Li-ion batteri Bluetooth resultattavle: 4 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:26

Introduktion

Projektet er baseret på mine instruktioner fra det sidste år: resultattavle med Bluetooth -bordtennis

Resultattavlen er dedikeret til amatørsportsfans og bordtennisspiller, men den kan ikke kun bruges til bordtennis. Kan bruges til andre sportsgrene som volleyball, badminton og hver sport, der kræver tælling af point. Ved simpelt softwareændring kunne software anvendes til enhver maksimal pointværdi i match.

Teknisk princip er baseret på kommunikation via Bluetooth mellem tabelenhed (enhed under bord) og selve resultattavlen. To kontrolbokse er monteret under bordet på hver spillerside og forbundet med kabel til bordenheden. Efter hvert vindende punkt skal du trykke på den store berøringsknap på kontrolboksen. Ifølge denne handling ændres score om bord til værdi plus et point.

Sammenlignet med det gamle projekt er der nogle væsentlige forbedringer:

• Resultattavlen er sikkerhed. Ikke mere hovedspænding 220V! Strømforsyning består af to Li-ion batteriblokke, hver med to batterier, type 18560. Tabel Enheden forbliver drevet af et batteri Li-ion 18560.
• Konstruktionen er forenklet, og alle komponenter er placeret på et større printkort.
• Rammen er mindre og tyndere, cirka 3,0 cm og størrelse præcis A4.
• Software er en ny version med rettede fejl.

Hovedtræk:

• Store 7-segmenter viser 2,3 tommer
• Tryk på betjeningsknapperne
• Software kontrollerede regler i henhold til internationale regler for bordtennis
• Bluetooth -overførselsdata fra bord til resultattavle
• Indikatorer for batteristatus
• Batteridriftstid min. 5 timer (resultattavle) og ca. 12 timer for kontrolpanelet
• Kontrolbokse under bordet på hver spillerside
• Bord Enhed monteret under bord forbundet til to kontrolbokse Kontrolboks med berøringsknap foran gør det muligt at tilføje score plus et point for hver spiller
• Kontrolboks med tilbage berøringsknap tillader korrektion minus en i tilfælde af fejl
• Korrektion accepteres kun for spillere med den sidste øgede scoreværdi
• Lydbekræftelse for hvert tryk på knappen
• Forskellig melodilyd i slutningen af spil og kamp
• Den endelige score vises 10 sekunder efter kampens afslutning
• Slutkamp aktiverer starten af et nyt spil ved at gå til indstillingstilstand

Indstilling giver mulighed for at vælge:

• Antal spil til kamp, forudindstillet er 3, valgmuligheder 4 til 9
• Den første spiller A eller B, forudindstillet A
• Skift side efter hvert spil, hvis siden skiftes, skiftes den viste score på resultattavlen også

Forbrugsvarer

Resultattavle:

IC1 MAX7219 Led Display driver, Led Driver

• IC2, IC3 MAX394 (eller MAX333, som er billigere), 2x, analog switch
• 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 small 4x, TTP223A
• LED1 -LED6, 7 -segment 2,3 ", 6x, Display
• LED7, 7-segment 0,56 ", lille display
• LED8, LED9, led hvid 2x
• LED10 LED blå
• LED11 LED rød
• K3, K4 Relæ TQ2-5V, 2x, Relæ
• R1, R2, R6, R16 Modstand 1k 4x,
• R3, R4 Modstand 470 2x,
• R5 Modstand 100,
• R7, R8 Modstand 22k, 2x,
• R9 - R14 Modstand 4k7 6x,
• R15 Modstand 220,
• C1, C5 kondensator M1 2x,
• C2 kondensator 10M,
• C3, C4 4700M 2x,
• B1, B2 bro eller jumper,
• P1 - P3, stik 6P 2x, 4P 1x, JST XH
• Stik til skærme 2,3 tommer, Pinhead
• Højttaler 3W
• Dobbelt LI-ion batteri 2x, holder
• Li-ion batterier 4x, 3000mAh
• USB-stik, breakout board, C-type
• Skrueterminal,
• Skift DPDT, skift
• A4 ramme,

Tabellenhed:

• U1 Arduino Nano, Arduino,
• U2 HC-05 Trådløs Bluetooth, HC-05
• U3 Dobbelt switch,
• U4 lydmodul, LM386
• R1 Modstand 1k,
• R2, R3 Modstand 22k, 2x
• C1 kondensator 470M,
• C2 kondensator M1,
• J1 Dobbelt stik, telefon
• Li-ion batteri, 3000 mAh
• Li-ion batteri, enkelt holder
• USB-stik breakout board, C-type
• Skift SPST,
• Højttaler 3W
• Plastkasse, stor kasse

Kontrol boks:

• Sensor touch stor 4x, TTP223B
• 4 -tråds telefonkabel omkring 3m
• telefonstik 2x
• Plastkasse, lille æske

Kondensator, modstand, skruer og andre smådele fås i lokale butikker.

Nødvendige hovedværktøjer:

• Trådløs boremaskine
• Loddekolbe
• Skruetrækker sæt
• Kabelklemmeværktøj

Trin 1: Ledningsdiagram

Resultattavle

Detaljeret beskrivelse af komplette elektriske ledninger er vist i originaldokumentet. Denne gang ville jeg forklare bare forskelle.

Ny batteristrømforsyning skal erstatte den gamle med to spændinger: +5V og -5V. Et batteris nominelle spænding er omkring 4,2V, dette er ikke nok. Vi har brug for boost -spænding. Batteriholder med integreret spændingsforstærker til 5V er god løsning. Derudover indeholder batteriholderen integreret batterioplader og litiumbatteribeskyttelse. På denne måde kan batterier oplades inde i holderen.

For større strømbehov er der to batterier i hvert rum. Her er meget groft beregnet uden effektivitet taget i betragtning: Strømforbruget er omkring 300mA for hver batterikilde 5V. Ved antagelse 10 timers driftstid har vi brug for 1500mAh med 10, det betyder 15000mAh for 2 batterier. Det betyder 7500mAh for en batteristrøm. Det er meget mere end typisk kapacitet omkring 3500mAh. For at være tilfreds med driftstiden omkring 5 timer kunne Li-ion batterier type 18650 med energi 3000 til 4200mAh bruges.

Problemet er batteriopladning. Begge batterier deler et spændingsniveau, vi kan sige jord. Kilde +5V. ved terminal minus og anden kilde -5V ved terminal plus. Udgange til begge batterier er forbundet i serie. Under opladning skal strømforsyninger forbindes parallelt, hvis vi ikke forhindrer at bruge to eksterne ladere. Af denne grund tilføjes relæer K3 og K4 til det elektriske diagram.

Relæer aktiveres, hvis oplader er tilsluttet +5V.. I dette tilfælde skiftes strømforsyninger fra seriel forbindelse til parallel. Under opladning Resultattavlen kunne ikke bruges, dette er en ulempe. Den anden ulempe er relativt lang opladningstid. Oplader inde i batteriholder og tilføjet ekstern oplader, der giver 5V, skaber en ikke særlig effektiv kombination. Opladningstiden er over 12 timer. Hvis du planlægger at oplade batterier uden for instrumentet, kan du udelade relæ og gøre det hurtigere eksternt, men mindre behageligt.

Bordenhed og kontrolbokse:

Ny bordenhed ændres ikke meget i forhold til den gamle. Batteriets "tilstand" LED "og" on "LED er ikke forbundet fra holderen til frontpanelet og er synlige gennem huller i siden af kassen. Denne måde er ledningsføringen forenklet, og derfor skal denne side af kassen være forsiden. Højttaleren er også orienteret til denne side.

I stedet for to telefonstik til Control Box -ledninger er der kun et dobbelt telefonstik. Forbindelsen til lydmodulet ændres for at reducere støj i højttaleren.

Trin 2: Konstruktion

Resultattavle

Til PCB -design er jeg vant til at designe PCB i Eagle, men denne sag var speciel. PC -kortet er relativt stort, størrelse 285 x 206 mm er for meget for Eagle, gratis version. Leder jeg efter noget andet PCB -software, har jeg fundet Easyeda. Det er gratis og accepter PCB i enhver størrelse. Inde i brættet er der to store afskærmninger til batteriholdere og en til højttaler. Fremstilling blev foretaget af JLCPCB, og alt afskåret blev skåret af producenten. Jeg var glad, for det sparer mig for noget arbejde.

Hvis du ikke vil bestille tavlen, har jeg vedhæftet Gerber -filer til to tavler Scoreboard og Table Unit board. Det er en ny version med relæer. På billedet i min artikel er der stadig en gammel version med relæer tilføjet på eksternt bord, ikke forvirre.

PCB er placeret i A4 -ramme. Jeg har købt ramme til foto i en større isenkræmmer. Det kan være hvilken som helst A4, men skal være dybt omkring 3 cm. Pladen indeholder huller til montering og er monteret med skruer gennem plastbeslag.

Frontpanelet er dækket af gennemsigtigt akrylglas. Under glas er fotopapirmaske med afskårne vinduer til displays. Oprindeligt planlægger jeg at bruge mælkacrylglas uden maske, men synligheden var dårlig. Til sidst lagde jeg et gennemsigtigt akrylglas på forsiden. Huller til batteriindikatorer er ikke nødvendige at skære, lys er synligt gennem papir.

Vær omhyggelig med at holde det øverste niveau af komponenter lige under akrylglas. Dette gælder især for alle skærme, alle LED'er og alle berøringsknapper moduler. Det afhænger af stikkontaktens størrelse. Til displays bruger jeg runde pinhoveder. De er mere pålidelige og højden er acceptabel. I mit tilfælde bruger jeg afstandsskiver til at holde det øverste niveau for berøringsknapper og lysdioder.

Papirmusk udføres af Sketch i Windows. For at gøre det mere livligt indsætter jeg et foto af eng..

Bord enhed

Statuslys -lamper på batteriholderen er synlige direkte gennem huller i frontpanelet. Der er huller til højttaleren på samme side af bordenheden.

Kontrol boks

To kabler til kontrolbokse er standard telefonledninger med 4 ledninger. De er fastgjort og fastgjort i hver kasse uden stik. På den anden side af kablerne er telefonstik monteret med kabelklemmeværktøj.

Inde i boksen loddes ledninger direkte til prototype PCB. På dette bord er der monteret to berøringsfølere vinkelret på hver side af kassen. På berøringsstedet er der et hul med en diameter på 12 mm, let tilgængeligt. Konstruktionen fremgår tydeligt af vedhæftede fotos.

Trin 3: Software

To Arduino ino -filer, en til resultattavle og en til tabellenhed (kontrolboks) er nedenfor. Bluetooth-moduler HC-05 skal først være parret. Brug Arduino, AT -kommandoer og de bedste instruktioner er her. I resultattavlen er der master, slave er placeret inde i Table Unit. Anbefalet Baud -hastighed er 38400 og adressetilstand som "fix".

Begge nævnte ino -filer bør suppleres med fælles filhøjder. H. Sådan gør du på webstedet Arduino. Denne gang blev ino -filer og alle andre filer indlæst i Instructables -editoren uden problemer, og jeg håber, at det let kunne downloades.

Generelt er nye filer ikke meget forskellige som gamle, originale. Hvad er forbedret:

• I Switch Side -tilstand udskiftes serveringsspilleren på det rigtige øjeblik i spillet, det gamle problem er løst
• Korrektionsknappen er kun aktiveret for den senest serverede spiller
• Pointtælling og valg af serveringsspiller efter korrektion via berøringsknappen i kontrolboksen er fast.

Med hensyn til Arduino -program er jeg ikke en programmør, og jeg ved, at koden ikke kunne optimeres perfekt, men fungerer næsten perfekt.

Trin 4: Konklusion

Lysstyrke for 7-segment tal på viste fotos er falmet, men er ikke sandt. Faktisk er det klart og skarpt.

Du kan se original video, hvor lysstyrken er OK. På næste video1 kan du se demonstration af tællepunkter på batteritavlen. Igen, på denne video er der et problem med klart segmentlys, men problemet skyldes stærk belysning under optagelse af video.

Der er stadig nogle måder eller forslag til forbedringer. Strømforbruget kan reduceres ved at udskifte 7-segmenters skærme med TFT LCD-skærme med en størrelse på cirka 2,3 . Hvis der kun vises tal, ville hukommelsesplads være acceptabelt for Arduino?

Jeg håber, at du også vil nyde dette projekt og sport.