Vážení čitatelia blogu, aj fanúšikovia projektu RFID DOMINATOR najmä z rád Airsoft / Paintball hráčov, ihrísk a areálov. Dnes by som rád zhrnul históriu, aj aktuálny stav projektu RFID DOMINATOR. Projektu DOMINATOR som sa začal venovať pred viac ako 4 rokmi. Celý pribeh vývoja mám zakomponovaný v mojom Github privátnom repozitári. Cieľom bolo priniesť hráčom rekvizitu ("prop") do Airsoft hry, ktorá by nahradila klasický DOMINATOR, ktorý bol na takmer všetkých ihriskách tvorený perom, ceruzkou a kusom papiera. Tím, ktorý DOMINATOR obsadil zapísal čas obsadenia bodu. Častokrát sa ale jednalo o nepresnosti v minutáži, niekedy aj v hodinách. Občas z nedbalosti, inokedy cielene.

Aj to mala byť prednosť môjho DOMINATORA, s ktorým sa skrátka manipulovať nedá a čas sa nevygumuje, ani sa papier nestratí. Celý koncept DOMINATORA sa spoliehal na open-source platformu Arduino a znakový displej pre vizualizáciu. Znakový displej existuje najčastejšie s rozlíšením 16x2, alebo 20x4 (20 znakov x 4 riadky). Od počtu riadkov sa tak odvíjala aj programová implementácia pre 2 až 4 tímy. V marci roku 2020 vznikla prvý DPS (doska plošných spojov), ktorá mala mnoho konštrukčných nedostatkov. Firmvér už bol vyvinutý pre základnú verziu hry dvoch tímov proti sebe, ktoré sa snažili o obsadenie a udržanie bodu. Samotné obsadenie sa realizovalo priložením RFID náramku, karty, alebo kľúčeky k RFID čítačke. Kompatibilné sú všetky RFID karty a náramky štandardu ISO/IEC 14443-A pracujúcej na frekvencii 13,56 MHz. Štandardne nájdete takéto RFID tagy aj pod názvom MiFare 1K.

Projekt sa postupne vyvíjal, pribudla napríklad podpora pre dynamický I2C scanner, ktorý umožňuje spustiť LCD znakový displej bez nutnosti zadávania manuálnej I2C adresy. Systém vie displej detekovať automaticky. Zmeny sa týkali najmä DPS, kedy v roku 2021 prišla plnohodnotná DPS pre RFID DOMINATOR 1.0. Následne v Novembri 2023, RFID DOMINATOR 2.0, ktorý priniesol už len kozmetické zmeny a rozšírenie počtu LED diód pre integráciu až 4 tímov do jednej hry. Verzia 2.0 obsahovala aj diery pre možnosť použitia menšieho displeja 16x2.

Taktiež mala výrez v zadnej časti pre prístup k trimru, ktorý ovláda kontrast displeja, čo ocenili hráči najmä v zime a neskôr v lete, nakoľko je kontrast závislý od okolitej teploty. Teda displej nastavený na zimný kontrast je v lete nečitateľný a naopak. Projekt mal väčší ohlas v zahraničí, v súčasnosti majú 4 Airsoftové tímy na Slovensku RFID DOMINATOR odo mňa zostavený. Niekoľko desiatok hráčov má firmvér, ktorý pravdepodobne nahrávali do svojich zariadení, ktoré si zostavovali vo vlastnej réžii, k firmvéru dostávali aj archív na výrobu DPS, či ho ale využili mi už nie je známe.

Mnohé Airsoft ihriská mali záujem o DOMINATOR (len na testovanie), keď prišla ponuka na kúpu, tak väčšina z nich by chcela DOMINATOR najradšej zadarmo, či poštovné... Pozdravujem urazené Airsoft ihrisko, ktoré chcelo projekt testovať, žiaľ už na nich nevyšiel testovací hardvér. Pri ponuke o kúpu plnohhodnotného zariadenia, už DOMINATOR mali a môj už nepotrebujú, lebo majú dosť. No, tak aspoň, že zadarmo nenechajú hráčov hrať a poctivo vyberajú vstupné na každej akcii.

Predaj projektu, podmienky a práva
Projekt som sa rozhodol predať s plnou licenciou. To znamená, že potencionálny záujemca, dostane plne práva na výrobu, predaj, modifikáciu RFID DOMINATORA, teda ja už majiteľom nebudem. Rád by som teda priblížil, čo licencia obsahuje a taktiež aj cenovú náročnosť výroby RFID DOMINATORA.

Súčasťou licencie sú:

• Komentované zdrojové kódy pre RFID DOMINATOR 1.0 a 2.0 v prostredí Arduino IDE (.ino sketche), vrátane knižničných súborov
• GERBER súbory pre strojovú výrobu DPS (vŕtanie, diery, prekovy, jednotlivé vrstvy)
• Assembly súbory pre osádzanie komponentov na RFID DOMINATOR 2.0
• Assembly súbory pre ručné osádzanie komponentov na RFID DOMINATOR 1.0
• Schémy zapojenia
• LibrePCB zdrojový archív DPS pre modifikáciu v budúcnosti
• BOM súbory komponentov

Cenové náklady na hardvér - cena v SK e-shope (techfun.sk, ako referencia), CH e-shope (Aliexpress, najlacnejší variant), ceny sú vrátane DPH:

Komponent (1 ks)	Techfun.sk cena	Aliexpress cena
Arduino Nano V3.0	7,95€	3,73€
LCD displej 20x4 + I2C prevodník	8,50€	4,07€
RFID RC522	2,40€	1,36€
5V buzzer	0,50€	0,20€
LED	0,03€	0,016€
Rezistor	0,145€	0,002€
RFID karta	0,39€	0,173€
Dištančný stĺpik M3	0,18€	0,079€

Výroba PCB, je možná v rôznych firmách, napríklad PCBWAY, AILSER, či JLCPCB. Aisler je nemecká firma a je najbližšie a poskytuje lepšiu cenu, ako napr. slovenské firmy, je však drahšia ako JLCPCB asi 30 násobne pri porovnaní výroby na 100 kusov. AISLER vyrobí 100 kusov predmetnej PCB RFID DOMINATOR 1.0 za 662€, čo predstavuje jednotkovú cenu 6,62€ na kus (neosadenú PCB, bez stencilu). JLCPCB je najznámejšia firma, zaroveň aj najlacnejšia s výbornou kvalitou.

Jednotková cena výrobku pri objednávaní 100 kusov na výrobu u JLCPCB:

Typ služby u JLCPCB - čínsky výrobca DPS	Cena (kus)
Výroba PCB RFID DOMINATOR 1.0 (104x101 mm)	0,52€
Stencil (pre dávkovanie spájkovacej pasty) RFID DOMINATOR 1.0, len 1 kus potrebný	6,39€
Osádzanie PCB RFID DOMINATOR 1.0	0,46€
Výroba PCB RFID DOMINATOR 2.0 (104 x 103 mm)	0,53€
Stencil (pre dávkovanie spájkovacej pasty) RFID DOMINATOR 2.0, len 1 kus potrebný	6,39€
Osádzanie PCB RFID DOMINATOR 2.0	0.46€

Náklady na výrobu oboch verzií sú v podstate identické. Poďme si to teda spočítať. Za predpokladu, že sme si objednali 100 kusov PCB pre RFID DOMINATOR 1.0, každý bude mať 30 RFID kariet a chcete si komponenty spájkovať samostatne doma, finálna cena jedného zariadenia čisto na výrobu bude cca 34€, celkovo 3400€, ak by ste potrebovali aj stencil, tak 6,39€ za kus (stencil sa kupuje iba jeden a nie vždy ho potrebujete. Cena ale neobsahuje náklady na spájkovanie, teda cín, spotreba elektriny a taktiež ani firmvér, ktorý ešte do zariadenia budete musieť nahrať a bude vás to stáť nejmä nejaký čas, najmä pri 100 zariadeniach, kedy bude mať každé unikátnu konfiguráciu.

Stencil sa hodí skôr k SMD súčiastkam pre presné dávkovanie spájkovacej pasty na pady pred spájkovaním. V prípade, žeby ste si objednali výrobu PCB na Slovensku vo firmách ako PB Spoj, či SVI, pravdepodobne by cena na jednotku prevyšovala 70€, aj pri objeme 100 ks. Myslím, že žiadny zo slovenských výrobcov nemá dynamický konfigurátor, ktorý by vám cenu vyrátal. Je ju potrebné dopytovať na mieru. Čo sa týka PCB, tak je obojstranná a prekovená. Štandardne z materiálu FR-4 s hrúbkou 1,6 mm.

Ak si však necháme osadiť komponenty v JLCPCB, ktoré ich samé nakúpi a naviac nebude vyžadovať ani stencil, tak jednotková cena na výrobu komplet zariadenia bude 16€ - 25€, teda 1600 až 2500€ za 100 kusov. Bude to predovšetkým závisieť od situácie na trhu s komponentami, môžete ušetriť po dohode, ak ich objednáte vy sami priamo do výroby. Osadením sa rozumie osadenie komponentov so správnou orientáciou, vrátane ich naspájkovania, štandardne už bezolovnatým cínom.

Taktiež môžete použiť vo výrobkoch pinové lišty, ako som to urobil ja, kedy je komponent na pinovej lište (Arduino, RFID čítačka, LCD displej a v prípade poruchy týchto komponentov ich ľahko vymeníte vytiahnutím a zasunutím. Kusové náklady pre jeden DOMINATOR budú centové záležitosti, pod euro. Pinové lišty sa dajú kupovať na mieru, alebo ako 40 pinové polia, ktoré si viete nadrezať a rozdeliť. RFID čítačka RC522 využíva pinovú lištu 8-pin priamu, Arduino Nano 2x15-pin priamu (funguje i 2x16-pin), LCD displej používa pravouhlú pinovú lištu 4-pin pre I2C zbernicu.

Finálna cena výrobku sa teda bude odvíjať od výrobných nákladov, ale taktiež aj od nákladov spojených s firmvérom, ktorý musíte do Arduina nahrať. Vždy šlo o špecifický firmvér vykompilovaný zo zdrojového kódu, kde sa UID (identifikátory) RFID kariet dosadili do preddefinovaných polí so statickou dĺžkou, ktorá sa dopočítala pri kompilácii. DOMINATOR nemá limit na počet RFID kariet v systéme. V pohode zvládne aj cez 100 kariet na každý tím.

Limitovaný ste výhradne flash pamäťou mikrokontroléra, ktorá má 32 kB vrátane bootloadera, ktorý sa dá odstrániť a využiť tak plnú kapacitu výhradne pre program. Štandardne sa používalo do 30 RFID kariet, štandardný firmvér pre 2 tímy obsahoval 24 kariet, pričom sa použilo 10 RFID kariet pre každý tím a po 2 karty pre Rozhodcov, ktorí dokážu čas zastaviť a 2 karty pre Eraserov, ktorí dokážu bod vyresetovať na nulu pred novou hrou. Taktiež istá cena vstupných nákladov pred výrobou PCB bola aj za nakreslenie PCB, ktorú robil externý človek. Týto zdravím Pe Ju :-), som veľmi spokojný. Vždy presne podľa predstavy, vždy bezproblémové použitie.

Štandardný firmvér DOMINATORA 2.0 s celkovým počtom 30 RFID kariet, vrátane Bootloadera zaberá 12320 / 32256 bajtov (38% kapacity flash pamäte). To znamená, že do systému vieme teoreticky doplniť ešte 4984 kariet (reálne to bude o niečo menej). Každá RFID karta je definovaná ako dátový typ unsigned long, teda 32-bitová premenná, zaberá teda 4 bajty. Je uložená do PROGMEM ako konštanta, ukladá sa do flash pamäte, nie do RAM pamäte. Vďaka tomu máme až takýto možný rozsah použitých RFID kariet, náramkov.

Firmvér disponuje aj kontrolou I2C zbernice. V prípade, že by ste displej za behu programu odpojili a pripojili spätne, tak takýto stav systém detekuje a obnoví výpis na displej, nie je nutný reštart zariadenia ako štandardne pri I2C slave zariadeniach.

DPS má 6 montážnych otvorov v stenách komponentov a krabičky, ktorými je možné dosku osadiť do krabičky, alebo na stenu. 4 z týchto otvorov využíva LCD displej 20x4, aktuálne s dištančnými stĺpikmi. Je to ale možné zmeniť a nahradiť za závitovú tyč. Všetky diery na PCB pre montáž sú vhodné pre skrutky a dištančné stĺpiky rozmeru M3.

Hotové zariadenie môže vyzerať takto:

Odporúčané rozšírenie RFID DOMINATORA vami do budúcna:

• Návrh krabičky do ktorej sa aktuálny dizajn zmestí
• Nový dizajn so svorkovnicou pre napájanie 9V externou Lipo batériou
• Možné osadenie relátok pre spínanie svetiel s vyššou intenzitou - 24V DC / 230V AC
• Vodotesný variant pre využitie v exteriéri
• Úpravy firmvéru, zmena čipu napr. za ESP32 pre podporu protokolov pre komunikáciu ESP-NOW, BLE, Bluetooth (Classic) atď, čím je možné dosiahnuť synchronizáciu medzi všetkými DOMINATORMI a podobne

Vytvorenie verzie firmvéru, kde si používateľ nalinkuje svoje RFID karty v ľubovoľnom/obmedzenom počte skenovaním sa neodporúča, nakoľko tak môže byť projekt rozoslaný daným používateľom komukoľvek, kto si to skopíruje. Custom firmvérom s pevným zadaním RFID kariet do polí (tak, ako je to teraz) sa zamedzí takémto kopírovaniu firmvéru, nakoľko s inými RFID kartami to fungovať nebude. Taktiež môže mať specifický firmvér aj úvodnú obrazovku, kde je meno zákazníka, či airsoftového ihriska, pre ktoré boli zariadenie urobené s odkazom na právo používania.

Pri vyrobení 100 kusov DOMINATOROV a ich distribúcii napríklad do eshopov môžete získať veľmi vysokú pozíciu na trhu a to nielen na Slovensku. Airsoft sa hraje po celom svete. DOMINATOR nájde uplatnenie aj pre Paintball, či podobné športy. Nemusí to byť iba šport na tento štýl. Uplatnenie môže byť aj pri člnkovom, či orientačnom behu. DOMINATOR má naozaj mnoho využití. Pri výrobe v zahraničí sa môže uplatňovať aj isté poštovné, čí náklady spojené s colným konaním. To platí aj pri zasielaní do zahraničia.

Zariadenie nemá CE / UL certifikáciu. Ak chcete zariadenie komerčne ponúkať v e-shope, je nutné certifikáciu absolvovať. Mnoho komponentov má minimálne Prehlásenie o zhode, niektoré komponenty aj CE mark. RFID DOMINATOR môžete predávať ako zariadenie, ktoré nie je koncové.

Rád zodpoviem na všetky vaše otázky ohľadom projektu, fungovania zariadenia. Pri vážnom záujme možno aj zaslať zariadenie na vyskúšanie po spísaní zmluvy o nájme.

Viac sa o projekte dočítate aj na jeho stránkach, na: https://martinius96.github.io/Airsoft-DOMINATOR-RFID/, (validné pre rok 2023, 2024) prípadne na https://arduino.clanweb.eu/airsoft-dominator.php (aktívne skôr pre roky 2021, 2022) v skorších fázach vývoja projektu.

Šablóna pre zapisovanie používateľských UID RFID kariet z ktorých následne kompilujete finálnu aplikáciu: 
https://docs.google.com/spreadsheets/d/1EHpdJi8v84eJ-6ExEPT6JuPkxI9Tfbm8v85zGRFvJ1Q/edit?usp=sharing

Ponuka je vhodná najmä pre Airsoft tímy, či ihriská, areály, kde sa Airsoft, Paintball, či podobná tímová taktická hra hraje. Taktiež môžete projekt distrubovať celkosvetovo. Kontakt na martinius96@gmail.com

Prístupov 1293

Kvalita článku