Li-ion batteri Bluetooth resultattavle: 4 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:21

Introduksjon

Prosjektet er basert på mine instrukser fra det siste året: Bluetooth bordtennis resultattavle

Resultattavlen er dedikert til amatørsportfans og bordtennisspiller, men den kan ikke brukes bare for bordtennis. Kan brukes til andre idretter som volleyball, badminton og hver sport som krever poengtelling. Ved enkel programvareendring kan programvare brukes til maksimal poengverdi i kampen.

Teknisk prinsipp er basert på kommunikasjon via Bluetooth mellom tabellenhet (enhet under bord) og selve resultattavlen. To kontrollbokser er montert under bordet på hver spillerside og kobles med kabel til tabellenhet. Etter hvert vinnende poeng trykker du på den store berøringsknappen på kontrollboksen. I henhold til handlingen endres poengsummen om bord til verdi pluss ett poeng..

Sammenlignet med det gamle prosjektet er det noen betydelige forbedringer:

• Resultattavle er sikkerhet. Ikke mer hovedspenning 220V! Strømforsyningen består av to Li-ion-batteriblokker, hver med to batterier, type 18560. Tabellenhet forblir drevet av ett batteri Li-ion 18560.
• Konstruksjonen er forenklet og alle komponentene er plassert på ett større kretskort.
• Rammen er mindre og tynnere, omtrent 3,0 cm og størrelse nøyaktig A4.
• Programvaren er en ny versjon med korrigerte feil.

Hovedtrekkene:

• Store 7-segmenter viser 2,3 tommer
• Trykk på kontrollknappene
• Programvarekontrollerte regler i henhold til internasjonale regler for bordtennis
• Bluetooth -overføringsdata fra tabell til resultattavle
• Indikatorer for batteristatus
• Batteridriftstid min. 5 timer (resultattavle), og omtrent 12 timer for kontrollpanel
• Kontrollbokser under bordet på hver spillerside
• Bord Enhet montert under bord koblet til to kontrollbokser Kontrollboks med berøringsknapp foran gjør det mulig å legge til poeng pluss ett poeng for hver spiller
• Kontrollboks med tilbake -berøringsknapp tillater korreksjon minus en i tilfelle feil
• Retting godtas bare for spillere med den siste økte poengsummen
• Lydbekreftelse for hvert trykk på knappen
• Ulike melodilyd på slutten av kamp og kamp
• Sluttresultatet vises 10 sekunder etter kampslutt
• Sluttkamp aktiverer starten på et nytt spill ved å gå til innstillingsmodus

Innstilling tillate å velge:

• Antall kamper for kamp, forhåndsinnstilt er 3, alternativ 4 til 9
• Den første serveringen A eller B, forhåndsinnstilt A
• Bytt side etter hvert spill, hvis siden er byttet, blir den viste poengsummen på resultattavlen også

Rekvisita

Resultattavle:

IC1 MAX7219 Led Display driver, Led Driver

• IC2, IC3 MAX394 (eller MAX333 som er billigere), 2x, analog bryter
• U1 Arduino Nano, Arduino
• U2 HC-05 Trådløs Bluetooth, HC-05
• X1 Lydmodul LM386
• Q1 - Q6, IRF540 N -kanal 6 x, MOSFET
• TTP1 - TTP4 Sensor touch liten 4x, TTP223A
• LED1 -LED6, 7 -segment 2,3 ", 6x, Display
• LED7, 7-segment 0,56 ", liten skjerm
• LED8, LED9, led hvit 2x
• LED10 led blå
• LED11 led rød
• K3, K4 Relé TQ2-5V, 2x, Relé
• R1, R2, R6, R16 Motstand 1k 4x,
• R3, R4 Motstand 470 2x,
• R5 Motstand 100,
• R7, R8 Motstand 22k, 2x,
• R9 - R14 motstand 4k7 6x,
• R15 Motstand 220,
• C1, C5 kondensator M1 2x,
• C2 kondensator 10M,
• C3, C4 4700M 2x,
• B1, B2 bro eller jumper,
• P1 - P3, kontakter 6P 2x, 4P 1x, JST XH
• Kontakt for skjermer 2,3 tommer, Pinhead
• Høyttaler 3W
• Dobbelt LI-ion batteri 2x, holder
• Li-ion batterier 4x, 3000mAh
• USB-kontakt, breakout-kort, C-type
• Skrueterminal,
• Bytt DPDT, veksle
• A4 ramme,

Tabellenhet:

• U1 Arduino Nano, Arduino,
• U2 HC-05 Trådløs Bluetooth, HC-05
• U3 Dobbel bryter,
• U4 lydmodul, LM386
• R1 Motstand 1k,
• R2, R3 Motstand 22k, 2x
• C1 kondensator 470M,
• C2 kondensator M1,
• J1 Dobbel kontakt, telefon
• Li-ion batteri, 3000mAh
• Li-ion batteri, enkelt holder
• USB-kontaktbryter, C-type
• Bytt SPST,
• Høyttaler 3W
• Plastboks, eske stor

Kontroll boks:

• Sensor touch stor 4x, TTP223B
• 4 -tråds telefonkabel ca 3m
• telefonkontakt 2x
• Plastboks, liten eske

Kondensator, motstand, skruer og andre smådeler er tilgjengelig i lokale butikker.

Nødvendige hovedverktøy:

• Batteridriver
• Loddejern
• Skrutrekkersett
• Kabelklemmeverktøy

Trinn 1: Koblingsskjema

Resultattavle

Detaljert beskrivelse av komplette elektriske ledninger er vist i originaldokumentet. Denne gangen vil jeg bare forklare forskjeller.

Ny batteristrømforsyning bør erstatte den gamle med to spenninger: +5V og -5V. Ett batteris nominelle spenning er omtrent 4,2V, dette er ikke nok. Vi trenger boost -spenning. Batteriholder med integrert spenningsforsterker for 5V er god løsning. I tillegg inneholder batteriholderen integrert batterilader og litiumbatteribeskyttelse. På denne måten kan batterier lades inne i holderen.

For større strømbehov er det to batterier i hvert rom. Her er veldig grov beregning uten at effektiviteten tas i betraktning: Strømforbruket er omtrent 300mA for hver batterikilde 5V. Ved antakelse om 10 timers driftstid trenger vi 1500mAh med 10, det betyr 15000mAh for 2 batterier. Det betyr 7500mAh for ett batteri. Det er mye mer enn vanlig kapasitet på rundt 3500mAh. For å være fornøyd med driftstiden på omtrent 5 timer, kan Li-ion-batterier type 18650 med energi 3000 til 4200mAh brukes.

Problemet er å lade batteriet. Begge batteriene deler ett spenningsnivå, vi kan si jord. Kilde +5V. ved terminal minus og andre kilde -5V ved terminal pluss. Utgangene for begge batteripakkene er seriekoblede. Under lading må strømforsyninger kobles parallelt, hvis vi ikke forhindrer bruk av to eksterne ladere. Av denne grunn legges reléer K3 og K4 til det elektriske diagrammet.

Reléer aktiveres hvis laderen er koblet til +5V.. I dette tilfellet byttes strømforsyninger fra seriell tilkobling til parallell. Under lading Resultatlisten kunne ikke brukes, dette er en ulempe. Den andre ulempen er relativt lang ladetid. Lader inne i batteriholderen og ekstra ekstern lader som gir 5V, skaper en lite effektiv kombinasjon. Ladetiden er over 12 timer. Hvis du planlegger å lade batterier utenfor instrumentet, kan du utelate relé og gjøre det raskere eksternt, men mindre behagelig.

Tabellenhet og kontrollbokser:

Ny tabellenhet endres ikke så mye sammenlignet med den gamle. Batteri "tilstand" LED "og" på "LED er ikke kablet fra holderen til frontpanelet og er synlig gjennom hullene i boksen. Denne måten er kabling forenklet, og derfor bør denne boksen være på forsiden. Høyttaleren er også orientert til denne siden.

I stedet for to telefonkontakter for Control Box -ledninger, er det bare en dobbel telefonkontakt. Tilkoblingen til lydmodulen er endret for å redusere støy i høyttaleren.

Trinn 2: Konstruksjon

Resultattavle

For PCB -design er jeg vant til å designe PCB i Eagle, men denne saken var spesiell. PC -kortet er relativt stort, størrelse 285 x 206 mm er for mye for Eagle, gratisversjon. På jakt etter annen PCB -programvare har jeg funnet Easyeda. Det er gratis og aksepterer PCB i alle størrelser. Inne i brettet er det to store kutt for batteriholdere og en for høyttaler. Fabrikk ble utført av JLCPCB og alt kutt ble kuttet av produsent. Jeg var glad, for dette sparte meg for litt arbeid.

Hvis du ikke vil bestille brettet, har jeg lagt ved Gerber -filer for to tavler og resultattavler. Det er en ny versjon med reléer. På bildet i artikkelen min er det fortsatt gammel versjon med reléer lagt til på eksternt bord, ikke forvirre.

PCB er plassert i A4 -ramme. Jeg har kjøpt ramme for foto i en større jernvarehandel. Den kan være hvilken som helst A4, men bør være dyp ca 3 cm. Brettet inneholder hull for montering og er utstyrt med skruer gjennom plastbraketter.

Frontpanelet er dekket av gjennomsiktig akrylglass. Under glass er fotopapirmaske med kuttede vinduer for skjermer. Opprinnelig har jeg tenkt å bruke melk akrylglass uten maske, men synligheten var dårlig. Til slutt la jeg på et gjennomsiktig akrylglass foran. Hull for batteriindikatorer er ikke nødvendig kutt, lys er synlig gjennom papir.

Vær forsiktig med å holde øvre nivå av komponenter like under akrylglass. Dette gjelder spesielt for alle skjermer, alle LED -er og alle berøringsknappmoduler. Det avhenger av stikkontaktstørrelse. Til skjermer bruker jeg runde pinnehoder. De er mer pålitelige og høyden er akseptabel. I mitt tilfelle bruker jeg distanseskiver for å holde øvre nivå for berøringsknapper og lysdioder.

Papirmusk er utført av Sketch i Windows. For å gjøre det mer livlig setter jeg inn et bilde av eng..

Tabellenhet

Statuslampene på batteriholderen er synlige direkte gjennom hullene på frontpanelet. Det er hull for høyttalere på samme side av tabellenheten.

Kontroll boks

To kabler for kontrollbokser er standard telefonkabler med 4 ledninger. De er festet og festet i hver eske uten kontakt. På den andre siden av kablene er telefonkontakten utstyrt med et krympeverktøy.

Inne i esken er ledninger loddet direkte til prototype PCB. På dette brettet er montert to berøringssensorer vinkelrett på hver side av esken. På berøringsområdet er det hull med en diameter på 12 mm, lett tilgjengelig. Konstruksjonen er tydelig fra vedlagte bilder.

Trinn 3: Programvare

To Arduino ino -filer, en for resultattavle og en for tabellenhet (kontrollboks) er nedenfor. Bluetooth-modulene HC-05 må først kobles sammen. Bruk Arduino, AT -kommandoer og de beste instruksjonene er her. På resultattavlen er det master, slave er plassert inne i tabellenhet. Anbefalt overføringshastighet er 38400 og adressemodus som "fix".

Begge nevnte ino -filer bør suppleres med vanlige filhøyder. H. Slik gjør du det på nettstedet Arduino. Denne gangen ble ino -filer og alle andre filer lastet ned til Instructables -editoren uten problemer, og jeg håper at den enkelt kan lastes ned.

Generelt er nye filer ikke veldig forskjellige som gamle, originale. Hva er forbedret:

• I Switch Side -modus byttes serveringsspilleren ut i riktig øyeblikk av spillet, det gamle problemet er løst
• Korrigeringsknappen er bare aktivert for den sist serverte spilleren
• Poengtelling og valg av serveringsspiller etter korreksjon via berøringsknappen i kontrollboksen er løst.

Når det gjelder Arduino -programmet, er jeg ikke en programmerer, og jeg vet at koden ikke kunne optimaliseres perfekt, men fungerer nesten perfekt.

Trinn 4: Konklusjon

Lysstyrken til 7-segmenters tall på viste bilder er falmet, men er ikke sant. Faktisk er det klart og skarpt.

Du kan se originalvideoen, der lysstyrken er OK. På neste video1 kan du se demonstrasjon av tellepunkter på batteritavlen. Igjen, på denne videoen er det problem med klart segmentlys, men problemet skyldes sterk belysning under innspilling av video.

Det er fortsatt noen måter eller forslag til forbedringer. Strømforbruket kan reduseres ved å erstatte 7-segmenters skjermer med TFT LCD-skjermer med en størrelse på omtrent 2,3 . Hvis bare tall ville bli vist, ville minneplass være akseptabelt for Arduino?

Jeg håper du vil like dette prosjektet og sporten også.