Konzole TARDIS pro letní tábor

Tento týden jsem slíbil, že na letní tábor pro děti postavím velký počítačový terminál jako rekvizitu k celotáborové hře. A aby to nebylo jednoduché, mám na to čas do prvního červencového týdne a těsný rozpočet. Jo a taky se občas neudržím a mám megalomanské sklony, takže konzole bude 2 metry vysoká a 1,8 metru široká. Uff… určitě budu potřebovat pomoct.

Ukázka konzole TARDIS ze seriálu Doctor Who.
Ukázka konzole TARDIS ze seriálu Doctor Who.

Zadání

Tábor trvá týden a účastní se ho cca 45 dětí ve věku od 7 do 15 let. Tématem celotáborové hry je průzkum neznámé planety. Děti budou skrz počítačový terminál MATKA komunikovat se Zemí, dostávat rozkazy a hlásit svůj pokrok. Konzole bude umístěna uprostřed tábořiště ve velkém vojenském stanu. Celé to musí být hodně interaktivní – audio, video, spousta světýlek, čudlíků a jiných udělátek, které mohou děti prozkoumávat.

Na tábořiště máme přístup asi hodinu před příjezdem dětí, protože tam v ten samý den končí předchozí tábor. To znamená, že konzole musí být navržena tak, aby se dala rychle a snadno nainstalovat a zprovoznit. Já na táboře budu jen během instalace konzole (tedy první den), zbytek týdne musí vše fungovat automaticky a bez chyb.

Elektřina je dostupná v chatě, cca 30 metrů od místa určeného pro konzoli. Tam bude taky umístěn počítač, kterým půjde konzole řídit.

Plán

Při návrhu vzhledu konzole jsem dostal volnou ruku, takže volba byla jasná – konzole TARDIS z mého oblíbeného seriálu Doctor Who. Inspiroval jsem se vzhledem konzole 12. doktora (Peter Capaldi), která je oproti předchozím verzím víc „sci-fi“, nikde netrčí žádný kabel, samotná konzole má ostré hrany a celkově na mě působí víc technicky.

Konzole TARDIS a 12. Doctor ze seriálu Doctor Who (zdroj: web BBC)
Konzole TARDIS a 12. Doctor ze seriálu Doctor Who (zdroj: web BBC)

Během večera jsem dal dohromady základní návrh ve Fusion 360, abych si udělal představu, jak bude naše varianta TARDIS vypadat a kolik materiálu se musí koupit.

Konzole bude sestávat ze středového sloupu svařeného ze železných profilů. Sloup má tvar šestiúhelníku, je 2 metry vysoký a uvnitř bude natažené pletivo (to na 3D modelu není nakresleno). Středem této konzole pak bude procházet hlavní stojka vojenského stanu, která zároveň poslouží jako kotvící bod pro celou konzoli.

Model naší interpretace konzole TARDIS, která bude na táboře sloužit jako centrální počítač MATKA pro průzkum neznámé planety.
Model naší interpretace konzole TARDIS, která bude na táboře sloužit jako centrální počítač MATKA pro průzkum neznámé planety.

Samotná konzole bude zhotovena ze šesti lichoběžníků. Na rám každého lichoběžníku použijeme smrkové hranoly 60×60 mm, které se dají už hotové koupit v Hornbachu (OBI, Unihobby a podobně). Výplň rámu bude z 8 mm silné dřevotřískové DTD desky. Do ní půjde snadno vrtat otvory pro tlačítka a nejrůznější přístroje.

Konzole bude dále osazena třemi stojany na LCD monitory.

Funkce konzole

Konzole má sloužit primárně pro předávání rozkazů mezí Zemí a neobydlenou planetou. Součástí konzole tedy musí být:

  • počítač s několika monitory pro přehrávání videí, obrázků a audia (jednosměrná komunikace vedoucí > děti),
  • VoIP telefon, kterým mohou děti předávat informace na Zemi (obousměrná konunikace děti <> vedoucí).

Funkcionalita navíc:

  • možnost ovládat na dálku světla ve stanu,
  • mít některé tlačítka a potenciometry na konzoli funkční, děti by pak mohly objevovat co každé z nich dělá,
  • umožnit pomocí VoIP telefonu nahrávat vzkazy,
  • malá obrazovka s RPi a emulátor SNES, aby mohly děti ve volném čase hrát staré 8 bitové hry.

Zapojení

V chatě, kde je dostupná elektřina, bude umístěn počítač, ze kterého se bude přenášet video a audio do tří monitorů v konzoli. Vzdálenost chaty a konzole je 30-40 metrů, takže bude potřeba kabel o délce cca 50 metrů.

Nejjednodušší řešení by bylo pořídit dlouhý HDMI kabel a mít PC napojen na monitory v konzoli přímo. To má ale několik nevýhod: 50 metrů je na HDMI už docela velká vzdálenost, bylo by nutné koupit zesilovač signálu (a ani tehdy si nejsem jistý výsledkem, nikdy jsem to nezkoušel). Na monitorech se také zobrazí vše, co bude na PC – kurzor myši, všechna okna, ikony atd. To rozhodně nebude vypadat dobře.

Vhodnější by bylo z PC streamovat video a v konzoli pak mít Raspberry Pi, které toto video přijme a zobrazí. Mezi chatou a stanem tak nebude potřeba mít HDMI kabel, ale ethernetový kabel, pro který není 50 metrů problém (to mám odzkoušeno). V tomto případě je zase nevýhoda nutnost speciálního software a mít všechno dobře nastaveno. Na druhou stranu, ethernetový kabel je potřeba pro VoIP telefony, takže ten potřebujeme v každém případě.

Všechny kabely musí být umístěny v chráničce, která bude zakopána do země mezi chatou a stanem.

Již zmiňované VoIP telefony (jeden ve stanu a druhý v chatě) budou sloužit k obousměrné komunikaci mezi dětmi a vedoucími. Pro tento scénář nebude potřeba ani PBX ústředna, stačí oba telefony nastavit pro přímé spojení. Na druhou stranu, pokud by na PC v chatě běžel Asterisk PBX, pak bude možné z obou telefonů nahrávat zprávy na záznamník. Ale do toho bych se pustil až na závěr, pouze pokud bude čas.

Z výše uvedeného mi vyplývá, že bude potřeba pořídit tento materiál:

Velká částka připadne na kabely a chráničku. S tím se nic moc dělat nedá. Blíž k chatě konzole umístit nejde.

Další velká položka jsou „bezpečnostní prvky“ (montážní krabice, proudový chránič, dobrý zdroj, …), které by se daly vynechat a tím pádem ušetřit, ale to rozhodně nemám v úmyslu! Ke konzoli mají přístup děti, bude ve stanu, kam může zatéct, a bude bez mého dozoru, takže musí být nainstalovaná bezpečně.

U ostatních komponent musím být kreativní a najít co nejlevnější řešení. Tady bych chtěl poprosit všechny čtenáře o pomoc. Pokud máte doma v šuplíku některou komponentu uvedenou výše a chcete se jí zbavit, určitě mi napište mail. Na celý projekt mám vyhrazeno z táborového rozpočtu 5 tisíc korun a do této ceny se musí vejít materiál na konstrukci konzole i veškerá elektronika. Budu rád za jakoukoliv nabídku.

Otázky a problémy k vyřešení

V následující sekci se pokusím sepsat všechna místa, která zatím nemám vyřešena. Tímto se opět obracím na všechny čtenáře s prosbou: pokud máte jakýkoliv nápad, zkušenost s podobným problémem nebo máte pocit, že jsem to celé zbytečně zkomplikoval, tak mi určitě napište komentář níže. Uvítám jakoukoliv zpětnou vazbu.

  1. Nebude se RPi umístěné v montážní krabici přehřívat? Jak v uzavřené krabici zajistit chlazení?
  2. Jaký audio zesilovač zvolit? Stačí něco malého s výkonem do cca 15 W.
  3. Jaký software použít pro streamování videí, obrázků a audia po síti? V minulosti jsem krátce pracoval s OBS. Tento program lze nastavit tak, aby streamoval video do sítě. Zároveň se v něm dá nastavit více vstupních zdrojů, které pak může uživatel přepínat dle libosti. Je OBS vhodný pro tento projekt?
    1. Aktualizace 4.6. – první experimenty ukazují, že OBS Studio je přesně to, co potřebujeme.
  4. Jaký software použít na straně Raspberry pro příjem streamu? Ideálně by to mělo být nastaveno tak, aby RPi po zapnutí okamžitě zobrazilo stream přes celou obrazovku. Šlo by využít KODI?
    1. Aktualizace 4.6. – použijeme KODI s minimalistickým vzhledem, automaticky po startu se spustí playlist, který bude obsahovat adresu streamu.
  5. Našel jsem dynamický mikrofon AMD 100L. Bude to k něčemu? Jak a k čemu to připojit?

Materiál ke stavbě

Na fotografiích níže jsou součástky na osazení jednotlivých panelů, které se mi podařilo zatím sehnat.

Výroba

V sobotu 8.6. kamarád, který s projektem pomáhá, vyrobil dřevěnou konstrukci. Viz fotografie níže.

Dřevěný šestiúhelník o průměru 180 cm, který bude připevněn na kovové konstrukci. V každém panelu bude ještě dřevotřísková deska, na kterou se budou montovat tlačítka, spínače a další prvky.

Závěr

Práce je dost, času málo a zatím není hotové nic. Takže do práce! Jakmile bude cokoliv nového, připíšu to k tomuto článku.