SpaceInLasers

Inhaltsverzeichnis

1 Laser Shooting Gallery
2 Architektur (reverse engeneered...)
3 Hardware
- 3.1 Empfang des Schusses ohne Startreferenz
4 Serielle Kommandos
5 Funk Nodes mit NRF24L01
6 Game Code
7 Spielprinzip
- 7.1 Shooting-Gallery
8 Optionitis
9 Space'n'Lasers 2.0 Make Rhein Main 2016
10 Make Rhein Main 2016 - Location Bilder
11 Ultimedia
12 Files

Laser Shooting Gallery

Von einer festen Position müssen Ziele mit dem Laser getroffen werden
Typisch bis zu zwei Spieler gleichzeitig = zwei Pistolen
Ziele bestehen aus einem Fototransistor und werden von einem Neopixel beleuchtet
Bis zu 8 Ziele werden von einem Arduino verwaltet
Bussystem mit RS485 zwischen den Ziel-Arduinos, den Pistolen-Arduinos und einem Spielmaster
Spielmaster ist auch Busmaster, steuert das gesammte Spielgeschehen
- Aktiviert Leuchtziele
- Fragt Pistolentrigger ab
- Startet Schußsequenz
  - Broadcast: "Bereit machen für Schuß". Die Nodes bringen Zeitintensive Aufgaben noch zu Ende, pausieren. Ggf. werden DMX-Lichter und andere langsame Störer abgeschaltet.
  - Broadcast: "Schuß" - State machine beginnt:
    - State 0: Licht-Aus-Phase. Alle schnellen Lichter werden dunkel geschaltet.
    - State 1: Schuß - Einmeßphase. Der Dunkelwert der Sensoren wird nun gemessen.
    - State 2..10: Schuß - Bit0 - Bit7. Die Pistolen aktivieren den Laser mit bestimmten Code für jedes Bit. Pro Bit fragen die Zielcontroller mit etwas Verzögerung analog alle Kanäle ab und entscheiden ob das Bit 0 oder 1 ist.
    - State 11: Schuß beendet. Lichter wieder an, Zeitintensive Aufgaben werden weitergeführt.
  - Unicast: Die Zielcontroller werden reihum abgefragt.
  - Unicast: Ggf. werden Aktionen in den Zielcontrollern und den Pistolen getriggert, die einen Treffer anzeigen.
  - Unklar ist noch, ob ggf. der gesammte Broadcast-Teil einfach Zeitgesteuert ablaufen wird.

Architektur (reverse engeneered...)

Lokales Netzwerk (LAN)
- Master: Raspberry Pi mit Python - Gamemaster, RS485-Bussystem:
  - 2 Laserpistolen
  - Mehrere Targetcontroller
    - 4 Buchsen für jeweils 2 Targets mit jeweils 1 Lichtsensor und 1 Neopixelsteuerleitung
    - 3 3er Pinne mit D3, D9 und D10 für Extras wie Nebelmaschinen-Trigger etc.
  - Targetcontroller NRF24L01 (Master) - funkt zu
    - 2 Virobi-Ufos: Darin Targetcontroller auch mit NRF24L01 (Slave)
      - Emfängt asyncron 3-4 Lichtsensoren
      - Sendet per freiem Tx Kommandos zu
        Sekundär-Arduino: Steuert Lichtanimationen fürs UFO (Ufo-Steuerpult, 3 Tischtennisbälle, Plexistablicht), steuert Virobi-Motor
  - Targetcontroller für Haupt-Ufo. Steuert Neopixel im Ufo und fragt Lichtsensoren ab, ausserdem UART-Tx zu
    - Bewegungscontroller fürs Haupt-UFO
- Slave: PC mit Processing: Per TCP-Empfang: Zeigt Punktestand auf Beamer an
- Slave: PC mit Licht-Software: Aktiviert Lichtszenen, Ansteuerung der Lampen per DMX-Bux
  - 2x RGB Wascher
  - Pinspot für Mondbeleuchtung
  - Punkt-LED Effektlampe an Decke
  - Farb-LED-Effekt am Spielfeldrand

Hardware

Empfänger: SFH 300-3/4 (Langer Pin: Emitter, kurzer Pin: Collektor, geht direkt mit dem internen Pull-Up am Analog-Eingang)

Empfang des Schusses ohne Startreferenz

Empfänger liefern analoges Signal, das wird auch analog eingelesen. Je mehr Licht empfangen wird, desto geringer wird der gelesene Analog-Wert
Bei Umgebungslicht den Wert für Sensor-Dunkel langsam nachführen
Ab unterschreiten eines Thresholds kann vom ersten Bit ausgegangen werden (das ist immer 1 = Licht an)
Irgendwie (TM) die Länge dieses Bits bestimmen - wenn lang genug, bei Flankenwechsel auf Bit-Empfangsmodus gehen

Serielle Kommandos

Unicast Kommandos ist ein ASCII-Zeichen für die ID, diese ist 0-9 für die Targets und A-C für die Waffen-Controller. Alles andere sind Broadcast-Kommandos. Kommandos nur ASCII, terminiert Retrurn).

Broadcast Kommandos:

sABC Bereit machen für Schuß, Licht-Aus + Schusswaffenselektion, Parameter wählt Waffen aus die schießen werden. Bei Empfang dieses Befehls werden Zeitintensive Tasks angehalten und ggf. Lichter aus gemacht.
S Schuss abfeuern. Die Waffen senden den Schuss, die Empfänger empfangen den Schuss. Nach 9 Bitzeiten ist alles vorbei, Zeitintensive Tasks dürfen weiterlaufen und Lichter wieder aktiviert werden.
I fragt ID des Arduinos ab, an dem Pin 13 mit A0 gebrückt war nach Reset
I? fragt ID des Arduinos ab, kann bei mehreren zur Bus-Kollision führen
Ixx schreibt ID des Arduinos, an dem Pin 13 mit A0 gebrückt war nach Reset. x steht für das ASCII-Zeichen der ID und muss zweimal hintereinander stehen.

Unicast Kommandos: _ ersetzen durch Target-Controller-ID

_aONNAABBCCDD Neopixel Animation starten, O = Objekt Nummer, NN = Animation number (Hex), AABBCCDD (Hex, optionale Argumente)
_AONNAABBCCDD Analog Animation starten, O = Objekt Nummer, NN = Animation number (Hex), AABBCCDD (Hex, optionale Argumente)
_tr Targets am Block abrufen, Rückgabe: AABBCCDDEEFFGGHH = data value
_tO Target mit Objekt Nummer O detailiert abfragen
_b fragt Buttons und letzten Barrel-Count ab. Rückgabe AABB: AA Bitfeld für Buttons, 1 gedrückt, BB Barrelcount
_eONN Energielevel übermitteln, O = Objekt Nummer, NN = Energie level 0-100 (Hex 0-64)

Achtung Fehler: Bei Space'n'Lasers 2.0 konnten Rückgabewerte ähnlich aussehen wie Befehle und daher von den anderen Nodes als solche interpretiert werden. Da die Arduinos nur das erste Byte interpretieren, werden alle Rückgabewerte nun mit einem "Space" eingeleitet.

Neopixel Animationen aus FastLEDAnim.cpp _aONNAABBCCDD:

Effekt	NN = Animation number	AA	BB	CC	DD
Do nothing	00	-	-	-	-
Blank all (set to Black)	01	-	-	-	-
Set to color RGB	02	red	green	blue	-
Shot like effect: White, flickering dim down 255 steps	07	Speed in 0.1ms per step, 0 switch to fire effect	-	-	-
Fire like effect: Lava-Palette flickering	08	-	-	-	-
wave animation parallel, (destroy animation)	09	red	green	blue	speed factor as two digit hex, min = 1 higher is faster
wave animation seriel sequence RGB	0A	red	green	blue	speed factor as two digit hex, min = 1 higher is faster
UFO animation: useless with one led...	10	red	green	blue	-

Analog Animationen aus AnalogDAnim.cpp _AONNAABBCCDD:

Effekt	NN = Animation number	AA	BB	CC	DD
Do nothing	00	-	-	-	-
Blank all (set to PWM 0)	01	-	-	-	-
Set PWM directly	02	PWM value	-	-	-
Fade PWM up	10	Start value	Stop value	Speed in 0.1ms steps	Repeat count (0=forever)
Fade PWM down	11	Start value	Stop value	Speed in 0.1ms steps	Repeat count (0=forever)
Flash	20	On PWM value (Off is 0)	On time in 10ms steps	Off time in 10ms steps	Repeat count (0=forever)
Blink	21	On PWM value (Off is 0)	On time in 100ms steps	Off time in 100ms steps	Repeat count (0=forever)

Animationen:

Gun Shot: Aa00710 (Für Barrel)
Rumble Shot: AA011FF000401
Blitz 8x: 4A120FF040408

Virobi UFO Animationen:

Off: A60000000000
Motor konfiguration: A500BBCC

BB = Motor speed normal mode 00-FF CC = Motor speed panic mode 00-FF

Normal Mode: A601RRGGBB00

RR = red [00-FF] GG = green [00-FF] BB = blue [00-FF]

Panic Mode: A60ARRGGBB00

RR = red [00-FF] GG = green [00-FF] BB = blue [00-FF]

Schuß IDs (1 = Laser On):

Waffe A Hauptschuß: 0x91 [0 1001 0001], Sekundärschuß: 0x95 [0 1001 0101]
Waffe B Hauptschuß: 0xA2 [0 1010 0010], Sekundärschuß: 0xA6 [0 1010 0110]

Funk Nodes mit NRF24L01

Ein Radiomaster als Sender am Bus: ID: "r"
Objekt-Nummern werden wie folgt gemappt:
- 0,4,8,12 -> Radio-Empfänger 0, Objekt-Nummer 0..3
- 1,5,9,13 -> Radio-Empfänger 1, Objekt-Nummer 0..3
- 2,6,10,14 -> Radio-Empfänger 2, Objekt-Nummer 0..3
- 3,7,11,15 -> Radio-Empfänger 3, Objekt-Nummer 0..3
'a' und 'A' werden nach Umschreibung der Objekt-Nummer direkt durchgeleitet (ohne "r")

Game Code

Source code git hub [1]

Class reference [2]

Spielprinzip

Shooting-Gallery

Einzeln oder optional zu zweit auf maximale Punktzahl
Feste Zeitdauer, evtl. Bonus-Zeit schießbar
Nur leuchtende Ziele können getroffen werden
Je länger Ziel leuchtet, desto weniger Punkte, Ziel geht erst bei Treffer aus (Option)
Shotgun nach Barrel-Laden
Limitierte Feuerrate, ggf. erhöhbar durch drehen am Barrel