לוח תוצאות של סוללת ליתיום Bluetooth: 4 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:13

מבוא

הפרויקט מבוסס על המדריכים שלי מהשנה האחרונה: לוח התוצאות של טניס שולחן Bluetooth

לוח התוצאות מיועד לחובבי ספורט חובבים ושחקני טניס שולחן, אך הוא אינו ישים רק לטניס שולחן. יכול לשמש לענפי ספורט אחרים כמו כדורעף, בדמינטון וכל ענף ספורט הדורש ספירת נקודות. על ידי שינוי תוכנה פשוט, תוכנה יכולה להיות מאומצת לכל ערך נקודות מקסימלי בהתאמה.

העיקרון הטכני מבוסס על תקשורת באמצעות Bluetooth בין יחידת הטבלה (יחידה מתחת לשולחן) לבין לוח התוצאות עצמו. שתי קופסאות בקרה מותקנות מתחת לשולחן בכל צד שחקן ומחוברות בכבל ליחידת השולחן. השחקן לאחר כל נקודת זכייה לחץ על כפתור מגע גדול בתיבת הבקרה. על פי הפעולה, הציון משתנה על הסיפון לערך פלוס נקודה אחת.

בהשוואה לפרויקט הישן ישנם מספר שיפורים מהותיים:

• לוח התוצאות הוא בטיחות. אין עוד מתח ראשי 220V! ספק הכוח מורכב משני גושי סוללות ליתיום, כל אחד עם שתי סוללות, סוג 18560. יחידת הטבלה נשארת מונעת על ידי סוללה אחת ליון יון 18560.
• הבנייה פשוטה יותר וכל הרכיבים ממוקמים על מעגל הדפסה אחד גדול יותר.
• המסגרת קטנה ודקה יותר, כ -3.0 ס"מ ובגודל A4 בדיוק.
• התוכנה היא גרסה חדשה עם שגיאות מתוקנות.

תכונות עיקריות:

• 7 פלחים גדולים מציגים 2.3 אינץ '
• גע בלחצני השליטה
• כללי תוכנה מבוקרים על פי כללים בינלאומיים לטניס שולחן
• נתוני העברת Bluetooth מהטבלה ללוח התוצאות
• מחווני מצבי הסוללה
• זמן הפעלה של הסוללה דקות. 5 שעות (לוח תוצאות), וכ -12 שעות ללוח הבקרה
• תיבות בקרה מתחת לשולחן בכל צד שחקן
• יחידת שולחן המותקנת מתחת לשולחן המחוברת לשתי תיבות בקרה תיבת בקרה עם לחצן מגע קדמי מאפשרת להוסיף ניקוד פלוס נקודה אחת לכל שחקן
• תיבת בקרה עם לחצן מגע אחורי מאפשרת תיקון מינוס אחד במקרה של טעות
• תיקון מתקבל רק לשחקן בעל ערך הציון האחרון שהוגדל
• אישור צליל לכל לחיצה על כפתור
• צליל מנגינה שונה בסוף המשחק וההתאמה
• הציון הסופי מוצג 10 שניות לאחר סיום המשחק
• סיום התאמה מפעיל את תחילת המשחק החדש על ידי כניסה למצב הגדרה

ההגדרה מאפשרת לבחור:

• מספר המשחקים להתאמה, קבוע מראש הוא 3, אפשרויות 4 עד 9
• השחקן המגיש הראשון A או B, מוגדר מראש A
• החלף צד לאחר כל משחק, אם הצד הוחלף, הציון המוצג בלוח התוצאות יוחלף גם כן

אספקה

לוח תוצאות:

מנהל התקן תצוגת לד 1, נהג לד

• IC2, IC3 MAX394 (או MAX333 שהוא זול יותר), 2x, מתג אנלוגי
• U1 Arduino Nano, Arduino
• U2 HC-05 Bluetooth אלחוטי, HC-05
• מודול שמע X1 LM386
• Q1 - Q6, IRF540 N -Channel 6 x, MOSFET
• TTP1 - TTP4 חיישן מגע קטן 4x, TTP223A
• LED1 -LED6, 7 פלחים 2.3 אינץ ', 6x, תצוגה
• LED7, 7 פלחים 0.56 אינץ ', תצוגה קטנה
• LED8, LED9, לבן לבן 2x
• LED10 LED כחול
• LED11 הוביל אדום
• ממסר K3, K4 TQ2-5V, 2x, ממסר
• R1, R2, R6, R16 התנגדות 1k 4x,
• הנגד R3, R4 470 2x,
• הנגד R5 100,
• הנגד R7, R8 22k, 2x,
• R9 - R14 נגד 4k7 6x,
• הנגד R15 220,
• קבלים C1, C5 M1 2x,
• קבלים C2 10M,
• C3, C4 4700M 2x,
• גשר B1, B2 או מגשר,
• P1 - P3, מחברים 6P 2x, 4P 1x, JST XH
• מחברים למסכים 2.3 אינץ ', ראש ראש
• רמקול 3W
• סוללת LI-ion כפולה 2x, מחזיק
• סוללות ליתיום 4x, 3000mAh
• מחבר USB, לוח פריצה, מסוג C
• מסוף בורג,
• החלף DPDT, החלף
• מסגרת A4,

יחידת שולחן:

• U1 Arduino Nano, Arduino,
• U2 HC-05 Bluetooth אלחוטי, HC-05
• מתג כפול U3,
• מודול שמע U4, LM386
• הנגד R1k,
• R2, R3 נגד 22k, 2x
• קבל C1 470M,
• קבל C2 M1,
• מחבר כפול J1, טלפון
• סוללת ליתיום, 3000mAh
• סוללת ליתיום, מחזיק יחיד
• לוח פריצת מחבר USB מסוג C
• החלף SPST,
• רמקול 3W
• קופסת פלסטיק, קופסה גדולה

תיבת בקרה:

• מגע חיישן גדול 4x, TTP223B
• כבל טלפון בעל 4 חוטים כ -3 מ '
• מחבר טלפון 2x
• קופסת פלסטיק, קופסה קטנה

קבלים, נגד, ברגים וחלקים קטנים אחרים זמינים בחנויות המקומיות.

הכלים העיקריים הנדרשים:

• נהג מקדחה אלחוטי
• מלחם
• סט מברגים
• כלי לחיצת כבלים

שלב 1: תרשים חיווט

לוח תוצאות

תיאור מפורט של חיווט חשמלי מלא מוצג במסמך המקורי. הפעם הייתי מסביר רק הבדלים.

ספק כוח חדש צריך להחליף את הישן בשני מתח: +5V ו- -5V. מתח נומינלי של סוללה הוא בערך 4.2V, זה לא מספיק. אנחנו צריכים מתח הגברה. מחזיק סוללות עם מגבר מתח משולב עבור 5V הוא פתרון טוב. בנוסף, מחזיק הסוללות מכיל מטען סוללות משולב והגנה על סוללת ליתיום. בדרך זו ניתן לטעון סוללות בתוך המחזיק.

לדרישת הספק גדולה יותר יש שתי סוללות בכל תא. להלן חישוב גס מאוד ללא התחשבות ביעילות: הצריכה הנוכחית היא כ 300mA לכל מקור סוללה 5V. בהנחה 10 שעות זמן הפעלה אנו זקוקים ל 1500mAh על 10, פירוש הדבר 15000mAh עבור 2 סוללות. המשמעות היא 7500mAh לסוללה אחת. זה הרבה יותר מאשר קיבולת טיפוסית סביב 3500mAh. כדי להיות מרוצה מזמן ההפעלה כ -5 שעות, ניתן להשתמש בסוללות ליתיום מסוג 18650 עם אנרגיה 3000 עד 4200mAh.

הבעיה היא טעינת הסוללה. שתי חבילות הסוללות חולקות רמת מתח אחת, ניתן לומר קרקע. מקור +5V. במסוף מינוס ובמקור -5V אחר במסוף פלוס. יציאות שתי הסוללות מחוברות בסדרה. במהלך הטעינה, ספקי כוח חייבים להיות מחוברים במקביל, אם לא נמנע שימוש בשני מטענים חיצוניים. מסיבה זו, ממסרים K3 ו- K4 מתווספים לתרשים החשמלי.

ממסרים מופעלים אם המטען מחובר ל- +5V.. במקרה זה ספקי החשמל מועברים מחיבור סדרתי למקבילי. במהלך הטעינה לא ניתן היה להשתמש בלוח התוצאות, זהו חיסרון. החיסרון השני הוא זמן טעינה ארוך יחסית. מטען בתוך מחזיק הסוללה ומטען חיצוני נוסף המספק 5V יוצרים שילוב לא יעיל במיוחד. זמן הטעינה הוא מעל 12 שעות. אם אתה מתכוון לטעון סוללות מחוץ למכשיר, תוכל להשמיט ממסר ולעשות זאת מהר יותר כלפי חוץ, אך פחות נוח.

יחידת שולחן ותיבות בקרה:

יחידת הטבלה החדשה לא השתנתה בהשוואה ליחידה. סוללת "מצב" LED "ו-" on "אינה מחוברת מהמחזיק ללוח הקדמי ונראית דרך חורים בצד הקופסה. הדרך הזו פשוטה לחיווט ולכן צד זה של הקופסה צריך להיות הצד הקדמי. הדובר מכוון גם לצד זה.

במקום שני מחברי טלפון לחוטי בקרת הבקרה, יש רק מחבר טלפון כפול אחד. החיבור למודול אודיו משתנה על מנת להפחית את הרעש ברמקול.

שלב 2: בנייה

לוח תוצאות

לעיצוב PCB אני רגיל לעצב PCB בנשר, אבל המקרה הזה היה מיוחד. לוח PC גדול יחסית, גודל 285 x 206 מ מ הוא יותר מדי עבור Eagle, גרסה חינמית. מחפש תוכנות PCB אחרות שמצאתי את Easyeda. זה בחינם ומקבל PCB בכל גודל. בתוך הלוח יש שני חתכים גדולים למחזיקי סוללות ואחד לרמקול. הייצור נעשה על ידי JLCPCB וכל המנותקים נחתכו על ידי המפיק. הייתי מאושר, כי זה חוסך לי קצת עבודה.

אם לא תרצה להזמין את הלוח, צירפתי קבצי גרבר לשני לוחות לוח ולוח יחידות טבלה. זוהי גרסה חדשה עם ממסרים. על התמונה במאמר שלי עדיין יש גרסה ישנה עם ממסרים שנוספו על לוח חיצוני, אל תתבלבלו.

PCB ממוקם למסגרת A4. קניתי מסגרת לצילום בחנות חומרי בניין גדולה יותר. זה יכול להיות כל A4, אבל צריך להיות עמוק בערך 3 ס מ. הלוח מכיל חורים להתקנה והוא מצויד בברגים דרך סוגרי פלסטיק.

הלוח הקדמי מכוסה בזכוכית אקרילית שקופה. מתחת לזכוכית נמצאת מסכת נייר צילום עם חלונות חתוכים לתצוגות. במקור אני מתכוון להשתמש בזכוכית אקרילית חלבית ללא מסכה, אך הראות הייתה ירודה. לבסוף שמתי זכוכית אקרילית שקופה. אין צורך לחתוך חורים למחווני הסוללה, האור נראה דרך הנייר.

היזהר לשמור על מפלס עליון של הרכיבים רק מתחת לזכוכית אקרילית. זה נכון במיוחד לכל הצגים, כל הלדים ולכל המודולים של לחצני המגע. זה תלוי בגודל השקע. לתצוגות אני משתמש בראשי סיכות עגולים. הם אמינים יותר והגובה מקובל. במקרה שלי אני משתמש במדיחי מרחק כדי לשמור על מפלס עליון עבור כפתורי מגע ותאורות.

מושק מנייר נעשה על ידי Sketch ב- Windows. כדי להפוך אותו לתוסס יותר אני מכניס תמונה של אחו..

יחידת שולחן

אורות הסטטוסים של מחזיקי הסוללה נראים ישירות דרך חורים בלוח הקדמי. ישנם חורים לרמקול באותו צד של יחידת השולחן.

תיבת בקרה

שני כבלים לתיבות בקרה הם כבלי טלפון סטנדרטיים עם 4 חוטים. הם מחוברים ומתקנים בכל קופסה ללא מחבר. בצד השני של הכבלים, מחבר הטלפון מצויד בכלי לחיצת כבלים.

בתוך הקופסה, חוטים מולחמים ישירות לאב -טיפוס PCB. על לוח זה מותקנים שני חיישני מגע בניצב, בכל צד של הקופסה. באתר אזור המגע, יש חור בקוטר 12 מ מ, נגיש בקלות. הבנייה ברורה מהתמונות המצורפות.

שלב 3: תוכנה

להלן שני קבצי ino Arduino, אחד ללוח תוצאות ואחד ליחידת טבלה (תיבת בקרה). מודולי בלוטות 'HC-05 חייבים להיות משויכים בהתחלה. השתמש בפקודות Arduino, AT וההנחיות הטובות ביותר נמצאות כאן. בלוח התוצאות יש מאסטר, העבד ממוקם בתוך יחידת הטבלה. קצב השידור המומלץ הוא 38400 ומצב הכתובת כ"תיקון ".

יש להשלים את שני קבצי ה- ino שהוזכרו על ידי קבצי pitches.h נפוצים. כיצד לעשות זאת באתר Arduino. הפעם קבצי ino וכל הקבצים האחרים נטענו לעורך Instructables ללא בעיות ואני מקווה שיורדו בקלות.

באופן כללי, קבצים חדשים אינם שונים מאוד כמו קבצים ישנים, מקוריים. מה משופר:

• במצב מתג צד יש שחקן משרת שהוחלף ברגע הנכון של המשחק, הבעיה הישנה תוקנה
• לחצן התיקון מופעל רק עבור השחקן האחרון שהוגש
• ספירת הנקודות ובחירת שחקן ההגשה לאחר התיקון באמצעות כפתור המגע בתיבת הבקרה קבועה.

בנוגע לתוכנית Arduino, אני לא מתכנת ואני יודע שלא ניתן לייעל את הקוד בצורה מושלמת, אבל הוא עובד כמעט מושלם.

שלב 4: מסקנה

הבהירות של מספרים של 7 קטעים בתמונות המוצגות דהויה, אך אינה נכונה. למעשה, זה ברור וחד.

אתה יכול לראות סרטון מקורי, שבו בהירות היא בסדר. בסרטון הבא 1 אתה יכול לראות הדגמה של נקודות ספירה בלוח התוצאות של הסוללה. שוב, בסרטון זה יש בעיה באור קטע ברור, אך הבעיה נגרמת כתוצאה מתאורה חזקה במהלך הקלטת וידאו.

יש עדיין כמה דרכים או הצעות לשיפור. ניתן לצמצם את צריכת הזרם על ידי החלפת תצוגות של 7 מגזרים על ידי צגי LCD מסוג TFT בגודל של כ -2.3 . אם רק יוצגו מספרים, שטח הזיכרון יהיה מקובל עבור Arduino?

אני מקווה שתיהנו גם מהפרויקט הזה ומהספורט.