Как да си направим сами Wii Sensor Bar за PC-то

Как да си направим сами Wii Sensor Bar за PC-то

Този път ще започна малко отзад напред, а именно със статия как можем бързо, евтино и много лесно да си направим Wii Sensor Bar за компютъра. След което в допълнителна статия ще обясня каква всъщност е идеята на този сензорен „панел“ и как той може да се използва в комбинация с Wii-mote (Wii-станционното) на вашия компютър…

Да започнем с малко предистория. В края на миналата година компанията Nintendo Обяви своята нова гейм конзола наречена Wii, горе долу по същото време по което беше официално обявена и пусната на пазара и Playstation 3 конзолата на Sony. И макар Wii да не блести с технически параметри, като наличието на многоядрен процесор (4 или 7-8 ядра например), супермощна графика поддържаща HD и т.н, както е при другите две конзоли от ново поколение – Xbox 360 и Playstation 3, то Wii разполага с нещо друго. Става дума за интересната и доста оригинална нова концепция за управление на тяхната конзола, поне спрямо използваните досега традиционни методи. Наричаната от Японската компания революция при управлението (преди официалното име на конзолата да бъде обявено като Wii се очакваше тя да се казва Revolution) се изразява във вид на безжичен контролер наподобяващ дистанционно управление (Wii-mote), към който може да свържете две различни допълнения – Nunchuk (аналогов стик за другата ръка) и класически джойпад. НАй-интересно обаче е самото Wii-станционно, което използва стандартна Bluetooth връзка с конзолата и което разполага с два интересни режима на работа. Единият начин на управление е посредством вградените в контролера три датчика за движение (акселерометри), които отчитат движението и съответно ускорението по три различни оси. Другият начин, даващ възможност за по-прецизно насочване използва инфрачервена камера в предната част на дистанционното и съответно „специален“ сензорен панел включен в комплекта към конзолата. Инфрачервената камера позволява по-голяма точност при навигиране из менюта, както и в игри където например се движи погледа на героя в различни посоки (3rd person).

Къде обаче и за какво точно ни е необходим sensor bar за компютъра, при положение че досега ставаше дума само за Nintendo Wii конзолата? Може би ви е направило впечатление споменаването на „стандартна Bluetooth връзка с конзолата“ малко по-рано, именно тук е ключът към отговора на рози въпрос. Доста бързо след появата на пазара стана ясно, че използваната Bluetooth връзка с конзолата дава възможност за свързване на дистанционното и към обикновен компютър. Трудната част идва в момента, в който постъпващите от дистанционното команди трябва да бъдат обработени и интерпретирани в „компютърни действия“. Естествено не закъсняха и приложенията, които дават подобна възможности и дори осигуряват пълна свобода на потребителя да интерпретира по всевъзможен начин постъпващите данни. Как обаче става това, ще научите в следващият материал посветен на Wii-mote, връзката и използването му в комбинация с компютъра. Връщайки се към темата на тази статия, а именно как да си направим сензорен панел за компютъра, ще трябва да уточним каква е идеята на това устройство и за какво е необходимо то…

Що е то Sensor Bar за Wii?

Както стана дума, Wii-станционното има интегрирана IR (инфрачервена камера) с висока резолюция в предната си част. Именно тази камера служи за прецизно отчитане на движението на контролера, като с нейна помощ той се превръща в нещо като показалка. А защо инфрачервена камера ли, ами за да се избегне негативното влияние на видимия спектър на светлината върху точността на отчитане. Или с други думи, за да може дистанционното да работи еднакво добре вече на тъмно, както и със запалена лампа или през деня. И тъй като стана дума за камера, то се предполага, че тази камера трябва да използва някакъв ориентир за база, именно това е целта на сензорния панел. Всъщност самият сензорен панел представлява две групи от инфрачервени светоиоди на разстояние около 20 сантиметра една от друга. На практика има два светлинни източника на точно определено разстояние, които са „видими“ само за инфрачервената камера, но не и за човешкото око. Тоест дори да гледате директно в сензорния бар, то вие няма да видите никаква светлина, тъй като инфрачервените светодиоди излъчват в невидим за човешкото око спектър 😉
Та така, имаме две групи светлини, които служат за ориентир на разстояние от 20 сантиметра една от друга, по този начин всяко преместване на дистанционното в дадена посока отчита изместването спрямо двата светлинни източника и го превръща в движение на „курсора“ (условно казано). Идеята да са две групите дава възможност за по-голяма прецизност и улеснява използването от по-голямо разстояние. Използването на един светлинен източник също е възможно (поне що се отнася до използване на Wii-mote в комбинация с компютър), като това често дава по-добри резултати при използване на близко разстояние. Всъщност разстоянието от 20 сантиметра между двете групи диоди е именно с цел постигане на оптимално разстояние от телевизора (все пак за конзола е предвиждано) от порядъка на 2-3 метра. При намаляване на това разстояние и съответно приближаване до компютърния монитор може да се предположи, че едната точка се губи (еквивалентно на достатъчно отдалечаване от източника на светлината и сливането на двете „точки“).
Идеята да си направим сами сензорен панел за компютъра два на ум след като спокойно може да си закупите само отделно Wii-станционно, без да се налага да купувате цялата конзола. А дори да си купите и конзолата и да разполагате с нейния сензорен панел, то той използва нетипично за компютъра напрежение и съответно конектор, който не е по познат стандарт. С други думи, за да постигнете прецизно придвижване на курсора на екрана на компютъра от разстояние, с помощта на Wii-mote ще трябва да си направите сами Sensor Bar за компютъра…

Какво ще ви е необходимо?

Освен Wii-станционно, без което ще е напълно безсмислено да си правите собствен сензорен панел, разбира се ще ви трябват поне 2 инфрачервени светодиода и един резистор (съпротивление). Защо това са необходимите материали и защо точно на такова решение сме се спрели ще разберете след малко. Междувременно няма да е зле да се запасите с поне няколко резервни светодиода, особено ако нямате особен опит с електрониката и запояването с поялник. Резервни резистори, както и малко допълнителен кабел (проводник) също може да ви потрябват. Естествено не си мислете, че какви да е IR светодиоди и резистори ще ви свършат работа…

Както вече стана дума, ще са ни необходими два инфрачервени светодиода, за които обаче трябва да знаем поне два от техните основни параметри. Става дума за работното електрическо напрежение (волтаж) и съответно силата на тока (ампераж). Естествено добре е да знаете и някои от другите параметри, като например ъгъла на видимост (препоръчителен е по-нисък такъв) и нивото на честотния спектър в който излъчват светлина (940nm дава чудесни резултати). Най-важните параметри във вид на напрежение и сила на тока са абсолютно необходими, за да може да определите какъв резистор ще ви е необходим, но за това след малко. Освен двата светодиода и съпротивление, ще ви е нужно известно количество тънък и гъвкав проводник, някаква основа с дължина 20см (в конкретния случай използваме куха пластмасова пръчка), USB кабел и разбира се поялник. По отношение на USB кабела може да използвате такъв от някакво ненужно или развалено USB устройство (стара мишка например). На практика от този конектор ще са ни необходими само два от четирите кабела, става дума за захранващите такива, осигуряващи 5V, 100mA ток. Захранващото напрежение, което е 5V в конкретния случай също е необходима величина за формулата по която ще изчислим нужното ни съпротивление.

И тъй като вече знаем захранващия ток, и на разположение имаме инфрачервени светодиоди използващи 1,6V и 20mA ток вече можем да изчислим, какво съпротивление ще ни е нужно. Формулата за това е следната: нужното съпротивление = ( захранващо напрежение – консумирано напрежение ) / ампеража. Съответно ние имаме два светодиода, които ще свържем последователно и трябва просто да съберем техния волтаж, така изчислението ще изглежда по следния начин: съпротивлението = ( 5V – 3.2V ) / 0.02A. Или с други думи ни е нужен резистор със съпротивление 90 ома, но тъй като не винаги може да се намери точната необходима стойност, то може да се използва и комбинация от няколко резистора или най-близката възможна стойност. Естествено ако се търси най-близката стойност, то е препоръчително съпротивлението да е малко по-високо, тъй като така светодиода просто ще свети малко по-слабо. Ако сложите по-слабо съпротивление скъсявате живота на резистора, като ако сложите твърде слабо такова той може дори да ви гръмне в ръцете 😉

На този етап вече имаме светодиодите и сме изчислили какво съпротивление ще ни е нужно и съответно сме си набавили и него. Преди обаче да започнете със запояването на сензорния панел ще трябва да ви запознаем с още две важни неща, които са пряко свързани с начина на връзка на всичките компоненти. Става дума за това кои пинове са плюс и маса на USB конектора, както и кое е анода (+) и съответно катода (-) на светодиода.
Хващайки USB конектора в позицията, в която е показан на снимката по-горе, пиновете, които ни интересуват са тези с номера 1 (+5V) и 4 (земя), номер 2 и 3 служат съответно за трансфер на данни. При светодиодите има едно съвсем просто правило, по-дългото краче винаги е плюса (+), но ако диодите са вече използвани (с еднакво подравнени крачета), то ще трябва да се ориентирате по тяхното „съдържание“ или с други думи крачето с по-малка повърхност в главата на диода е неговия плюс.

Запояване на елементите

На този етап вече трябва да преминете към свързването на цялата поредица от елементи в една обща верига, която ще бъде затворена при включването на USB конектора в компютър. Тук на помощ идват двете полезни неща, които научихте туко що за полюсите на USB конектора и съответно на свеотдиодите. Нещата трябва да са свързани в точно тази последователност, за да функционира всичко правилно: плюс от USB порта, съпротивлението (при него няма неправилна посока), следва връзка към плюса на първия светодиод, от минуса на първия към плюса на втория и за финал от минуса на втория диод към земята на USB конектора. При спазване на тази поредица не би трябвало да имате абсолютно никакви проблеми… 🙂
Естествено в зависимост от основата, която сте си избрали (най-добре с дължина 20 сантиметра) трябва да използвате различно количество проводник за връзка между различните елементи. След внимателното запояване на компонентите е добре да проверите отново дали сте свързали всичко правилно (дали е спазена правилно поредицата). Следва изолиране на връзките, за да се елиминира възможността от случаен контакт (късо съединение), което не само може да повреди сензорния панел, но може да доведе и до повреда в компютъра (най-малкото да изгори USB хъба).

След извършването на проверката и изолирането на връзките остава да сглобите вашия готов Sensor Bar и да го тествате. Ето така изглеждаше нашето готово решение, като единствено добавихме по една капка течен силикон в двата края на тръбичката, за да закрепим стабилно диодите. Тук е важно, преди да захванете двата диода здраво, да обърнете внимание на това те да сочат точно напред в една и съща посока. В противен случай, особено ако ъгъла на видимост на светлината е по-слаб може да имате проблеми с улавянето на сензорния панел от дистанционното и съответно финалния резултат по отношение на точността да не е толкова добър.

Сензорният бар е готов

Ето че вече е настъпил решаващият момент да включите сензорния панел в компютъра и да проверите дали сте се справили успешно и съответно да тествате новите възможности на Wii-mote, които дава наличието на панела. Всъщност не очаквайте да видите как светодиодите светват, тъй като, както вече споменахме това са инфрачервени диоди и реално човешкото око не може да възприеме този спектър на светлината. За добър тест може да използвате цифров фотоапарат или дори камерката на мобилния си апарат, използваните в тях цифрови сензори са по-чувствителни и пропускат известна част от IR светлинния спектър. Именно заради това използвайки някакъв цифров фотоапарат, без значение колко качествен, ако всичко е наред трябва да видите поне някакво сияние около светодиодите, което е индикация, че до тях все пак достига ток.

Ето така най-вероятно ще изглеждат светодиодите гледани през обикновен цифров фотоапарат. На снимката се вижда леко лилаво сияние около IR светодиодите, което означава, че конкретния фотоапарат просто има сравнително добър филтър за инфрачервена светлина. Така или иначе това е напълно достатъчна индикация за работоспособността на сензорния панел…

Ако преминем към използването на цифров фотоапарат, който има възможност за „изключване“ (механично изместване) на инфрачервения филтър и заснемем в такъв режим диодите нещата изглеждат по-различно. Вижда се доста по-ярката светлина, която те излъчват. >или да ползвате камерата на GSM-а си< Но дори да нямате подръка цифров фотоапарат с който да проверите работоспособността на вашия нов Sensor Bar, то няма защо да се безпокоите. Достатъчно е да пуснете едно от тестовите приложения за проверка на работоспособността на връзката между Wii-mote и компютъра и с негова помощ ще може да проверите какво „вижда“ инфрачервената камера… Източник : ОПАСНО
Автор: Антон Белев (Bloody)

За въпроси, коментари и предложения – нашият форум е на ваше разположение!