Tabla Bluetooth z litij-ionsko baterijo: 4 koraki (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:03

Uvod

Projekt temelji na mojih navodilih iz lanskega leta: Tabela lestvice namiznega tenisa Bluetooth

Tabla je namenjena ljubiteljem ljubiteljev športa in igralcu namiznega tenisa, vendar ne velja le za namizni tenis. Lahko se uporablja za druge športe, kot so odbojka, badminton in vsak šport, ki zahteva štetje točk. S preprosto spremembo programske opreme bi bilo mogoče programsko opremo prilagoditi kateri koli največji vrednosti točk v ujemanju.

Tehnično načelo temelji na komunikaciji prek Bluetootha med enoto Table (enota pod mizo) in samim preglednikom. Dve nadzorni omarici sta nameščeni pod mizo na vsaki strani igralca in s kablom povezani z mizo. Igralec po vsaki zmagovalni točki pritisne velik gumb na dotik na nadzornem polju. Glede na to dejanje se rezultat na krovu spremeni v vrednost plus ena točka.

V primerjavi s starim projektom je bilo nekaj bistvenih izboljšav:

• Seznam je varnost. Ni več glavne napetosti 220V! Napajanje je sestavljeno iz dveh Li-ion baterijskih blokov, vsak z dvema baterijama tipa 18560. Namizna enota se napaja iz ene Li-ion baterije 18560.
• Konstrukcija je poenostavljena in vse komponente so nameščene na enem večjem tiskanem vezju.
• Okvir je manjši in tanjši, približno 3,0 cm in velikosti natančno A4.
• Programska oprema je nova različica s popravljenimi napakami.

Glavne značilnosti:

• Velik 7-segmentni zaslon 2,3 palca
• Gumbi za upravljanje na dotik
• Programsko nadzorovana pravila v skladu z mednarodnimi pravili za namizni tenis
• Bluetooth prenaša podatke iz tabele na preglednico
• Indikatorji stanja baterije
• Čas delovanja baterije min. 5 ur (preglednica) in približno 12 ur za nadzorno ploščo
• Nadzorna polja pod mizo na vsaki strani igralca
• Namizna enota, nameščena pod mizo, povezana z dvema kontrolnima omaricama. Krmilna omarica s sprednjim gumbom na dotik omogoča dodajanje rezultatov in eno točko za vsakega igralca
• Krmilna omarica z gumbom za dotik nazaj omogoča popravek minus ena v primeru napake
• Popravek je sprejet le za igralca z zadnjo povečano vrednostjo
• Zvočna potrditev za vsak pritisk gumba
• Različne melodije na koncu igre in tekme
• Končni rezultat se prikaže 10 sekund po koncu tekme
• Konec tekme aktivira začetek nove igre z vstopom v način nastavitve

Nastavitev omogoča izbiro:

• Število iger za tekmo, prednastavitev je 3, možnosti od 4 do 9
• Prvi podajalec A ali B, prednastavljen A
• Po vsaki igri zamenjajte stran, če se stran zamenja, se spremeni tudi prikazani rezultat na lestvici rezultatov

Zaloge

Tabela rezultatov:

IC1 MAX7219 LED gonilnik zaslona, LED gonilnik

• IC2, IC3 MAX394 (ali MAX333, ki je cenejši), 2x, analogno stikalo
• U1 Arduino Nano, Arduino
• U2 HC-05 Brezžični Bluetooth, HC-05
• Zvočni modul X1 LM386
• Q1 - Q6, IRF540 N -kanal 6 x, MOSFET
• TTP1 - TTP4 senzor na dotik majhen 4x, TTP223A
• LED1 -LED6, 7 -segmentni 2.3 ", 6x, zaslon
• LED7, 7-segmentni 0,56 ", majhen zaslon
• LED8, LED9, LED bela 2x
• LED10 LED modra
• LED11 LED rdeča
• K3, K4 Rele TQ2-5V, 2x, Rele
• R1, R2, R6, R16 upor 1k 4x,
• R3, R4 upor 470 2x,
• R5 upor 100,
• R7, R8 upor 22k, 2x,
• R9 - R14 upor 4k7 6x,
• R15 upor 220,
• C1, C5 Kondenzator M1 2x,
• C2 kondenzator 10M,
• C3, C4 4700M 2x,
• B1, B2 most ali skakalec,
• P1 - P3, Konektorji 6P 2x, 4P 1x, JST XH
• Priključki za zaslone 2,3 palca, Pinhead
• Zvočnik 3W
• Dvojna LI-ionska baterija 2x, Držalo
• Li-ion baterije 4x, 3000mAh
• USB priključek, odklopna plošča, tip C.
• Vijačni terminal,
• Preklopite DPDT, preklopite
• Okvir A4,

Enota mize:

• U1 Arduino Nano, Arduino,
• U2 HC-05 Brezžični Bluetooth, HC-05
• U3 Dvojno stikalo,
• Zvočni modul U4, LM386
• R1 upor 1k,
• R2, R3 upor 22k, 2x
• C1 kondenzator 470M,
• C2 kondenzator M1,
• J1 Dvojni priključek, telefon
• Li-ion baterija, 3000 mAh
• Li-ion baterija, enojno držalo
• Prekinitvena plošča priključka USB, tip C.
• Stikalo SPST,
• Zvočnik 3W
• Plastična škatla, velika škatla

Nadzorna omarica:

• Senzor na dotik velik 4x, TTP223B
• 4 -žilni telefonski kabel približno 3 m
• priključek za telefon 2x
• Plastična škatla, majhna škatla

Kondenzator, upor, vijaki in drugi manjši deli so na voljo v lokalnih trgovinah.

Potrebna glavna orodja:

• Akumulatorski vrtalnik
• Spajkalnik
• Komplet izvijačev
• Orodje za stiskanje kablov

1. korak: Shema ožičenja

Preglednica

Podroben opis celotne električne napeljave je prikazan v izvirnem dokumentu. Tokrat bi razložil le razlike.

Novo napajanje z baterijo bi moralo zamenjati starega z dvema napetostma: +5V in -5V. Nazivna napetost ene baterije je približno 4,2 V, to ni dovolj. Potrebujemo povečanje napetosti. Držalo za baterije z vgrajenim ojačevalnikom napetosti za 5V je dobra rešitev. Poleg tega nosilec baterije vsebuje vgrajen polnilec in zaščito litijeve baterije. Tako se lahko baterije polnijo v notranjosti držala.

Za večjo porabo energije sta v vsakem predelku dve bateriji. Tukaj je zelo grob izračun brez upoštevanja učinkovitosti: trenutna poraba je približno 300 mA za vsak vir baterije 5V. Po predpostavki 10 ur delovanja potrebujemo 1500mAh za 10, kar pomeni 15000mAh za 2 bateriji. To pomeni 7500mAh za eno baterijo. To je veliko več kot običajna zmogljivost okoli 3500mAh. Če želite biti zadovoljni s časom delovanja približno 5 ur, lahko uporabite Li-ion baterije tipa 18650 z energijo od 3000 do 4200mAh.

Težava je v polnjenju baterije. Oba akumulatorja imata eno raven napetosti, lahko rečemo ozemljitev. Vir +5V. s sponom minus in drugi vir -5V s priključkom plus. Izhodi za oba akumulatorja so povezani zaporedno. Med polnjenjem morajo biti napajalniki priključeni vzporedno, če ne želimo preprečiti uporabe dveh zunanjih polnilnikov. Zaradi tega so v električni diagram dodani releji K3 in K4.

Releji se aktivirajo, če je polnilnik priključen na +5V.. V tem primeru se napajalniki preklopijo iz serijske v vzporedno. Med polnjenjem Scoreboard ni bilo mogoče uporabiti, to je pomanjkljivost. Druga pomanjkljivost je relativno dolg čas polnjenja. Polnilnik v nosilcu akumulatorja in dodani zunanji polnilnik, ki zagotavlja 5 V, ustvarjata ne zelo učinkovito kombinacijo. Čas polnjenja je več kot 12 ur. Če nameravate polniti baterije zunaj instrumenta, lahko rele izpustite in to storite hitreje od zunaj, vendar manj udobno.

Namizna enota in krmilne omarice:

Nova enota mize se v primerjavi s staro ni bistveno spremenila. "Stanje" LED "in" na "LED" baterije nista ožičena od nosilca do sprednje plošče in sta vidna skozi luknje na strani škatle. Ta način ožičenja je poenostavljen, zato mora biti ta stran škatle sprednja stran. Zvočnik je usmerjen tudi na to stran.

Namesto dveh telefonskih priključkov za žice Control Box je samo en dvojni telefonski priključek. Povezava z zvočnim modulom je spremenjena, da se zmanjša hrup v zvočniku.

2. korak: Gradnja

Preglednica

Za oblikovanje tiskanih vezij sem se uporabljal za oblikovanje tiskanih vezij v Eaglu, vendar je bil ta primer poseben. PC plošča je razmeroma velika, velikost 285 x 206 mm je preveč za brezplačno različico Eagle. Če iščem drugo programsko opremo za tiskane vezje, sem našel Easyeda. Je brezplačen in sprejema PCB poljubne velikosti. V notranjosti plošče sta dva velika odrezana držala za baterije in ena za zvočnik. Izdelavo je opravil JLCPCB, vse odrezane pa je odrezal proizvajalec. Bil sem vesel, ker mi je to prihranilo nekaj dela.

Če ne želite naročiti plošče, sem priložil datoteke Gerber za dve plošči Scoreboard in Table Unit Board. To je nova različica z releji. Na sliki v mojem članku je še vedno stara različica z releji, dodanimi na zunanji plošči, ne bodite zmedeni.

PCB je postavljen na okvir A4. Okvir za fotografijo sem kupil v večji trgovini s strojno opremo. Lahko je kateri koli A4, vendar mora biti globok približno 3 cm. Plošča vsebuje luknje za pritrditev in je pritrjena z vijaki skozi plastične nosilce.

Sprednja plošča je prekrita s prozornim akrilnim steklom. Pod steklom je maska iz foto papirja z izrezanimi okni za zaslone. Sprva nameravam uporabiti mlečno akrilno steklo brez maske, vendar je bila vidljivost slaba. Na koncu sem dal sprednje prozorno akrilno steklo. Luknje za indikatorje baterije ni potrebno odrezati, skozi papir je vidna svetloba.

Pazite, da zgornjo raven komponent držite pod akrilnim steklom. To še posebej velja za vse zaslone, vse LED diode in vse module na dotik. Odvisno je od velikosti vtičnice. Za zaslone uporabljam okrogle zatiče. So bolj zanesljivi in višina je sprejemljiva. V mojem primeru uporabljam podložke za razdalje, da ohranim zgornjo raven za tipke na dotik in LED diode.

Papirnate mošusne izdelke izdeluje Sketch v sistemu Windows. Da bi bilo bolj živahno, vstavim fotografijo travnika..

Namizna enota

Lučke statusa na nosilcu baterije so vidne neposredno skozi luknje na sprednji plošči. Na isti strani namizne enote so luknje za zvočnik.

Nadzorna omarica

Dva kabla za nadzorne omarice sta standardna 4 -žilna telefonska kabla. Pritrjeni so in pritrjeni v vsaki škatli brez priključka. Na drugi strani kablov je telefonski priključek opremljen z orodjem za stiskanje kablov.

Znotraj škatle so žice spajkane neposredno na prototipno tiskano vezje. Na to ploščo sta nameščena dva senzorja na dotik pravokotno, na vsaki strani škatle. Na mestu dotika je lahko dostopna luknja s premerom 12 mm. Gradnja je razvidna iz priloženih fotografij.

3. korak: Programska oprema

Spodaj sta dve datoteki Arduino ino, ena za preglednico in ena za enoto tabele (nadzorno polje). Module Bluetooth HC-05 morate najprej seznaniti. Uporabite ukaze Arduino, AT in najboljša navodila so tukaj. V preglednici je glavni, podrejeni se nahaja znotraj mize. Priporočena hitrost prenosa podatkov je 38400, način naslova pa je "popravi".

Obe omenjeni datoteki ino je treba dopolniti s skupnimi datotekami pitches.h. Kako to narediti, je na spletnem mestu Arduino. Tokrat so bile datoteke ino in vse druge datoteke brez težav naložene v urejevalnik Instructables in upam, da jih bomo zlahka naložili.

Na splošno se nove datoteke ne razlikujejo tako kot stare, originalne. Kaj se izboljša:

• V načinu Switch Side so igralci zamenjani v pravem trenutku igre, stara težava je odpravljena
• Gumb za popravek je omogočen samo za zadnjega igralca
• Štetje točk in izbira servirajočega igralca po popravku s tipko na dotik v nadzornem polju sta fiksna.

Kar zadeva program Arduino, nisem programer in vem, da kode ni mogoče popolnoma optimizirati, vendar deluje skoraj popolno.

4. korak: Zaključek

Svetlost 7-segmentnih številk na prikazanih fotografijah je zbledela, vendar ni res. Pravzaprav je jasno in ostro.

Ogledate si lahko izvirni video, kjer je svetlost v redu. V naslednjem videoposnetku1 si lahko ogledate prikaz štetja točk na tablici stanja baterije. Tudi pri tem videoposnetku je težava s čisto segmentno svetlobo, težavo pa povzroča močna osvetlitev med snemanjem videa.

Še vedno obstaja nekaj načinov ali predlogov za izboljšave. Porabo toka bi lahko zmanjšali z zamenjavo 7-segmentnih zaslonov s TFT LCD zasloni velikosti približno 2,3 . Če bi bile prikazane samo številke, bi bil prostor za pomnilnik sprejemljiv za Arduino?

Upam, da boste uživali v tem projektu in tudi v športu.