Li-ion Pil Bluetooth Skor Tahtası: 4 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:17

Tanıtım

Proje, geçen yılki Talimatlarıma dayanmaktadır: Bluetooth Masa Tenisi Skor Tahtası

Skor Tahtası amatör spor tutkunları ve masa tenisi oyuncuları için tasarlanmıştır ancak sadece masa tenisi için geçerli değildir. Voleybol, Badminton gibi diğer sporlar ve puan sayımı gerektiren her spor için kullanılabilir. Basit bir yazılım değişikliği ile yazılım, maçtaki herhangi bir maksimum puan değerine uyarlanabilir.

Teknik prensip, Masa ünitesi (masa altı ünitesi) ile Skorbord'un kendisi arasında Bluetooth üzerinden iletişime dayanmaktadır. Her oyuncu tarafında masanın altına iki Kontrol Kutusu monte edilir ve kablo ile Masa Ünitesine bağlanır. Oyuncu her kazanan noktadan sonra Kontrol Kutusundaki büyük dokunmatik düğmeye basın. Bu eyleme göre, gemideki puan bir artı bir puan değerine değiştirilir..

Eski projeye kıyasla bazı önemli iyileştirmeler var:

• Skorbord güvenliktir. Artık 220V ana voltaj yok! Güç kaynağı, her biri iki pilli, tip 18560 olan iki Li-ion pil bloğundan oluşur. Masa Ünitesi, bir Li-ion 18560 pil ile çalışmaya devam eder.
• Yapı basitleştirilmiştir ve tüm bileşenler daha büyük bir baskı devre kartına yerleştirilmiştir.
• Çerçeve daha küçük ve daha ince, yaklaşık 3,0 cm ve tam olarak A4 boyutunda.
• Yazılım, düzeltilmiş hatalara sahip yeni bir sürümdür.

Ana Özellikler:

• 7 segmentli büyük ekran 2,3 inç
• Dokunmatik kontrol düğmeleri
• Masa Tenisi için uluslararası kurallara göre yazılım kontrollü kurallar
• Tablodan Skorbord'a Bluetooth aktarımı verisi
• Pil durumu göstergeleri
• Pil çalışma süresi min. 5 saat (Skorbord) ve Kontrol Paneli için yaklaşık 12 saat
• Her oyuncu tarafında masanın altındaki kontrol kutuları
• Masa Ünitesi, iki kontrol kutusuna bağlı masanın altına monte edilmiştir Ön dokunmatik düğmeli kontrol kutusu, her oyuncu için puan artı bir puan eklemeye izin verir
• Geri dokunmatik düğmeli kontrol kutusu, hata durumunda eksi bir düzeltmeye izin verir
• Düzeltme yalnızca son artan puan değerine sahip oyuncu için kabul edilir.
• Düğmeye her basıldığında sesli onay
• Oyun ve maç sonunda farklı melodi sesi
• Final skoru maçın bitiminden 10 saniye sonra görüntülenir
• Maçı bitir, ayar moduna girerek yeni bir oyunun başlangıcını etkinleştirir

Ayar şunları seçmenize izin verir:

• Maç için oyun sayısı, ön ayar 3, seçenekler 4 ila 9
• İlk servis atan oyuncu A veya B, ön ayar A
• Her oyundan sonra taraf değiştir, taraf değiştirilirse, Skor Tablosunda görüntülenen skor da değiştirilir

Gereçler

Skorbord:

IC1 MAX7219 Led Ekran sürücüsü, Led Sürücü

• IC2, IC3 MAX394 (veya daha ucuz olan MAX333), 2x, Analog Anahtar
• U1 Arduino Nano, Arduino
• U2 HC-05 Kablosuz Bluetooth, HC-05
• X1 Ses modülü LM386
• Q1 - Q6, IRF540 N-Kanal 6 x, MOSFET
• TTP1 - TTP4 Sensör dokunmatik küçük 4x, TTP223A
• LED1 -LED6, 7 segmentli 2,3", 6x, Ekran
• LED7, 7 segmentli 0,56", Küçük ekran
• LED8, LED9, led beyaz 2x
• LED10 led mavi
• LED11 led kırmızı
• K3, K4 Röle TQ2-5V, 2x, Röle
• R1, R2, R6, R16 Direnç 1k 4x,
• R3, R4 Direnç 470 2x,
• R5 Direnç 100,
• R7, R8 Direnç 22k, 2x,
• R9 - R14 Direnç 4k7 6x,
• R15 Direnç 220,
• C1, C5 Kondansatör M1 2x,
• C2 Kapasitör 10M,
• C3, C4 4700M 2x,
• B1, B2 köprüsü veya jumper,
• P1 - P3, Konektörler 6P 2x, 4P 1x, JST XH
• 2,3 inç ekranlar için konektörler, Pinhead
• Hoparlör 3W
• Çift LI-ion Pil 2x, Tutucu
• Li-ion piller 4x, 3000mAh
• USB konektörü, devre kartı, C tipi
• Vidalı terminal,
• DPDT'yi Değiştir, Değiştir
• A4 çerçeve,

Masa Birimi:

• U1 Arduino Nano, Arduino,
• U2 HC-05 Kablosuz Bluetooth, HC-05
• U3 Çift anahtar,
• U4 Ses modülü, LM386
• R1 Direnç 1k,
• R2, R3 Direnç 22k, 2x
• C1 Kondansatör 470M,
• C2 Kondansatör M1,
• J1 Çift konektör, Telefon
• Li-ion pil, 3000 mAh
• Li-ion pil, Tek tutucu
• USB konektörü devre kartı, C tipi
• SPST'yi değiştir,
• Hoparlör 3W
• Plastik kutu, Kutu büyük

Kontrol kutusu:

• Sensörlü dokunmatik büyük 4x, TTP223B
• 4 telli telefon kablosu yaklaşık 3m
• telefon konektörü 2x
• Plastik kutu, Küçük kutu

Kapasitör, direnç, vidalar ve diğer küçük parçalar yerel mağazalarda mevcuttur.

Gerekli ana araçlar:

• Akülü Matkap sürücüsü
• Havya
• Tornavida Seti
• Kablo sıkma aracı

Adım 1: Kablo Şeması

Skorbord

Tam elektrik kablolarının ayrıntılı açıklaması orijinal belgede gösterilmektedir. Bu sefer sadece farklılıkları açıklayacağım.

Yeni pil güç kaynağı, eskisini iki voltajla değiştirmelidir: +5V ve -5V. Bir pil nominal voltajı yaklaşık 4.2V'dir, bu yeterli değildir. Takviye voltajına ihtiyacımız var. 5V için entegre voltaj yükselticili pil tutucu iyi bir çözümdür. Ayrıca pil tutucu, entegre pil şarj cihazı ve lityum pil koruması içerir. Bu şekilde piller tutucunun içinde şarj edilebilir.

Daha büyük güç gereksinimi için her bölmede iki pil vardır. Verimliliği hesaba katmadan çok kabaca bir hesaplama: Akım tüketimi, her pil kaynağı 5V için yaklaşık 300mA'dır. 10 saatlik çalışma süresi varsayımıyla 10'a 1500 mAh'ye ihtiyacımız var, bu 2 pil için 15000 mAh anlamına geliyor. Bu, bir pil gücü için 7500 mAh anlamına gelir. 3500 mAh civarındaki tipik kapasiteden çok daha fazlasıdır. Yaklaşık 5 saatlik çalışma süresinden memnun olmak için 3000 ila 4200mAh enerjili 18650 tipi Li-ion piller kullanılabilir.

Sorun pil şarj oluyor. Her iki pil takımı da bir voltaj seviyesini paylaşıyor, toprak diyebiliriz. Kaynak +5V. terminal eksi ve ikinci kaynak -5V ile terminal artı. Her iki pil paketinin çıkışları seri olarak bağlanmıştır. Şarj sırasında, iki harici şarj cihazı kullanılmasını engellemeyeceksek, güç kaynakları paralel bağlanmalıdır. Bu nedenle elektrik şemasına K3 ve K4 röleleri eklenir.

Şarj cihazı +5V'a bağlanırsa röleler aktif olur. Bu durumda güç kaynakları seri bağlantıdan paralele geçer. Şarj sırasında Skorbord kullanılamadı, bu bir dezavantaj. İkinci dezavantaj, nispeten uzun şarj süresidir. Pil tutucunun içindeki şarj cihazı ve 5V sağlayan harici şarj cihazı, çok etkili olmayan bir kombinasyon oluşturur. Şarj süresi 12 saatten fazladır. Pilleri cihazın dışında şarj etmeyi planlıyorsanız, röleyi atlayabilir ve bunu harici olarak daha hızlı ancak daha az rahat yapabilirsiniz..

Masa Ünitesi ve Kontrol Kutuları:

Yeni Masa ünitesi eskisine göre çok fazla değişmiyor. Akü "durum" led'i ve "açık" ledleri tutucudan ön panele bağlı değildir ve kutunun yan tarafındaki deliklerden görülebilir. Bu şekilde kablolama basitleştirilmiştir ve bu nedenle kutunun bu tarafı ön taraf olmalıdır. Konuşmacı da bu tarafa yönelmiştir.

Kontrol Kutusu kabloları için iki telefon konektörü yerine, yalnızca bir çift telefon konektörü vardır. Hoparlördeki gürültüyü azaltmak için ses modülüne bağlantı değiştirilir.

Adım 2: İnşaat

Skorbord

PCB tasarımı için Eagle'da PCB tasarımı yapmaya alışkınım ama bu durum özeldi. PC kartı nispeten büyük, 285 x 206 mm boyutu Eagle, ücretsiz sürüm için çok fazla. Easyeda'yı bulduğum başka bir PCB yazılımı arıyorum. Ücretsizdir ve her boyutta PCB'yi kabul eder. Kartın içinde pil tutucular için iki büyük kesim ve hoparlör için bir tane var. İmalat JLCPCB tarafından yapıldı ve tüm kesimler üretici tarafından kesildi. Mutluydum çünkü bu bana biraz iş kazandırdı.

Tahtayı sipariş etmeyecekseniz, iki pano Skorbord ve Masa Birimi panosu için Gerber dosyalarını ekledim. Röleli yeni bir versiyondur. Yazımdaki resimde hala harici kart üzerine röleler eklenmiş eski versiyon var, kafanız karışmasın.

PCB, A4 çerçeveye yerleştirilir. Daha büyük bir hırdavatçıdan fotoğraf için çerçeve aldım. Herhangi bir A4 olabilir, ancak yaklaşık 3 cm derinliğinde olmalıdır. Pano, montaj için delikler içerir ve plastik braketler aracılığıyla vidalarla donatılmıştır.

Ön panel şeffaf akrilik cam ile kaplanmıştır. Camın altında, ekranlar için kesilmiş pencereli fotoğraf kağıdı maskesi bulunur. İlk başta süt akrilik camı maskesiz kullanmayı planlıyorum ama görünürlük zayıftı. Sonunda ön tarafa şeffaf akrilik cam koydum. Pil göstergeleri için deliklerin kesilmesi gerekli değildir, ışık kağıttan görülebilir.

Bileşenlerin üst seviyesini akrilik camın hemen altında tutmaya dikkat edin. Bu özellikle tüm ekranlar, tüm led'ler ve tüm dokunmatik buton modülleri için geçerlidir. Soket boyutuna bağlıdır. Ekranlar için yuvarlak pim kafaları kullanıyorum. Daha güvenilirdirler ve yükseklik kabul edilebilir. Benim durumumda dokunmatik düğmeler ve ledler için üst seviyeyi korumak için mesafe yıkayıcıları kullanıyorum.

Kağıt misk, Windows'ta Sketch tarafından yapılır. Daha canlı hale getirmek için bir çayır fotoğrafı ekliyorum..

Masa Ünitesi

Pil yuvasındaki durum ışıkları, doğrudan ön paneldeki deliklerden görülebilir. Masa Ünitesinin aynı tarafında hoparlör için delikler bulunmaktadır.

Kontrol kutusu

Kontrol Kutuları için iki kablo standart 4 telli telefon kablolarıdır. Her Kutuya konektörsüz takılır ve sabitlenirler. Kabloların diğer tarafında, telefon konektörü kablo kıvırma aleti ile takılır.

Kutunun içinde, teller doğrudan prototip PCB'ye lehimlenmiştir. Bu panoya, kutunun her iki yanına dik iki Dokunmatik Sensör monte edilmiştir. Dokunma alanında 12 mm çapında kolay erişilebilir bir delik vardır. Yapısı ekteki fotoğraflardan bellidir.

3. Adım: Yazılım

Biri Skorbord ve diğeri Tablo ünitesi (Kontrol Kutusu) için olmak üzere iki Arduino ino dosyası aşağıdadır. Bluetooth modülleri HC-05 önce eşleştirilmelidir. Arduino, AT komutlarını kullanın ve en iyi talimatlar burada. Skorbordda master vardır, slave Masa Ünitesi içinde bulunur. Tavsiye edilen Baud hızı 38400 ve adres modu "düzelt".

Bahsedilen her iki ino dosyası da yaygın olarak kullanılan pitches.h dosyası ile tamamlanmalıdır. Nasıl yapılacağı Arduino web sitesinde. Bu sefer ino dosyaları ve diğer tüm dosyalar Instructables editörüne sorunsuz bir şekilde yüklendi ve umarım kolayca indirilir.

Genel olarak, yeni dosyalar eski, orijinal olanlardan çok farklı değildir. Ne geliştirildi:

• Switch Side modunda, oyunun doğru anında değiştirilen servis oyuncuları var, eski sorun düzeltildi
• Düzeltme düğmesi yalnızca son servis atılan oyuncu için etkinleştirildi
• Kontrol Kutusundaki dokunmatik düğme ile düzeltme yapıldıktan sonra servis atan oyuncunun puan sayımı ve seçimi düzeltildi.

Arduino programıyla ilgili olarak, ben bir programcı değilim ve kodun mükemmel şekilde optimize edilemeyeceğini biliyorum, ancak neredeyse mükemmel çalışıyor.

4. Adım: Sonuç

Görüntülenen fotoğraflardaki 7 segmentli sayıların parlaklığı soluk, ancak doğru değil. Aslında, net ve keskindir.

Parlaklığın iyi olduğu orijinal videoyu görebilirsiniz. Bir sonraki videoda1 Pil Puan Tablosunda puan sayma gösterimini görebilirsiniz. Yine bu videoda net segment ışığı ile ilgili bir sorun var, ancak sorun video kaydı sırasında güçlü Işıklandırmadan kaynaklanıyor.

Hala iyileştirme için bazı yollar veya öneriler var. 7-segmentli ekranları yaklaşık 2.3 boyutunda TFT LCD ekranlarla değiştirerek akım tüketimi azaltılabilir. Sadece sayılar gösterilseydi, Arduino için hafıza alanı kabul edilebilir miydi?

Umarım siz de bu projeden ve spordan keyif alırsınız.