Li-ion batteri Bluetooth resultattavla: 4 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:40

Introduktion

Projektet är baserat på mina instruktioner från förra året: resultattavla för Bluetooth -bordtennis

Resultattavlan är avsedd för amatörsportfans och bordtennisspelare Men den är inte tillämplig bara för bordtennis. Kan användas för andra sporter som volleyboll, badminton och varje sport som kräver poängräkning. Genom enkel programvarubyte kan programvara antas till maximalt poängvärde i matchen.

Teknisk princip bygger på kommunikation via Bluetooth mellan tabellenhet (enhet under bord) och resultattavlan själv. Två kontrollboxar är monterade under bordet på varje spelarsida och anslutas med kabel till bordsenheten. Spelare efter varje vinnande poäng trycker du på den stora tryckknappen på kontrollboxen. Enligt den åtgärden ändras poäng ombord till värde plus en poäng..

Jämfört med gamla projekt finns det några väsentliga förbättringar:

• Resultattavlan är säkerhet. Ingen mer huvudspänning 220V! Strömförsörjningen består av två Li-ion-batteriblock, var och en med två batterier, typ 18560. Bordsenheten förblir driven av ett batteri Li-ion 18560.
• Konstruktionen är förenklad och alla komponenter finns på ett större kretskort.
• Ramen är mindre och tunnare, cirka 3,0 cm och storlek exakt A4.
• Programvaran är en ny version med korrigerade fel.

Viktigaste egenskaper:

• Stora 7-segment visar 2,3 tum
• Tryck på kontrollknapparna
• Programvarukontrollerade regler enligt internationella regler för bordtennis
• Bluetooth överför data från tabellen till resultattavlan
• Batteristatusindikatorer
• Batteriets drifttid min. 5 timmar (resultattavla) och cirka 12 timmar för kontrollpanelen
• Kontrollboxar under bordet på varje spelarsida
• Bordsenhet monterad under bord ansluten till två kontrollboxar Kontrollbox med frontknapp tillåter att lägga till poäng plus en poäng för varje spelare
• Kontrollbox med touchknapp bakåt möjliggör korrigering minus en vid misstag
• Korrigering accepteras endast för spelare med det senaste ökade poängvärdet
• Ljudbekräftelse för varje knapptryckning
• Olika melodiljud i slutet av spelet och matchen
• Slutresultatet visas 10 sekunder efter matchens slut
• Slutmatch aktiverar starten av ett nytt spel genom att gå till inställningsläge

Inställning gör det möjligt att välja:

• Antal spel för match, förinställt är 3, alternativ 4 till 9
• Den första spelaren A eller B, förinställd A
• Byt sida efter varje match, om sidan byts, ändras även poängen på resultattavlan

Tillbehör

Resultattavla:

IC1 MAX7219 Led Display -drivrutin, Led Driver

• IC2, IC3 MAX394 (eller MAX333 som är billigare), 2x, analog switch
• U1 Arduino Nano, Arduino
• U2 HC-05 Trådlös Bluetooth, HC-05
• X1 Ljudmodul 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 display
• LED8, LED9, led vit 2x
• LED10 led blå
• LED11 ledde rött
• K3, K4 Relä TQ2-5V, 2x, Relä
• R1, R2, R6, R16 Motstånd 1k 4x,
• R3, R4 Motstånd 470 2x,
• R5 Motstånd 100,
• R7, R8 Motstånd 22k, 2x,
• R9 - R14 motstånd 4k7 6x,
• R15 Motstånd 220,
• C1, C5 kondensator M1 2x,
• C2 kondensator 10M,
• C3, C4 4700M 2x,
• B1, B2 bro eller bygel,
• P1 - P3, Kontaktdon 6P 2x, 4P 1x, JST XH
• Kontaktdon för skärmar 2,3 tum, Pinhead
• Högtalare 3W
• Dubbel LI-ion batteri 2x, hållare
• Li-ion batterier 4x, 3000mAh
• USB-kontakt, brytkort, C-typ
• Skruvterminal,
• Växla DPDT, växla
• A4 -ram,

Bordsenhet:

• U1 Arduino Nano, Arduino,
• U2 HC-05 Trådlös Bluetooth, HC-05
• U3 Dubbel brytare,
• U4 ljudmodul, LM386
• R1 motstånd 1k,
• R2, R3 Motstånd 22k, 2x
• C1 kondensator 470M,
• C2 kondensator M1,
• J1 Dubbel kontakt, Telefon
• Li-ion batteri, 3000mAh
• Li-ion batteri, Enkel hållare
• USB-kontaktbrytarkort, C-typ
• Växla SPST,
• Högtalare 3W
• Plastlåda, stor låda

Kontrollbox:

• Sensor touch stor 4x, TTP223B
• 4 -trådig telefonkabel ca 3m
• telefonkontakt 2x
• Plastlåda, liten låda

Kondensator, motstånd, skruvar och andra små delar finns i lokala butiker.

Obligatoriska huvudverktyg:

• Sladdlös borrmaskin
• Lödkolv
• Skruvmejselsats
• Kabelpressningsverktyg

Steg 1: Anslutningsdiagram

Resultattavla

Detaljerad beskrivning av komplett elektrisk ledning visas i originaldokumentet. Den här gången skulle jag bara förklara skillnader.

Nytt batteri bör ersätta det gamla med två spänningar: +5V och -5V. En nominell batterispänning är cirka 4,2 V, detta är inte tillräckligt. Vi behöver boostspänning. Batterihållare med integrerad spänningsförstärkare för 5V är bra lösning. Dessutom innehåller batterihållaren integrerad batteriladdare och litiumbatteriskydd. På så sätt kan batterier laddas inuti hållaren.

För större effektbehov finns två batterier i varje fack. Här är mycket grovt beräknat utan att effektiviteten beaktas: Strömförbrukningen är cirka 300mA för varje batterikälla 5V. Med 10 timmars drifttid behöver vi 1500 mAh med 10, det betyder 15000 mAh för 2 batterier. Det betyder 7500mAh för ett batteri. Det är mycket mer än vanlig kapacitet runt 3500mAh. För att vara nöjd med drifttiden ca 5 timmar kan Li-ion-batterier typ 18650 med energi 3000 till 4200mAh användas.

Problemet är batteriladdning. Båda batterierna delar en spänningsnivå, vi kan säga jord. Källa +5V. med terminal minus och andra källan -5V med terminal plus. Utgångarna för båda batterierna är seriekopplade. Under laddning måste strömförsörjningar anslutas parallellt, om vi inte förhindrar att använda två externa laddare. Av denna anledning läggs reläer K3 och K4 till i det elektriska diagrammet.

Reläer aktiveras om laddaren är ansluten till +5V.. I detta fall växlar strömförsörjningen från seriell anslutning till parallell. Under laddning Resultattavlan kunde inte användas, detta är en nackdel. Den andra nackdelen är relativt lång laddningstid. Laddare inuti batterihållaren och extra extern laddare som ger 5V, skapar en inte särskilt effektiv kombination. Laddningstiden är över 12 timmar. Om du planerar att ladda batterier utanför instrumentet kan du utelämna relä och göra det snabbare externt, men mindre bekvämt.

Bordsenhet och kontrollboxar:

Ny tabellenhet har inte förändrats så mycket jämfört med den gamla. Batteriets "tillstånd" -lampa och "på" -led är inte anslutna från hållaren till frontpanelen och är synliga genom hål i lådans sida. Detta sätt är kabeldragning förenklat och därför bör denna sida av lådan vara framsidan. Högtalaren är också orienterad till denna sida.

Istället för två telefonkontakter för Control Box -kablar finns det bara en dubbel telefonkontakt. Anslutningen till ljudmodulen ändras för att minska bruset i högtalaren.

Steg 2: Konstruktion

Resultattavla

För PCB -design är jag van vid design av PCB i Eagle, men det här fallet var speciellt. PC -kortet är relativt stort, storlek 285 x 206 mm är för mycket för Eagle, gratisversion. Letar efter någon annan PCB -programvara har jag hittat Easyeda. Det är gratis och accepterar PCB i alla storlekar. Inuti brädet finns två stora skär för batterihållare och en för högtalare. Tillverkningen gjordes av JLCPCB och all avskärning klipptes av producenten. Jag var glad, för det här sparar mig lite arbete.

Om du inte beställer brädet har jag bifogat Gerber -filer för två styrelser resultattavla och bordsenhetskort. Det är en ny version med reläer. På bilden i min artikel finns det fortfarande en gammal version med reläer tillagda på externt kort, var inte förvirrad.

PCB placeras i A4 -ram. Jag har köpt ram för foto i en större järnaffär. Det kan vara vilken A4 som helst, men bör vara djup ca 3 cm. Brädan innehåller hål för montering och är försedd med skruvar genom plastfästen.

Frontpanelen är täckt av transparent akrylglas. Under glas finns fotopappersmask med snittfönster för displayer. Ursprungligen planerar jag att använda mjölkakrylglas utan mask, men sikten var dålig. Slutligen satte jag på ett transparent, transparent akrylglas. Hål för batteriindikatorer behöver inte skäras, ljuset syns genom papper.

Var noga med att hålla den övre nivån av komponenter strax under akrylglas. Detta gäller särskilt alla skärmar, alla LED -lampor och alla beröringsknappsmoduler. Det beror på uttagets storlek. För skärmar använder jag runda stifthuvuden. De är mer pålitliga och höjden är acceptabel. I mitt fall använder jag distansbrickor för att hålla den övre nivån för knappar och lysdioder.

Pappersmusk görs av Sketch i Windows. För att göra det mer livligt lägger jag in ett foto av ängen..

Bordsenhet

Statuslampor på batterihållaren syns direkt genom hålen på frontpanelen. Det finns hål för högtalare på samma sida av tabellenheten.

Kontrollbox

Två kablar för kontrollboxar är vanliga 4 -trådiga telefonkablar. De är fästa och fixerade i varje låda utan kontakt. På andra sidan kablarna är telefonkontakten monterad med ett kabelpressningsverktyg.

Inuti lådan löds trådarna direkt till prototyp PCB. På detta kort är monterade två beröringssensorer vinkelrätt, på varje sida av lådan. På platsen för beröringsområdet finns ett hål med diameter 12 mm, lättillgängligt. Konstruktionen är tydlig från bifogade bilder.

Steg 3: Programvara

Två Arduino ino -filer, en för resultattavla och en för tabellenhet (kontrollbox) finns nedan. Bluetooth-modulerna HC-05 måste först kopplas ihop. Använd Arduino, AT -kommandon och de bästa instruktionerna finns här. I resultattavlan finns master, slaven är placerad inuti tabellenheten. Rekommenderad överföringshastighet är 38400 och adressläget som "fix".

Båda nämnda ino -filer bör kompletteras med vanliga filhöjningar. H. Hur man gör är på webbplatsen Arduino. Den här gången laddades ino -filer och alla andra filer till Instructables -redigeraren utan problem och jag hoppas att det skulle laddas ner enkelt.

I allmänhet är nya filer inte särskilt olika som gamla, ursprungliga. Vad är förbättrat:

• I Switch Side -läge byts serveringsspelare ut vid rätt ögonblick av spelet, gammalt problem är åtgärdat
• Korrigeringsknappen är endast aktiverad för den senast serverade spelaren
• Poängräkning och val av serveringsspelare efter korrigering via touchknappen i kontrollboxen är fast.

När det gäller Arduino -programmet är jag ingen programmerare och jag vet att koden inte kan optimeras perfekt, men fungerar nästan perfekt.

Steg 4: Slutsats

Ljusstyrkan för 7-segment nummer på visade foton är bleknad, men är inte sant. Faktum är att det är klart och skarpt.

Du kan se originalvideon där ljusstyrkan är OK. På nästa video1 kan du se demonstration av räknepunkter på batteritavlan. Återigen, på den här videon finns det problem med klart segmentljus, men problemet orsakas av stark belysning under inspelning av video.

Det finns fortfarande några sätt eller förslag på förbättringar. Strömförbrukningen kan minskas genom att ersätta 7-segmentskärmar med TFT LCD-skärmar med storlek ca 2,3 . Om bara siffror skulle visas skulle minnesutrymme vara acceptabelt för Arduino?

Jag hoppas att du kommer att njuta av detta projekt och sport också.