Kudos, no grieķu vārda “kydos” – slava kā sasniegumu rezultāts. Novēlot “kudos” citam tiek attiecināta uzslava.
„Kudos” ir neliels eksperimentāls elektroniskas spēļu ierīces projekts radīts ar mērķi kā mākslas objekts un pētnieciskais darbs interakcijas dizainā.

Viena ierīce satur 8×8 punktu LED displeju, kurā attēlojas spēles gaita, nelielu skaļruni, kurš ir spējīgs atskaņot 8bitu melodijas un kontroles mehānisms izveidots no diviem sasveres slēdžiem, attiecīgi vadība notiek caur ierīces svārstīšanu.

Spēles procesa pamatā ir variācija par vienu no senākajām kompjūterspēlēm – Pong, kura ir pārvērsta daudzspēlētāju režīmā sadalot spēles laukumu starp vairākām ierīcēm. Katra kudos ierīce reprezentē noteiktu lauku vai telpu ar iedomātu tenisa raketi, horizontālas platformas izskatā, ekrāna lejasdaļā. Pa šo laukumu pārvietojas punkts, simboliskais „kydos” un spēlētāja uzdevums ir svārstot ierīci, tādējādi pārvietojot platformu, notvert tad piespēlēt atpakaļ raidīto bumbu.

Dotā spēle ir paredzēta diviem spēlētājiem, satur divas ierīces un vienotu barošanas bloku. Divu spēlētāju režīmā spēles process ir sadalīts starp divām ierīcēm, brīdī kad bumbiņa sasniedz ekrāna augšējo malu tā pamet doto ierīci un tiek piespēlēta pretī stāvošajam spēlētājam uz viņa Kudos. Veiksmīgi atsitot bumbiņu ar raķeti spēles ātrums palielinās par 10%. Brīdī kad kāds no spēlētājiem nenotver bumbu, spēles ātrums tiek samazināts līdz sākotnējam līmenim, un zaudējušā spēlētāja ierīcē tiek atskaņota atbilstoša melodija.

Bumbiņas lidošanas leņķis atsitoties no platformas tiek izvēlēts pēc gadījuma principa, dēļ ekrāna ierobežotās izšķirtspējas bumbiņa spēj pārvietoties 6 dažādos leņķos.

Elektronika

Elektronikas shēmas kodols ir ATMega88 mikrokontrolieris kurš veic visu nepieciešamo ierīces loģiku – aprēķina spēles fiziku, saņem un apstrādā ievades signālu, kontrolē LED ekrānu, kā arī ģenerē 8 bitu skaņu.

Lielākā daļa no elektronikas shēmas ir absolūti „klasiska” 8×8 punktu LED masīva kontrole izmantojot vienu demultipleksera (74HC4051) mikroshēmu LED katodu joslai, un Shift register mikroshēmu (74HC595) anodu kolonnas vadībai.

Demultiplekseris (4051) ir mikroshēma, kura saņem vienu ieejas signālu un izvēlas uz kuru no astoņām izejām to izvadīt. Sava veida, digitāli kontrolēts slēdzis ar astoņām pieslēgumvietām.

Shift register (SIPO – serial-in,parallel-out) mikroshēma savukārt saņem datus seriālā formātā uz izvada paralēli. Dotajā gadījumā 8 bitu reģistrs saņem seriāli 8 bitus un sadala tos uz 8 mikroshēmas izejām izvadot vienlaicīgi.

Darbības princips shēmai ir sekojošs – vispirms ar demultipleksera čipu caur tranzistoru (2N4401) tiek ieslēgta viena no astoņām katodu rindām. Tranzistors dotajā gadījumā invertē signālu. Tālāk shift register mikroshēmā tiek ielādēta 8bitu vērtība atbilstoši dotajai joslai. Tādējādi ļoti ātri pārslēdzoties starp joslām un katrā joslā izvadot atbilstošus 8bitu datus ekrāns tiek pārzīmēts.

Mikrokontrolieris vada demux čipu izmantojot piecas kontroles līnijas, trīs slēdži A,B,C(9,10,11) lai pieslēgtu kādu no 8 kanāliem, INH(6) dotajā gadījumā tiek izmantots lai izslēgtu un ieslēgtu datu izvadi, un X jeb COM IN/OUT(3) līnija ir pievienota mikrokontroliera PWM izejai un tās uzdevums ir kontrolēt LED spožumu.

Shift register shēma izmanto četrus kontroles signālus. Divi, SER(14) un SCK(11) ir pieslēgti mikrokontroliera SPI izejām, atbilstoši MOSI(PB3) un SCK(PB5) un paredzēti seriālo datu ielādei reģistrā. Tad kad dati ir ielādēti tiek uz īsu brīdi ieslēgta RCK(12) ieeja tādējādi saglabājot informāciju mikroshēmas atmiņā (storage register). Visubeidzot, ceturtā kontroles līnija G(13) ieslēdz vai izslēdz datu izvadi uz mikroshēmas izejām.

LED displejs tika lodēts pašrocīgi izmantojot dzeltenas gaismas, plaša redzes leņķa, diodes. Dotās ierīces specifika papildus ir arī tas, ka ekrāns spēj attēlot astoņus spožuma līmeņus un nevis tikai bināru attēlu. Šāda opcija pavēra iespēju dažiem interesantiem grafiskiem efektiem, kuri bagātina spēles procesu.

Pārējā shēmas daļa tika maksimāli kompakti izvietota displejam blakus pielodētā platē, kura ir salokāma zem displeja. Arīdzan uz atsevišķas plates tika pielodēti sasveres slēdži, simetriski, katrs 45 grādu leņķī. Plates centrā ir redzams tradicionālais voltāžas regulators 7805. Skaļrunis ir neliels 50mm diametrā, 0.25 vatu un 32omu pretestību.

Shēma: kudos_schematics.pdf

Loģika

Mikrokontroliera loģikas kods tika rakstīts C valodā iekš AVR Studio. Programmēts izmantojot AVRISP programmatoru.

Izmantotie resursi mikrokontrolierī ir SPI priekš seriālā shift register datu izvades. Viens taimeris (OC1A) PWM režīmā skaņas ģenerācijai. Otrs 8 bitu taimeris (OC0A) PWM diožu spožuma kontrolei un trešais taimeris uzstādīts interrupt režīmā atjauno spēles loģiku un displeja informāciju 60Hz frekvencē. Divi ienākošie pārtraukumi (INT0, INT1) tiek izmantoti sasveres slēdžu ievadei. Un visu beidzot komunikācijai ar otru ierīci tiek izmantotas seriālās līnijas (TXD, RXD). Pie atlikušajiem brīvajiem mikrokontroliera portiem ir pieslēgti demultiplekseris un shift register kontroles līnijas.

AVRStudio projekta faili:  Kudos_source.zip

Korpuss

Vienas ierīces korpuss ir izgatavots no divām daļām un ir izjaucams lai tādējādi piekļūtu elektronikai. Virsējā daļa ir kaste no organiskā stikla, un apakšējā daļā ar 2mm skrūvēm iestiprinās alumīnija pamatne.

Korpusa ārējais apvalks ir izgatavots no melni tonēta, 3mm bieza, organiskā stikla. Detaļas tika izzāģētas ar smalku rokas zāģi, tad savienojuma vietās pieslīpētas. Organiskā stikla detaļu līmēšanai tika izmantots dihloretāna šķīdums, kurš ķīmiski izkausē organisko stiklu, tādā veidā radot gandrīz neredzamu detaļu savienojuma vietas šuvi. Pēdējā etapā korpusa apmales tika apslīpētas apaļas 3mm rādiusā, un slīpējuma vieta nopulēta izmantojot ALTUGLAS Polish1 līdzekli paredzētu organiskā stikla un līdzīgu plastmasu pulēšanai.

Apakšā pieskrūvētā korpusa pamatne ir izgatavota no 1mm bieza alumīnija plāksnes. Sekojoši, vispirms detaļas izklājuma rasējums bija jāpārnes uz alumīnija, tad ar Dremeli un 2mm urbi ieurbti caurumi paredzēti skrūvēm, tālāk detaļa ar rokas figūrzāģi tika izzāģēta un apvīlēta. Visu beidzot detaļai tika aplocītas malas tam paredzētajās locījuma vietās. Tas tika veiks iespiežot plāksni skrūvspīlēs starp diviem leņķdzelžiem.

Korpusa rasējums: kudos_enclosure.pdf

Resursi:

[1] SIA „Kviller” – http://www.kviller.lv Organiskais stikls un pulēšanas līdzekļi

[2] SIA „TEHLAT” – http://www.tehlat.lv Alumīnija plāksnes, metāla mazumtirdzniecība

[3] SIA „Argus” – http://www.argus.lv Elektronikas komponenti

[4] SIA „Elfa” – http://www.elfa.lv Sasveres slēdži no Elfa kataloga

http://www.houseofbits.com