Posted by Kiedyś grałem w grę planszową Hasbro Gra Operacja, bardzo mi się spodobała i zapadła w pamięć. Niestety już później nie miałem przyjemności zagrać w nią. Niedawno naszła mnie ochota, aby znów w nią zagrać.
Koszt gry to około 100zł – za drogo. Pomyślałem, że mógłbym zrobić taką grę samemu. Mechanizm i elektronika w grze jest banalnie prosta. Metalowa pęseta na przewodzie, za pomocą której wyciągamy plastikowe elementy z dziurek, których brzegi z wierzchu są otoczone metalowym drutem, podłączonym do układu. Dotknięcie narzędziem brzegu dziury spowoduje zwarcie styków i tym samym zostanie uruchomiony „alarm”, czyli buzzer i LED. Dla urozmaicenia postanowiłem trochę podrasować grę i zrobić bezprzewodową pęsetę (więcej w dalszej części artykułu).
Przygotowanie
Poza elektroniką potrzeba było wykonać jeszcze, kilka innych rzeczy:
- plansza do gry (grafika)
- pudełko w którym będzie mieściła się cała gra (elektronika, plansza, dziurki)
- dziurki oraz małe elementy, które będziemy z nich wydobywać
Nasunęło się tym samym kilka pytań:
- W jaki sposób i z czego zrobię dziurki i elementy do wyjmowania?
- W jaki sposób przymontuje drut do brzegów, aby się całość trzymała kupy?
Prace
Jako opakowania użyję pudełka od innej gry, jest mniej więcej rozmiaru A4, takie jakiego potrzebowałem. Na wierzchu nakleję wydrukowany obrazek z miejscami na dziury i w odpowiednich miejscach je wytnę.
Do reszty postanowiłem wykorzystać drukarkę 3D. Dziury oraz elementy do wydobywania będą wydrukowane. Dziura będzie modułem kwadratowym o rozmiarach 2,5cm x 2,5cm oraz wysokości ok 4cm (zależnie od pudełka jakie macie). W środku będzie wydrążone miejsce o głębokości ok 3cm (taka wydaje mi się najbardziej optymalna, aby rozgrywka była ciekawa). Dziura będzie miała kształt dopasowany do elementu jaki w niej się będzie znajdował. Odpowiednio poszerzona i wygładzona na krawędziach, aby dało się wokół niej owinąć drut. Jej rozmiary mają się mieścić w kwadracie 1,5cm x 1,5cm, tak, aby dało się czasem wyciągnąć z niej element :D. Obiekt nie może przekraczać 1cm x 1cm, bo inaczej nie mieścił by się w otworze i nie dało by się go wyciągnąć pęsetą.
Same elementy ukazujące rzeczy zostały odrysowane od obrazków z znalezionych w Google. A cała reszta była obrabiana na ich podstawie. Wszystko jest dostępne na Thingiverse.
Co do części elektronicznej. Kiedyś, za początków mojej przygody z elektroniką, odkryłem ciekawe zjawisko na tranzystorze BC547 (artykuł z tym zjawiskiem?). Postanowiłem je tutaj wykorzystać, bo dzięki niemu mogę używać pęsety bezprzewodowo. Czujnik będzie reagował na potencjał naszego ciała przekazywany przez metalową pęsetę. Brzmi super i podobnie działa w praktyce.
Schemat układu jest bardzo prosty:
Nim zacznę umieszczać wszystko w pudełku i przyklejać to muszę wiedzieć jeszcze, w którym miejscu ma znajdować się jaki element. Miałem już na papierze naszkicowany mniej więcej wygląd z elementami. Potrzebowałem do tego zaprojektować grafikę i wypozycjonować dokładnie otwory na elementy. Potem, gdy miałem wszystko ułożone, to odrysowałem sobie na odwrocie obrazka krawędzie, zaznaczyłem którędy podłączę drut oraz jak wszystko podłączę. Odcisnąłem krawędzie dziurek na obrazku i skalpelem powycinałem. Potem przyczepiłem lekko taśmą klejącą zdjęcie do pudełka i zgodnie z konturem wyciąłem otwory. Oto efekty:
Teraz czas na przymontowanie układu oraz wydrukowanych elementów w pudełku. Pozycjonowanie dziur nie było trudne. Ustawiałem wydruk pod otworem na oko, a potem pęsetą go wyrównywałem. Na koniec podnosiłem planszę i odrysowywałem krawędzie wraz z ikonką elementu i jego kierunkiem, tak abym wiedział, którą stroną przykleić go potem.
Na koniec nakładamy pokrywkę, przyklejamy obrazek, dorabiamy detale, ozdabiamy i gotowe! Jeśli otwory nie będą dopasowane idealnie można pomoc sobie zszywaczem. Wypełnienie wydruku to zaledwie 10% więc zszywka powinna wbić się w niego bez problemu.
Aktualizacja #1
Niestety system bezprzewodowej pęsety nie działał najlepiej. Zjawisko występujące na tranzystorze BC547. Reagowało na jedną osobę, a na drugą już nie. Czasem jeśli dotknąłem uziemienia, reagował poprawnie, ale po chwili już przestawał działać. Trzeba po prostu przyjrzeć się bliżej temu zjawisku i ulepszyć cały system.
Póki co, postanowiłem rozmontować grę, wyjąć stary układ i w jego miejsce wstawić zwykły z pęsetą na przewód. Chwilowo nie mam za dużo czas na większe badania tego zjawiska, a chciałbym, aby dało się nią grać. Nowy układ jest bardzo prosty. Ze starego zostawiłem tylko resetowanie układu na przycisk oraz LED i buzzer, a reszta składa się z tyrystora oraz kilku rezystorów. Poniżej schematy układu:
A gotowy układ razem z grą prezentuje się następująco:
Na tą chwilę tak to zostawiam. Gra działa, prezentuje się dalej dobrze. Kiedy będę ulepszał układ o funkcję bezdotykową to na pewno zrobię opcję z przewodem oraz przerobię opakowanie. Chciałbym, aby gra była całkowicie ukryta w środku pudełka oraz plansza była wymienna. Poniżej filmik przedstawiający działającą grę:
Podsumowanie:
- Projekt spełnia wymagania estetyczne jak i praktyczne, a kosztował mnie tylko sporo czasu, złotówki ani jednej nie wydałem (nie wliczam zużytego filamentu, do wydrukowania elementów). Dodatkowo jest lepszy niż oryginalna wersja gry, ponieważ pęseta
jest bezprzewodowa! - Montaż elementów w środku, mógłby być lepiej przemyślany, gdyż w tej chwili nie mogę zdjąć pokrywki, bo jest przymocowana zszywkami. Blokuje to dostęp do modyfikacji układu oraz wymiany baterii (chociaż pewnie nigdy się one nie zużyją, bo gra pobiera znikome ilości prądu, 8,5mA przy alarmie, a 0,25mA w trakcie czuwania)
- Podoba mi się pomysł w jaki rozwiązałem problemy, które były wymagane, aby gra działała. Wpadłem na nie szybko i zostały wykonane profesjonalnie (jak na moje standardy)
- Po przerobieniu układu gra nadal dobrze się prezentuje. Ilość prądu pobierana to 9mA, gdy alarm jest włączony, a 0.1mA w trybie gry.
Pytania do wyjaśnienia:
- Dlaczego układ czasem się nie wzbudza? Czy jest to spowodowane zbyt niskim napięciem zasilania?
Plany na przyszłość:
- Usprawnić układ elektroniczny odpowiedzialny za włączenie alarmu przy dotknięciu.
- Wykonać grę bardziej modułowo, tak aby np. była możliwa zmiana obrazka, albo łatwa i szybka wymiana baterii, oraz w razie czego rozbudowa układu elektronicznego.
Źródła i linki:
Thingiverse, Eagle, Youtube