Twisted Designs

It is said the only thing I can’t do is to dismember an animal with knife. Therefore i was not surprised, when a few weeks ago i heard a request to create an wireless IR transmitter for Nintendo Wii gaming console, so-called Wii Sensor Bar. To put it simply, it is a primitive device placed under the screen, allowing for example, targeting and shooting with slingshot to virtual hares, by using the hand held controller. Project principles suggested by the friend were clear: 4 AA battery powering, luxury aluminum housing with power indicator LED (slightly visible in the dark). The first thing of course was to check whether something like this has already been done. And it was. So why do something that has already been done? Because it has been done hopelessly. A lot of tragic DIY devices, several commercial solutions. Some companies were broasting of save battery systems, which allow the device to work 50 hours on 4 AA batteries! Amazing! So I decided that my hardware exceeds 100.

What is the purpose of making the wireless Wii Sensor Bar? It has a defect, that does not give sleep to my friend – namely a cable. Exactly 3 meters of thin cable, that loves to flounder in the legs, and at the same time, because of the deployment of furniture/equipment, is not long enough to reach form TV to the console. Of course, it can be extended – by cutting and losing the warranty, or by buying an extension cord and wasting money. And this will not solve the problem, since if the transmitter is placed under the rolled projector screen, cable is pulled. There is another issue. The range and precision of cursor indications depends inter alia on the distance between the IR sources. The original transmitter is 20cm width, so the recommended maximum play distance is about 3 meters.

In the original Wii transmitter IR LEDs are on all the time. I turn them on and off at a rate of 5-7kHz with 10% pulse width (selected experimentally). With the sensitivity of the controllers camera is set to 5 (max), playable range is over 3 meters. Enough to point comfortably on 2m width screen . Increasing the pulse width results is the increase of range – at 20% rate is about 6 meters. I’m not a bad uncle, so here’s scheme. The principle of operation is trivial, as the whole hardware. Statistically, however, no one built anything of the sort. So the design is not trivial.

Circuit is based on well known 555 IC – astabile generator with pulse width ratio control, 2x 3 TSAL6200 IR LEDs, switching with BUZ11. LED current set to 50mA. Power indicator – red LED, driving current 1,3mA. Pot allows to control the pulse width ratio – in effect – discrease range/increase battery life.

Chassis is made from c-shaped aluminium profile, 500x18x18mm, red filters comes from damaged laboratory multimeter, on/off switch button made from fuse. Home manufactured boards, photo-method (POSITIV). Parts cost: below 5 euro (~3 euro chassis included). Device draws about 20mA, what with 2500mAh AA accus gives 130 hours of joy. When you forgot turn it off for night, there’s no drama.

Modest man gets his ass kicked as first, so this time i’ll talk big. Device works perfectly, is cheaper, better manufactired, works longer then any other commercial solutions. But, in world of electronics, it’s just some crap for begginers, theoretically not worth of describing. Like the guy from A-Team (or Einstein) said: „When it’s stupid, but it works, then it’s not stupid”.

Kiedyś stwierdzono, że jedyną rzeczą, jakiej nie potrafiłbym zrobić, jest „rozebranie” zwierzątka nożem. Nie zdziwiło mnie zatem, gdy parę tygodni temu do mych uszu dotarła prośba, abym wykonał bezprzewodowy nadajnik IR do konsoli Nintendo Wii, tzw. Wii Sensor Bar. Mówiąc prosto, jest to prymitywne urządzenie umieszczane pod ekranem, umożliwiające np. celowanie i strzelanie z procy do wirtualnych zajęcy przy użyciu trzymanego w ręce kontrolera. Założenia projektu zasugerowane przez kumpla były jasne: zasilanie na akumulatory paluszki, obudowa z aluminium ociekająca luksusem, dioda sygnalizująca zasilanie widoczna delikatnie w ciemnościach. Pierwszą rzeczą oczywiście było sprawdzenie, czy coś takiego już zrobiono. I zrobiono. Po co więc robić coś, co już zrobiono? Bo zrobiono to beznadziejnie. Masa samoróbek, kilka rozwiązań komercyjnych. Niektóre firmy szczyciły się systemami oszczędzania baterii, co pozwalało na pracę urządzenia do 50 godzin na 4 bateriach AA! Postanowiłem więc, że mój sprzęt przekroczy 100.

Jaki jest cel robienia bezprzewodowego Wii Sensor Bar-a? Mianowicie ma on wadę, która nie dawała spać mojemu kumplowi. Posiada kabel. Dokładnie 3 metry cieniutkiego kabla, który uwielbia plątać się pod nogami, jednocześnie z racji rozmieszczenia mebli/ urządzeń RTV nie sięga do konsoli. Oczywiście można go przedłużyć – tnąc  i tracąc gwarancję, lub kupić przedłużacz, marnując pieniądze. A i tak nie rozwiąże się problemu, gdyż jeśli nadajnik umieszczony jest pod zwijanym kranem projektora, kabel ciągnie się przy podnoszeniu. Dochodzi kolejna kwestia. Zasięg i precyzja wskazań kursorem zależy między innymi od odległości między źródłami IR. W oryginalnym nadajniku wynosi 20cm, stąd zalecana maksymalna odległość grania to ok. 3 metrów.

W „normalnym” nadajniku Wii diody IR świecą cały czas. Ja kluczuję je z częstotliwością 5-7kHz przy wypełnieniu 10% (dobrane doświadczalnie). Przy czułości kamery kontrolera ustawionej na 5 (max), daje to zasięg ponad 3m. Wystarcza, aby przy ekranie o przekątnej 2m można się wygodnie bawić. Zwiększenie wypełnienia skutkuje wzrostem zasięgu – przy 20% wynosi ok 6m.  Żeby nie było, że wujek zły, zamieszczam schemat. Zasada działanie jest trywialna, podobnie jak cała konstrukcja. Statystycznie jednak wychodzi na to, że tak jakby skromnie mówiąc, nikt nie zbudował niczego podobnego.  A więc konstrukcja nie jest trywialna.

Układ to klasyczna aplikacja 555 – generator astabilny z regulacją współczynnika wypełnienia, 2x 3 diody TSAL6200 kluczowane za pomocą BUZ11. Prąd diod ustalony na 50mA. Sygnalizacja zasilania – dioda 1,8mm, prąd 1,3mA. Potencjometr umożliwia zmianę współczynnika wypełnienia (w efekcie zmniejszenie zasięgu kosztem zużycia baterii lub odwrotnie).

Obudowa z  aluminiowego ceownika, wymiary 500x18x18mm , czerwone filtry z uszkodzonego multimetru Meratronik V553, przycisk włącznika wykonany z bezpiecznika. Płytki zrobione w kuchennym zaciszu metodą fotograficzną. Cena części: poniżej 20zł (z czego 10zł obudowa). „Urządzenie” pobiera średnio 20mA, co przy dostępnych obecnie akumulatorach powinno starczyć na ponad 130 godzin grania. W razie pozostawienia włączonego na noc nie ma więc dramatu.

Skromni jako pierwsi dostają kopa w d**ę, więc tym razem się pochwalę. Urządzenie funkcjonuje nienagannie, jest tańsze, lepiej wykonane, działa dłużej niż jakiekolwiek inne komercyjne rozwiązania. Jednak wg. ogólnie przyjętych standardów, jest beznadziejstwem dla początkujących, teoretycznie nawet niewartym pokazania. Jak to powiedział jeden z Drużyny A (albo Einstein, nie pamiętam): „Jeśli coś jest głupie, ale działa, to znaczy że nie jest głupie”.