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Construindo um Jogo de Laser Baseado em Arduino, Parte 3: Transmita e Acerte

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Testando a Arma

Chegou a hora da diversão: testar a arma.

faça upload de seu código concluído para sua placa Arduino. Para testar, você precisará de duas armas e dois computadores. (É possível testar com duas armas e um computador, mas você obteria mensagens seriais somente de uma arma.)

Ative o monitor serial e comece a disparar a arma até explodir. Você deve ver mensagens que indicam que a arma está sendo disparada até a sequência de auto-destruição ser disparada, conforme mostrado abaixo.


Figura 2. Monitor Serial
Monitor Serial

Reconfigure sua placa, pegue a segunda arma e a queima-roupa, mire a arma de forma que o LED infravermelho esteja apontado para o sensor de radiação infravermelho na arma conectada ao monitor serial e dispare um tiro. Ambas as armas devem fazer algum ruído e você deve ver o tiro registrado no monitor serial.


Figura 3. Tiro Registrado no Monitor Serial
Tiro Registrado no Monitor Serial

Dê alguns passos para trás e dispare novamente. Não levará muito tempo para que seus tiros deixem de ser registrados. Seu raio de atuação pode ser somente alguns pés. Isso não parece muito útil, mas é um problema que é facilmente solucionado.

Aumentando seu Raio de Atuação

Para aumentar seu raio de atuação, será necessário usar lente para focar seu sinal de infravermelho. Esse é um processo bem simples que produzira excelentes resultados. Você precisará daquela lente de aumento, de algum tubo rígido (eu usei PVC de três quartos de polegada) e de alguma coisa para medir a distância, como uma régua.

É necessário determinar a distância do foco de sua lente de aumento. A distância do foco é uma medida da distância na qual um objeto precisa estar de sua lente para aparecer em foco. (OK — essa é uma super simplificação considerável do assunto, mas funcionará por hora.) Dito de forma diferente, é a medida do centro da lente até o ponto no qual a luz que passa pela lente é focada, conforme mostrado na Figura 4.


Figura 4. Distância do Foco
Distância do Foco

Se você não souber a distância do foco de sua lente, emita uma luz brilhante sobre um pedaço de papel branco simples e use sua lente de aumento para focar a luz no papel. Você pode ter feito isso quando criança ou na aula de ciências, usando o sol para colocar fogo em um pedaço de papel. Quando puder ver a fonte de luz claramente em foco, meça a distância de sua lente até o papel. Essa medida é sua distância do foco e é distância que o LED de infravermelho deve estar de sua lente.

Corte seu tubo rígido nesse comprimento e fixe sua lente em uma extremidade. Como você fará isso variará muito, dependendo de seu hardware. Para testar o exemplo deste tutorial, a lente se ajusta à extremidade do tubo de PVC com um pouco de fita isolante para prender a peça. Obviamente, você deve usar a fita somente ao longo das bordas, já que passar a fita sobre a lente será um problema.

De forma semelhante, você deve anexar o LED de infravermelho na outra extremidade do tubo, centralizado e apontando para a lente. Você poderia fazer isso cortando um pequeno círculo do plástico, usando um pequeno PCB para conectar o LED ou perfurando um encaixe de PVC e colocando o LED no local. Para testar o exemplo deste tutorial, uma arruela plástica e mais um fita isolante foram usadas. Independentemente, você achará muito mais fácil soldar alguns condutores de fio a seu LED antes de tentar colocar qualquer coisa no lugar.

Quando sua lente estiver no lugar, reconfigure ambas as armas e tente disparar alguns tiros de teste novamente, caminhando progressivamente cada mais mais distante. Quando mais distantes as armas estiverem, mais precisamente você precisará mirar sua arma para registrar um acerto. Com os componentes do exemplo, o raio de atuação foi aumentado de 12 pés para aproximadamente 60 pés na primeira tentativa.

Algumas pessoas podem expor extensivamente sobre as opções de lente e os benefícios de uma lente em relação à outra. Em geral, você está lidando com duas questões ao testar e selecionar uma lente: Qual é o raio de atuação final? E qual é a precisão final? As lentes que aumentam seu raio de atuação também requerem que você seja mais preciso em seus disparos; você poderá acertar pessoas a uma maior distância, mas precisa se mais preciso, mesmo a curta distância. As lentes que reduzem seu raio de atuação permitirão que você seja um pouco menos preciso; você não poderá acertar pessoas de muito longe, mas não precisará mirar tão precisamente. Você e seus amigos poderão em breve se encontrarem em uma corrida de armamentícia sobre quem possui as melhores lentes. Você pode ajudar a reduzir a vantagem injusta, padronizando um conjunto base de hardware.

Tudo está funcionando, mas não parece muito com uma arma. A próxima seção dá uma olhada rápida em diferentes maneiras que você pode proteger seus componentes.



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Protegendo a Arma

Ter controle completo sobre cada aspecto de seu hardware é um pouco como uma faca de dois gumes. Você pode fazer com que faça qualquer coisa que deseje e tenha a aparência que quiser, mas você provavelmente não tem acesso a máquinas que você pode usar para criar moldes plásticos customizados para sua nova arma do 'Duino Tag.

Primeiro, não ache que é um requisito que sua arma pareça uma pistola. Algumas das armas de ficção científica mais bonitas parecem estranhos controles remotos. Não há razão para que sua arma não possa estar protegida em um controle de portão eletrônico com novo propósito, em um fone de telefone sem fio ou algo semelhante. Procure pela casa um hardware que não funcione mais, que se encaixe bem em sua mão e que tenha espaço para conter a placa Arduino e a proteção de sua lente.

Segundo, não ache que sua arma precise ter uma aparência polida. Não há necessidade de fazer com que tudo pareça que foi fundido sem emendas de uma liga de alta tecnologia por um viajante do tempo benevolente. Não há nada de errado em querer que seu produto acabado pareça polido, mas se não conseguir colocar todos os fios em sua proteção ou se você precisar cortar fazer buracos brutos para que partes saiam para fora, então, adote a estética. Vamos ser honestos: você provavelmente construirá sua arma do 'Duino tag em uma mesa em uma sala com pouca luz usando peças recuperadas e muitas bebidas cafeinadas. Isso o torna um cientista maluco. Não tenha medo de que sua arma pareça ciência de louco.

Para obter uma aparência mais polida, há algumas abordagens diferentes. Você pode dar um novo propósito a uma arma de brinquedo. Armas de dardos de espuma e armas de água pressurizada são boas possibilidades. Você também pode fazer alguns buracos em uma caixa de projeto (ou uma caixa de junção de PVC) e montar o tubo da lente com ajustes de PVC. Tinta em spray, tubo com retração por calor e fita metálica podem agregar alguns excelentes toques de estética.

Para proteger a arma do 'Duino tag construído para esta série, eu peguei uma arma de dardo de espuma a ar adquirida de uma loja de bagulhos (US$ 0,50 bem gastos). Removi o logotipo, retirei a parte interna, usei um canivete na proteção em alguns locais apropriados e pintei tudo com uma camada de tinta preta em spray. A estética seria melhorada com a inclusão de alguns fios soltos e fita prateada. Consulte a Figura 5.


Figura 5. Proteção para a Arma do 'Duino tag
Proteção para a Arma do 'Duino tag

Independentemente de como você protege seus componentes, há alguns princípios de orientação a serem seguidos:

  • O resistor e o capacitor para seu sensor de radiação infravermelho precisam ser montados próximos ao sensor.
  • Monte o sensor para a frente da arma de forma que esteja visível e não bloqueado por outros componentes.
  • Monte o tubo de sua lente reto para que você possa mirar facilmente.
  • Será necessário incluir alguma energia de bateria para sua placa Arduino.
  • Fácil acesso à sua placa Arduino, pelo menos para fazer upload do novo software.

Proteger seus componentes é uma oportunidade para soltar sua criatividade. Não tenha medo de realmente extrapolar no design.



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Incluindo Algum Zing

Há muito espaço para expansão do 'Duino. Os Pinos 0-1 e 5-11 não foram designados e há seus pinos análogos que não foram tocados. Há muito espaço no protocolo para incluir mais funções. Seguem algumas ideias para levar as coisas uma etapa adiante.

Arma do árbitro
Integrado ao protocolo está a capacidade de um árbitro promover, demover, reconfigurar e reviver jogadores. A arma de um Árbitro teria software diferente e precisaria de mais botões. A maneira mais simples de implementar o que foi escrito no protocolo seria construir uma arma com quatro botões, um para cada função (promover, demover, reconfigurar e reviver). Essa arma não precisa de uma lente.
Contadores de munição/acertos
Usando um LED de gráfico de barras, diversos LEDs individuais ou (se você for ambicioso) um monitor de LCD, você poderia mostrar ao jogador quantos tiros foram disparados, quantos tiros foram acertados, qual jogador acertou por último e mais.
Códigos de resposta
Com o sensor montado na frente da arma e com os códigos de Sucesso/Falha integrados ao protocolo, você poderia fazer com que uma arma respondesse a um código de Acerto ou Erro quando um comando for recebido. Isso abre possibilidades interessantes para comunicação bidirecional entre as unidades. Considere as possibilidades de enviar um conjunto base de comandos a unidades amistosas usando telas de LCD e uma arma de comando com diversos botões.
Destinos
Você poderia facilmente juntar um conjunto de destinos que poderiam ser instalados em torno da área de jogo. Os destinos poderiam ser usados para obter pontos, disparar tiros aleatórios ou agir como árbitros automatizados.
Drones remotos
Pegar esse hardware base e montá-lo em um carro de controle remoto (ou diversos carros de controle remoto) seria uma excelente maneira de aprimorar ou alterar completamente o jogo. Você poderia guiar as unidades para bases opostas ou jogar inteiramente com carros.
Granadas de radiação infravermelho
Uma proteção firme seria necessária, mas seria uma questão simples criar uma "granada" de infravermelho que enviasse uma rajada de tiros no nível e frequência corretos.

Essas são apenas algumas ideias para você iniciar. Experimente. Faça um brainstorm com seus amigos sobre como melhorar o jogo. Invente suas próprias regras e variações. Você mesmo montou tudo. Não tenha medo de desmontar e tornar melhor.



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