Bluetooth tabla s ocjenama Li-ion baterije: 4 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:33

Uvod

Projekt se temelji na mojim instrukcijama iz prošle godine: Bluetooth tablica za stolni tenis

Tablica je namijenjena amaterskim ljubiteljima sporta i igraču stolnog tenisa, ali nije primjenjiva samo za stolni tenis. Može se koristiti za druge sportove poput odbojke, badmintona i svih sportova koji zahtijevaju brojanje bodova. Jednostavnom izmjenom softvera softver bi se mogao usvojiti na bilo koju maksimalnu vrijednost poena u utakmici.

Tehničko načelo temelji se na komunikaciji putem Bluetootha između jedinice Table (jedinica ispod stola) i samog Scoreboard -a. Dvije upravljačke kutije montirane su ispod stola sa svake strane igrača i spojene kabelom na stolnu jedinicu. Igrač nakon svakog osvojenog boda pritisne veliki dodirni gumb na kontrolnoj kutiji. Prema toj radnji, rezultat se na ploči mijenja u vrijednost plus jedan bod.

U usporedbi sa starim projektom postoje značajna poboljšanja:

• Semafor je sigurnost. Nema više glavnog napona 220V! Napajanje se sastoji od dva bloka Li-ion baterija, svaki s dvije baterije, tip 18560. Jedinica za stol ostaje napajana jednom baterijom Li-ion 18560.
• Konstrukcija je pojednostavljena, a sve se komponente nalaze na jednoj većoj ploči za ispis.
• Okvir je manji i tanji, oko 3,0 cm i veličine točno A4.
• Softver je nova verzija s ispravljenim pogreškama.

Glavne značajke:

• Veliki 7-segmentni zaslon od 2,3 inča
• Tipke za upravljanje dodirom
• Softverski kontrolirana pravila prema međunarodnim pravilima za stolni tenis
• Bluetooth prijenos podataka iz tablice na tablu s rezultatima
• Indikatori stanja baterije
• Vrijeme rada baterije min. 5 sati (bodovna tabla) i oko 12 sati za upravljačku ploču
• Kontrolne kutije ispod stola sa svake strane igrača
• Jedinica za stol montirana ispod stola povezana s dvije upravljačke kutije Kontrolna kutija s prednjim gumbom za dodir omogućuje dodavanje rezultata plus jedan bod za svakog igrača
• Upravljačka kutija s gumbom za dodir natrag dopušta ispravljanje minus jedan u slučaju greške
• Ispravak se prihvaća samo za igrača s posljednjom povećanom vrijednošću bodova
• Zvučna potvrda za svaki pritisak gumba
• Različit zvuk melodije na kraju igre i utakmice
• Konačni rezultat prikazuje se 10 sekundi nakon završetka utakmice
• Kraj utakmica aktivira početak nove igre ulaskom u način postavljanja

Postavka omogućuje odabir:

• Broj utakmica za utakmicu, unaprijed je 3, opcije 4 do 9
• Prvi igrač koji servira A ili B, unaprijed postavljen A
• Promijenite stranu nakon svake utakmice, ako se strana promijeni, mijenja se i prikazani rezultat na Tablici rezultata

Pribor

Semafor:

IC1 MAX7219 Upravljački program za LED zaslon, LED upravljački program

• IC2, IC3 MAX394 (ili MAX333 što je jeftinije), 2x, analogni prekidač
• U1 Arduino Nano, Arduino
• U2 HC-05 bežični Bluetooth, HC-05
• X1 Audio modul LM386
• Q1 - Q6, IRF540 N -kanal 6 x, MOSFET
• TTP1 - TTP4 Senzor osjetljiv na dodir mali 4x, TTP223A
• LED1 -LED6, 7 -segmentni 2.3 ", 6x, zaslon
• LED7, 7-segmentni 0,56 ", mali zaslon
• LED8, LED9, bijela LED 2x
• LED10 LED plava
• LED11 LED crvena
• K3, K4 Relej TQ2-5V, 2x, Relej
• R1, R2, R6, R16 otpornik 1k 4x,
• R3, R4 otpornik 470 2x,
• R5 otpornik 100,
• R7, R8 otpornik 22k, 2x,
• R9 - R14 otpornik 4k7 6x,
• R15 otpornik 220,
• C1, C5 Kondenzator M1 2x,
• C2 kondenzator 10M,
• C3, C4 4700M 2x,
• B1, B2 most ili skakač,
• P1 - P3, Konektori 6P 2x, 4P 1x, JST XH
• Priključci za zaslone 2,3 inča, Pinhead
• Zvučnik 3W
• Dvostruka LI-ionska baterija 2x, držač
• Li-ion baterije 4x, 3000mAh
• USB priključak, razvodna ploča, C-tip
• Vijčani terminal,
• Prebacite DPDT, prebacite
• Okvir A4,

Jedinica stola:

• U1 Arduino Nano, Arduino,
• U2 HC-05 bežični Bluetooth, HC-05
• U3 Dvostruki prekidač,
• U4 audio modul, LM386
• R1 otpornik 1k,
• R2, R3 Otpornik 22k, 2x
• C1 kondenzator 470M,
• C2 kondenzator M1,
• J1 Dvostruki priključak, telefon
• Li-ion baterija, 3000mAh
• Li-ion baterija, pojedinačni držač
• Razvodna ploča USB konektora, C-tip
• Prekidač SPST,
• Zvučnik 3W
• Plastična kutija, Kutija velika

Kontrolna kutija:

• Senzor osjetljiv na dodir veliki 4x, TTP223B
• 4 -žični telefonski kabel udaljen oko 3 m
• priključak za telefon 2x
• Plastična kutija, Kutija mala

Kondenzator, otpornik, vijci i drugi sitni dijelovi dostupni su u lokalnim trgovinama.

Potrebni glavni alati:

• Akumulatorska bušilica
• Lemilica
• Odvijač set
• Alat za stezanje kabela

Korak 1: Shema ožičenja

Semafor

Detaljan opis kompletnih električnih instalacija prikazan je u izvornom dokumentu. Ovaj put bih objasnio samo razlike.

Novo napajanje baterijom treba zamijeniti staro s dva napona: +5V i -5V. Nazivni napon jedne baterije je oko 4,2 V, to nije dovoljno. Trebamo pojačati napon. Držač baterije s integriranim pojačalom napona za 5V dobro je rješenje. Osim toga, držač baterije sadrži integrirani punjač i zaštitu od litijeve baterije. Na taj način se baterije mogu puniti unutar držača.

Za veće potrebe za energijom u svakom odjeljku nalaze se dvije baterije. Evo vrlo grubog izračuna bez uzimanja u obzir učinkovitosti: Potrošnja struje iznosi oko 300 mA za svaki izvor baterije 5V. Prema pretpostavci 10 sati rada potrebno nam je 1500mAh za 10, to znači 15000mAh za 2 baterije. To znači 7500mAh za jednu bateriju. To je mnogo više od tipičnog kapaciteta oko 3500mAh. Kako bi bili zadovoljni s radnim vremenom od oko 5 sati, mogle bi se koristiti Li-ion baterije tipa 18650 s energijom od 3000 do 4200mAh.

Problem je punjenje baterije. Obje baterije dijele jednu naponsku razinu, možemo reći uzemljenje. Izvor +5V. preko minus kontakta i drugog izvora -5V preko stezaljke plus. Izlazi za obje baterije spojeni su u seriju. Tijekom punjenja, napajanja moraju biti spojena paralelno, ako ne želimo spriječiti korištenje dva vanjska punjača. Iz tog razloga, releji K3 i K4 dodani su u električni dijagram.

Releji se aktiviraju ako je punjač spojen na +5V.. U tom slučaju napajanje se prebacuje sa serijskog na paralelno. Tijekom punjenja Scoreboard se nije mogao koristiti, to je nedostatak. Drugi nedostatak je relativno dugo vrijeme punjenja. Punjač unutar držača baterije i dodatni vanjski punjač koji daje 5V stvaraju ne baš učinkovitu kombinaciju. Vrijeme punjenja je preko 12 sati. Ako namjeravate puniti baterije izvan instrumenta, možete izostaviti relej i to učiniti izvana brže, ali manje ugodno.

Jedinica stola i upravljačke kutije:

Nova tablična jedinica nije mnogo promijenjena u odnosu na staru. LED "stanje" i "uključeno" vodstvo baterije nisu ožičene od držača do prednje ploče i vidljive su kroz rupe na bočnoj strani kutije. Na ovaj način pojednostavljeno je ožičenje, pa bi ova strana kutije trebala biti s prednje strane. Zvučnik je također orijentiran na ovu stranu.

Umjesto dva telefonska priključka za žice Control Box -a, postoji samo jedan dvostruki telefonski priključak. Priključak na audio modul se mijenja, kako bi se smanjila buka u zvučniku.

Korak 2: Izgradnja

Semafor

Za dizajn PCB -a navikao sam dizajnirati PCB u Eagleu, ali ovaj je slučaj bio poseban. PC ploča relativno je velika, veličine 285 x 206 mm previše je za besplatnu verziju Eagle -a. Tražeći neki drugi softver za PCB pronašao sam Easyeda. Besplatno je i prihvaća PCB bilo koje veličine. Unutar ploče nalaze se dva velika odrezana držača baterija i jedan za zvučnik. Izradu je napravio JLCPCB, a proizvođač je izrezao sve odsječene dijelove. Bio sam sretan jer mi je ovo uštedjelo malo posla.

Ako ne želite naručiti ploču, priložio sam Gerberove datoteke za dvije ploče Scoreboard i Table Unit. To je nova verzija sa relejima. Na slici u mom članku još uvijek postoji stara verzija s relejima dodanim na vanjskoj ploči, nemojte se zbuniti.

PCB se postavlja na okvir A4. Okvir za fotografije sam kupio u većoj trgovini željeza. To bi mogao biti bilo koji A4 format, ali bi trebao biti dubok oko 3 cm. Ploča sadrži rupe za montažu i opremljena je vijcima kroz plastične konzole.

Prednja ploča prekrivena je prozirnim akrilnim staklom. Ispod stakla je foto -papirna maska s izrezanim prozorima za zaslone. U početku planiram koristiti mliječno akrilno staklo bez maske, ali vidljivost je bila slaba. Na kraju sam stavio prednje, prozirno akrilno staklo. Nije potrebno izrezati rupe za indikatore baterije, svjetlo je vidljivo kroz papir.

Pazite da gornju razinu komponenti držite ispod akrilnog stakla. To se posebno odnosi na sve zaslone, sve LED diode i sve module tipki na dodir. Ovisi o veličini utičnice. Za zaslone koristim okrugle pin -glave. Pouzdaniji su i prihvatljiva je visina. U mom slučaju koristim perače na daljinu kako bih zadržao gornju razinu za dodirne gumbe i LED diode.

Papirni mošus radi Sketch u sustavu Windows. Da bih bio živahniji, ubacujem fotografiju livade..

Jedinica stola

Svjetla statusa na držaču baterije vidljiva su izravno kroz rupe na prednjoj ploči. Na istoj strani stolne jedinice nalaze se rupe za zvučnik.

Kontrolna kutija

Dva kabela za upravljačke kutije standardni su 4 -žični telefonski kabeli. Pričvršćuju se i učvršćuju u svakoj kutiji bez priključka. S druge strane kabela, telefonski priključak je opremljen alatom za presovanje kabela.

Unutar kutije žice su lemljene izravno na prototip PCB -a. Na ovoj ploči su montirana dva osjetnika na dodir okomito, sa svake strane kutije. Na mjestu dodirnog područja nalazi se rupa promjera 12 mm, lako dostupna. Konstrukcija je jasna iz priloženih fotografija.

Korak 3: Softver

Dvije Arduino ino datoteke, jedna za Scoreboard i jedna za Table tab (Control Box) su ispod. Bluetooth moduli HC-05 moraju se prvo upariti. Koristite Arduino, AT naredbe i najbolje upute su ovdje. U tablici s rezultatima nalazi se master, rob se nalazi unutar tablične jedinice. Preporučena brzina prijenosa je 38400, a adresni način rada je "popravi".

Obje spomenute ino datoteke trebale bi biti dopunjene uobičajenim datotekama pitch.h. Kako to učiniti je na web stranici Arduino. Ovaj put ino datoteke i sve ostale datoteke bez problema su učitane u uređivač Instructables i nadam se da će se lako preuzeti.

Općenito, nove datoteke se ne razlikuju mnogo od starih, originalnih. Što se poboljšava:

• U načinu rada Switch Side igrači su zamijenjeni u pravom trenutku igre, stari problem je riješen
• Gumb za ispravljanje omogućen je samo za posljednji posluženi igrač
• Brojanje bodova i odabir igrača koji servira nakon korekcije putem dodirnog gumba u kontrolnoj kutiji je fiksno.

Što se tiče Arduino programa, ja nisam programer i znam da se kod ne može savršeno optimizirati, ali radi gotovo savršeno.

Korak 4: Zaključak

Svjetlina 7-segmentnih brojeva na prikazanim fotografijama je izblijedjela, ali nije istina. Zapravo, to je jasno i oštro.

Možete vidjeti originalni video zapis gdje je svjetlina u redu. Na sljedećem videu1 možete vidjeti demonstraciju brojanja bodova na Tablici stanja baterije. Opet, na ovom videozapisu postoji problem s jasnim segmentnim svjetlom, ali problem nastaje zbog jakog osvjetljenja tijekom snimanja videozapisa.

Još uvijek postoje neki načini ili prijedlozi za poboljšanje. Potrošnja struje mogla bi se smanjiti zamjenom 7-segmentnih zaslona TFT LCD zaslonima veličine oko 2,3 . Kad bi se prikazivali samo brojevi, memorijski prostor bi bio prihvatljiv za Arduino?

Nadam se da ćete uživati i u ovom projektu i u sportu.