Ličio jonų akumuliatoriaus „Bluetooth“rezultatų suvestinė: 4 žingsniai (su paveikslėliais)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:45

Įvadas

Projektas pagrįstas mano praėjusių metų instrukcijomis: „Bluetooth“stalo teniso rezultatų suvestine

Rezultatų lenta skirta mėgėjų sporto mėgėjams ir stalo teniso žaidėjams. Tačiau ji netaikoma tik stalo tenisui. Gali būti naudojamas kitoms sporto šakoms, tokioms kaip tinklinis, badmintonas ir kiekviena sporto šaka, kuriai reikia skaičiuoti taškus. Pakeitus programinę įrangą, programinė įranga gali būti pritaikyta bet kuriai maksimaliai taškų vertei.

Techninis principas grindžiamas ryšiu per „Bluetooth“tarp stalo įrenginio (įrenginys po stalu) ir pačios rezultatų suvestinės. Dvi valdymo dėžės yra sumontuotos po stalu kiekvienoje grotuvo pusėje ir kabeliu prijungtos prie stalo bloko. Žaidėjas po kiekvieno laimėto taško paspauskite didelį jutiklinio valdymo pulto mygtuką. Pagal šį veiksmą rezultatas laive keičiamas į vertę plius vieną tašką.

Palyginti su senu projektu, yra keletas esminių patobulinimų:

• Rezultatų lenta yra saugumas. Nebėra pagrindinės 220 V įtampos! Maitinimo šaltinis susideda iš dviejų ličio jonų akumuliatorių blokų, kurių kiekviename yra dvi baterijos, tipas 18560. Stalo įrenginį maitina vienas Ličio jonų akumuliatorius 18560.
• Konstrukcija yra supaprastinta, o visi komponentai yra vienoje didesnėje spausdinimo plokštėje.
• Rėmas yra mažesnis ir plonesnis, apie 3,0 cm ir tiksliai A4 dydžio.
• Programinė įranga yra nauja versija su ištaisytomis klaidomis.

Pagrindinės funkcijos:

• Didelis 7 segmentų ekranas yra 2,3 colio
• Palieskite valdymo mygtukus
• Programinės įrangos valdomos taisyklės pagal tarptautines stalo teniso taisykles
• „Bluetooth“perkelia duomenis iš lentelės į rezultatų suvestinę
• Baterijos būsenos indikatoriai
• Baterijos veikimo laikas min. 5 valandos (rezultatų suvestinė) ir apie 12 valandų valdymo skydelyje
• Valdymo dėžutės po stalu kiekvienoje žaidėjo pusėje
• Stalo įrenginys, sumontuotas po stalu, prijungtas prie dviejų valdymo dėžių. Valdymo dėžutė su priekiniu jutikliniu mygtuku leidžia pridėti taškų ir vieną tašką kiekvienam žaidėjui
• Valdymo dėžutė su galiniu jutikliniu mygtuku leidžia pataisyti minus vieną klaidos atveju
• Korekcija priimama tik žaidėjui, turinčiam paskutinį padidintą rezultato vertę
• Garso patvirtinimas kiekvienam mygtuko paspaudimui
• Skirtingi melodijos garsai žaidimo ir rungtynių pabaigoje
• Galutinis rezultatas rodomas praėjus 10 sekundžių po rungtynių pabaigos
• Pabaigos rungtynės įjungia naujo žaidimo pradžią, pereinant į nustatymo režimą

Nustatymas leidžia pasirinkti:

• Rungtynių žaidimų skaičius, iš anksto nustatytas 3, 4–9 parinktys
• Pirmasis žaidėjas A arba B, iš anksto nustatytas A
• Pakeiskite pusę po kiekvieno žaidimo, jei keičiama pusė, rodomas rezultatas taip pat keičiamas rezultatų suvestinėje

Prekės

Rezultatų suvestinė:

IC1 MAX7219 LED ekrano tvarkyklė, LED tvarkyklė

• IC2, IC3 MAX394 (arba pigesnis MAX333), 2x, analoginis jungiklis
• U1 Arduino Nano, Arduino
• U2 HC-05 belaidis „Bluetooth“, HC-05
• X1 Garso modulis LM386
• Q1 - Q6, IRF540 N kanalas 6 x, MOSFET
• TTP1 - TTP4 jutiklis mažas 4 kartus, TTP223A
• LED1 -LED6, 7 segmentų 2,3 ", 6x, ekranas
• LED7, 7 segmentų 0,56 ", mažas ekranas
• LED8, LED9, LED baltas 2x
• LED10 diodas mėlynas
• LED11 diodas raudonas
• K3, K4 relė TQ2-5V, 2x, relė
• R1, R2, R6, R16 rezistorius 1k 4x,
• R3, R4 rezistorius 470 2x,
• R5 rezistorius 100,
• R7, R8 rezistorius 22k, 2x,
• R9 - R14 rezistorius 4k7 6x,
• R15 rezistorius 220,
• C1, C5 kondensatorius M1 2x,
• C2 kondensatorius 10M,
• C3, C4 4700M 2x,
• B1, B2 tiltas arba trumpiklis,
• P1 - P3, jungtys 6P 2x, 4P 1x, JST XH
• 2,3 colio ekranų jungtys, „Pinhead“
• Garsiakalbis 3W
• Dviguba LI-jonų baterija 2x, laikiklis
• Ličio jonų baterijos 4x, 3000mAh
• USB jungtis, pertraukimo plokštė, C tipo
• Sraigtinis terminalas,
• Perjungti DPDT, perjungti
• A4 rėmas,

Lentelės vienetas:

• U1 „Arduino Nano“, „Arduino“,
• U2 HC-05 belaidis „Bluetooth“, HC-05
• U3 dvigubas jungiklis,
• U4 garso modulis, LM386
• R1 rezistorius 1k,
• R2, R3 rezistorius 22k, 2x
• C1 kondensatorius 470M,
• C2 kondensatorius M1,
• J1 Dviguba jungtis, telefonas
• Ličio jonų baterija, 3000 mAh
• Ličio jonų akumuliatorius, vienas laikiklis
• USB jungties pertraukimo plokštė, C tipo
• Perjungti SPST,
• Garsiakalbis 3W
• Plastikinė dėžutė, didelė dėžutė

Valdymo dėžutė:

• Didelis jutiklis 4x, TTP223B
• 4 laidų telefono kabelis apie 3 m
• telefono jungtis 2x
• Plastikinė dėžutė, dėžutė maža

Kondensatorius, rezistorius, varžtai ir kitos smulkios dalys yra prieinamos vietinėse parduotuvėse.

Reikalingi pagrindiniai įrankiai:

• Akumuliatorinis gręžtuvas
• Lituoklis
• Atsuktuvų komplektas
• Kabelių gofravimo įrankis

1 žingsnis: laidų schema

Rezultatų suvestinė

Išsamus visų elektros laidų aprašymas pateiktas originaliame dokumente. Šį kartą paaiškinčiau tik skirtumus.

Naujas akumuliatoriaus maitinimo šaltinis turėtų pakeisti seną dviejų įtampų: +5V ir -5V. Vienos akumuliatoriaus vardinė įtampa yra apie 4,2 V, to nepakanka. Mums reikia padidinimo įtampos. Akumuliatoriaus laikiklis su integruotu 5 V įtampos stiprintuvu yra geras sprendimas. Be to, akumuliatoriaus laikiklyje yra integruotas akumuliatoriaus įkroviklis ir ličio baterijos apsauga. Tokiu būdu baterijas galima įkrauti laikiklio viduje.

Siekiant didesnio energijos poreikio, kiekviename skyriuje yra dvi baterijos. Čia yra labai apytikslis skaičiavimas be efektyvumo, atsižvelgiant į: Dabartinis energijos suvartojimas yra apie 300 mA kiekvienam 5 V baterijos šaltiniui. Darant prielaidą, kad 10 valandų veikimo laikas mums reikalingas 1500 mAh iki 10, tai reiškia 15 000 mAh 2 baterijoms. Tai reiškia 7500 mAh vienai baterijai. Tai yra daug daugiau nei įprasta talpa apie 3500 mAh. Norint patenkinti maždaug 5 valandų veikimo laiką, galima naudoti 18650 tipo ličio jonų baterijas, kurių energija yra nuo 3000 iki 4200 mAh.

Problema yra akumuliatoriaus įkrovimas. Abu akumuliatoriai turi vieną įtampos lygį, galima sakyti, įžeminimą. Šaltinis +5V. pagal gnybtą minus ir antrasis šaltinis -5V pagal terminalą plius. Abiejų baterijų paketų išėjimai yra prijungti nuosekliai. Įkrovimo metu maitinimo šaltiniai turi būti prijungti lygiagrečiai, jei netrukdysime naudoti dviejų išorinių įkroviklių. Dėl šios priežasties relės K3 ir K4 pridedamos prie elektros schemos.

Relės įjungiamos, jei įkroviklis prijungtas prie +5V.. Tokiu atveju maitinimo šaltiniai iš serijinio jungimo perjungiami į lygiagrečius. Įkrovimo metu rezultatų suvestinė negalėjo būti naudojama, tai yra trūkumas. Antrasis trūkumas yra gana ilgas įkrovimo laikas. Įkroviklis akumuliatoriaus laikiklio viduje ir papildomas 5 V įtampos įkroviklis sukuria ne itin efektyvų derinį. Įkrovimo laikas yra daugiau nei 12 valandų. Jei planuojate įkrauti baterijas ne prietaise, galite praleisti relę ir tai padaryti greičiau iš išorės, bet mažiau patogiai.

Stalo blokas ir valdymo dėžės:

Naujas lentelės vienetas nėra labai pakeistas, palyginti su senu. Baterijos „būsena“ir „įjungta“lemputės nėra prijungtos nuo laikiklio prie priekinio skydelio ir yra matomos per skyles dėžutės šone. Šis būdas supaprastina laidus, todėl ši dėžutės pusė turėtų būti priekinė. Garsiakalbis taip pat orientuotas į šią pusę.

Vietoj dviejų telefono jungčių, skirtų „Control Box“laidams, yra tik viena dviguba telefono jungtis. Ryšys su garso moduliu pakeistas, siekiant sumažinti garsiakalbio triukšmą.

2 žingsnis: Statyba

Rezultatų suvestinė

PCB projektavimui aš esu įpratęs kurti PCB „Eagle“, tačiau šis atvejis buvo ypatingas. Kompiuterio plokštė yra gana didelė, 285 x 206 mm dydis yra per daug Eagle, nemokama versija. Ieškau kitos PCB programinės įrangos, kurią radau „Easyeda“. Jis yra nemokamas ir priima bet kokio dydžio PCB. Lentos viduje yra du dideli akumuliatoriaus laikikliai ir vienas garsiakalbis. Gaminimą atliko JLCPCB, o visas atkirtas nukirpo gamintojas. Buvau laimingas, nes tai sutaupė šiek tiek darbo.

Jei neužsisakysite lentos, aš pridėjau Gerber failus dviem lentelėms Scoreboard ir Table Unit board. Tai nauja versija su relėmis. Mano straipsnio paveikslėlyje vis dar yra sena versija su relėmis, pridėtomis prie išorinės plokštės, nepainiokite.

PCB dedamas ant A4 rėmo. Nuotraukų rėmelį nusipirkau didesnėje techninės įrangos parduotuvėje. Tai gali būti bet koks A4, bet turėtų būti apie 3 cm gylio. Plokštėje yra skylių tvirtinimui ir varžtais per plastikinius laikiklius.

Priekinis skydelis yra padengtas skaidriu akrilo stiklu. Po stiklu yra fotopopierinė kaukė su iškirptais langais ekranams. Iš pradžių planavau naudoti pieno akrilo stiklą be kaukės, tačiau matomumas buvo prastas. Galiausiai uždėjau permatomą akrilinį stiklą. Akumuliatoriaus indikatorių skylių nebūtina iškirpti, šviesa matoma per popierių.

Būkite atsargūs, kad viršutinis komponentų lygis būtų po akrilo stiklu. Tai ypač pasakytina apie visus ekranus, visus šviesos diodus ir visus jutiklinių mygtukų modulius. Tai priklauso nuo lizdo dydžio. Ekranams naudoju apvalias kaiščių galvutes. Jie yra patikimesni, o aukštis yra priimtinas. Mano atveju aš naudoju nuotolines poveržles, kad išlaikyčiau jutiklinių mygtukų ir lempučių viršutinį lygį.

Popierinį muskusą atlieka „Sketch“sistemoje „Windows“. Kad būtų gyvesnė, įterpiu pievos nuotrauką..

Stalo vienetas

Baterijos laikiklio lemputės yra matomos tiesiai per skylutes priekiniame skydelyje. Toje pačioje stalo pusėje yra skylės garsiakalbiui.

Valdymo dėžutė

Du kabeliai valdymo dėžėms yra standartiniai 4 laidų telefono kabeliai. Jie pritvirtinami ir tvirtinami kiekvienoje dėžutėje be jungties. Kitoje kabelių pusėje telefono jungtis yra pritvirtinta kabelio gofravimo įrankiu.

Dėžutės viduje laidai yra lituojami tiesiai į PCB prototipą. Ant šios plokštės yra sumontuoti du jutikliniai jutikliai statmenai kiekvienoje dėžutės pusėje. Lietimo zonos vietoje yra skylė, kurios skersmuo yra 12 mm, lengvai pasiekiama. Konstrukcija aiški iš pridėtų nuotraukų.

3 žingsnis: programinė įranga

Žemiau yra du „Arduino“ino failai, vienas rezultatų suvestinei ir vienas lentelės blokui (valdymo dėžutė). „Bluetooth“moduliai HC-05 iš pradžių turi būti suporuoti. Naudokite „Arduino“, AT komandas ir geriausias instrukcijas rasite čia. Rezultatų lentelėje yra šeimininkas, vergas yra stalo vieneto viduje. Rekomenduojamas „Baud“dažnis yra 38400, o adreso režimas yra „pataisytas“.

Abu minėtus ino failus turėtų papildyti bendri failų pakopos.h. Kaip tai padaryti, yra „Arduino“svetainėje. Šį kartą „Ino“failai ir visi kiti failai buvo įkelti į „Instructables“redaktorių be jokių problemų ir tikiuosi, kad juos bus lengva atsisiųsti.

Paprastai nauji failai labai nesiskiria nuo senų, originalių. Kas patobulinta:

• „Switch Side“režimu aptarnaujantis grotuvas pakeičiamas tinkamu žaidimo momentu, sena problema išspręsta
• Koregavimo mygtukas įjungtas tik paskutinį kartą aptarnaujamam žaidėjui
• Taškų skaičiavimas ir tarnaujančio žaidėjo pasirinkimas po pataisymo naudojant valdymo skydelio jutiklinį mygtuką yra fiksuotas.

Kalbant apie „Arduino“programą, nesu programuotojas ir žinau, kad kodas negalėjo būti tobulai optimizuotas, bet veikia beveik idealiai.

4 žingsnis: Išvada

7 segmentų skaičių ryškumas rodomose nuotraukose yra išblukęs, tačiau tai netiesa. Tiesą sakant, jis yra aiškus ir aštrus.

Galite pamatyti originalų vaizdo įrašą, kuriame ryškumas yra geras. Kitame vaizdo įraše1 galite pamatyti taškų skaičiavimo demonstravimą akumuliatoriaus rezultatų suvestinėje. Vėlgi, šiame vaizdo įraše yra aiškios segmento šviesos problema, tačiau problemą sukelia stiprus apšvietimas įrašant vaizdo įrašą.

Vis dar yra keletas būdų ar pasiūlymų, kaip tobulėti. Srovės suvartojimą būtų galima sumažinti pakeitus 7 segmentų ekranus TFT LCD ekranais, kurių dydis yra apie 2,3 colio. Jei būtų rodomi tik skaičiai, „Arduino“atminties vieta būtų priimtina?

Tikiuosi, kad jums patiks šis projektas ir sportas.