address);
error = Wire.endTransmission();
if (error == 0)
{
Serial.print("I2C device found at address 0x");
if (address < 16)
Serial.print("0");
Serial.print(address,HEX);
Serial.println(" !");
nDevices++;
}
else if (error==4)
{
Serial.print("Unknown error at address 0x");
if (address < 16)
Serial.print("0");
Serial.println(address,HEX);
}
}
if (nDevices == 0)
Serial.println("No I2C devices found\n");
else
Serial.println("done\n");
delay(5000); // wait 5 seconds for next scan
}
Stačí si k jedné z těchto domén vybrat hosting Plus nebo Mega a registraci domény od nás dostanete za 0 Kč!Objednat