הקופסאות המסתוריות של תות ענח' אמון

בשבועות האחרונים עמלו תלמידי כיתה ו' בבית הספר דעת, בהובלת יפתח, על בניית "ארגז בריחה" (שהתברר כ"ג'יימס בונד בריחה") לטובת פעילות סוף שנה של בית הספר דעת. כחלק מאותה המשימה, עמלו התלמידים על בניית הקופסאות המסתוריות של תות ענח' אמון. חייו של תות ענח' אמון מסתוריים בפני עצמם אולם הקופסאות שלו התגלו כמסתוריות יותר...

התלמידים ניסו לבנות קופסאות שיתקשרו האחת עם השניה, בקשר אל-חוטי על בסיס ארדואינו ורכיבי תקשורת. קופסא אחת תהיה נעולה בעזרת מנעול קוד. את הקוד יש לרכוש בעזרת אוסף חידות מגוון שקשור לחייו של תות ענח' אמון. לאחר פתרון החידות ופתיחת המנעול - ניתן לפתוח את התיבה שמשחררת ופותחת את התיבה השניה.

את ההשראה לקחו התלמידים מכאן:

ראשית היה צורך להשיג את הרכיבים השונים ובעיקר את הרכיב NRF24L01 שלא הכרנו. הזמנו את הרכיב ויצאנו להפסקה קצרה עד שהוא יגיע מסין...

באתר של ארדואינו, מסביר יוצר הסרטון שלב אחר שלב את הדרכים להגיע אל התוצר הסופי. אלא שלאחר בנייה מורכבת של שני המעגלים, התקשורת לא עבדה. לא לגמרי ברור מה לא עבד אולם היה ברור שצריך לתת פתרון כלשהו ולמצוא את הדרך שזה יעבוד...

במדריך הזה מצאנו את מה שרצינו, כמעט. מצאנו תרשים פשוט עם קוד פשוט שמתאים כמעט למה שאנחנו רוצים אלא שגם אחרי שינויים קטנים בקוד והתאמות שביצענו - זה עבד רק פעם אחת, כלומר, לאחר התקשורת הראשונית - זה חדל לעבוד. גם הפעם דביר הציל את המצב (תודה דביר!!). בדומה מאד לפתרון הבעיה שנתן לנו ihsan yurtbaşı לבעיית ה GPS וכרטיס ה Sim, גם כאן השתמשנו בפתרון דומה: לתת פקודה לרכיב "להפסיק להקשיב" לאות הרדיו מהרכיב השני "ולחזור להקשיב" לאחר 300 מילי-שניות. ההקשבה המחודשת יוצרת מעין איפוס של הרכיב ומאפשרת לו לעבוד שוב ושוב.

ואחרי כל ההסבר הארוך הזה - אני בטוח שאתם רוצים להבין מה עשינו בסופו של דבר..

נחלק את כל העבודה לשני חלקים: חלק המשדר וחלק המקלט. לכל אחד מהחלקים נצטרך לוח ארדואינו ומספר רכיבים נוספים (שימו לב לרכיבים המדויקים בהם השתמשנו. בהמשך נפרט אפשרויות שונות לבנייה ונסיונות שעשינו עם רכיבים אחרים שלא צלחו):

משדר:

• לוח ארדואינו Uno
• רכיב NRF24L01 
• לחצן / מגנט
• סוללה או מקור כח אחר 
• נגד 10KΩ
• מיני מטריצה 

מקלט:

• לוח ארדואינו Nano
• מטריצה
• מנוע סרוו
• רכיב NRF24L01 

תצטרכו גם לא מעט חוטים לשני המעגלים האלו. לצורך הבניה הבסיסית אין צורך במלחם אבל לגימורים הסופיים השתמשתי במלחם, דבק חם דרמל ועוד... הכל תלוי בסוג הגימור שלכם ובחומרים בהם תשתמשו. 

מתחילים לבנות את המשדר על פי התרשים הבא: 

שימו לב שרכיב ה NRF24L01 יכול להיות משדר או מקלט, תלוי בקוד שאתם מעלים לארדואינו. בשביל הבדיקות הראשוניות השתמשנו בלחצן פשוט. בהמשך החלפנו אותו למגנט (מהסוג שמשמש להתרעה על פתיחת חלון או דלת). הקוד נשאר אותו הקוד והתרשים אותו התרשים. הדפסנו את תות ענח' אמון במדפסת Easy Threed והדבקנו לו את המגנט: 

בפועל זה נראה ככה: 

אבל אל דאגה: עשינו כמה שינויים קוסמטיים ומי שפותח כעת את הקופסא יגלה משהו כזה: 

וכך - ברגע שמסיטים את תות ענח' אמון ממקומו - המשדר מתחיל לשדר את האות למקלט. כמובן שיש צורך להעלות את הקוד: 

#include <SPI.h> #include "RF24.h" int msg[1]; RF24 radio(8,7); const uint64_t pipe = 0xE8E8F0F0E1LL; int potpin = 9; int val; void setup(void) { radio.begin(); Serial.begin(9600); radio.openWritingPipe(pipe); pinMode(9,INPUT); } void loop(void) { if(digitalRead(9)==LOW){ delay(300); val = 1; msg[0] = val; Serial.println(val); radio.write(msg, 1); } else{ val = 0; msg[0] = val; Serial.println(val); radio.write(msg, 1); } }

שימו לב שתצטרכו להוריד את הספריה הנכונה. מרוב ניסיונות עם הקוד הקודם שלא עבד - הורדנו מלא ספריות ולכן אני לא יודע להצביע על הספריה המדויקת שצריך להוריד בשביל הקוד הזה. תנסו.. אם לא עובד עם הראשונה - תורידו את השניה...

הקוד הזה מכיל מפתח התאמה למקלט:

const uint64_t pipe = 0xE8E8F0F0E1LL;

אם אתם משנים את המפתח - תצטרכו לשנות לאותו המפתח גם בקוד השני. אנחנו השארנו את זה ככה. כל עוד אנחנו לא הולכים לבנות עוד ועוד רכיבים שיצטרכו לתקשר האחד עם השני (ולא עם השלישי...) במקביל - אין צורך לגעת בזה.

הקוד מכיל גם הדפסות סיריאליות כדי שתוכלו לעקוב במהלך ההתקנה ולהבין מה קורה. תוכלו כמובן לבטל אותן אם לא תצטרכו. ואחרי שהרכבתם והעליתם את הקוד - נעבור לבניית המקלט:

 את המקלט בנינו בהתחלה על לוח ארדואינו Nano. כאשר ניסינו להעביר ללוח ארדואינו Uno - זה פשוט לא עבד. מכיוון שהשעה היתה כל כך מאוחרת וכמעט נהיה כבר מחר, נשארנו עם ה Nano בלית ברירה. החיסרון - את הארדואינו Uno ניתן להזין דרך חיבור הסוללות בעזרת סוללות AA, 9V ועוד. לארדואינו Nano - לא היה לי חיבור מתאים ולכן האופציה היתה Power Bank. הבעיה היתה שה Power Bank שבדקתי, כיבו את עצמם כאשר חשו בצריכת אנרגיה נמוכה. זה ממש לא התאים לעבודה לאורך זמן. בסופו של דבר בחרתי ב Power Bank הקטן ביותר שהיה לי והכי פחות מתוחכם אך הוכיח את עצמו בעבודה לאורך זמן - ללא כיבוי עצמי.

בפועל, המקלט היה נראה אצלנו ככה:

אחרי קצת סידור וסגירה זה נראה בערך ככה. משטח העץ נותן את האפשרות ליפתח והצוות שלו להשתמש בשאר חלל הקופסא ולשים שם את המסר של הקופסא. 

לאחר הבניה, יש להעלות כמובן את הקוד. שימו לב להגדיר את הלוח כארדואינו Nano ולשנות פתחה. ממש לא מומלץ לעשות את התהליך כאשר הארדואינו השני מחובר. חסכו לעצמכם תסכולים מיותרים שאין בהם שום צורך...

#include <Servo.h> #include <SPI.h> #include "RF24.h" int val; Servo myservo; RF24 radio(8,7); const uint64_t pipe = 0xE8E8F0F0E1LL; int msg[1]; void setup() { myservo.attach(9); radio.begin(); Serial.begin(9600); radio.openReadingPipe(1,pipe); radio.startListening(); } void loop() { while (radio.available()){ radio.read(msg, 1); val = msg[0]; Serial.println(val); if (val == 1){ myservo.write (180); delay(300); } else if (val == 0){ myservo.write (0); delay(300); } radio.stopListening(); delay(300); radio.startListening(); }}

לאחר שהעלינו את הקוד, נשאר רק "לגמר" מעט את הפרויקט. קצת שריפה של הקופסאות שתתן להם גוון שקשור יותר לתקופה או כל דבר אחר שתרצו לעשות...

(בתמונה: הקופסא המקורית) 

(בתמונה: הקופסא לאחר ששרפנו אותה. זהירות!)

בהצלחה!