Quadre de puntuació Bluetooth de la bateria de ions de li: 4 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

Introducció

El projecte es basa en les meves instruccions de l’últim any: marcador de tennis de taula Bluetooth

El marcador està dedicat als aficionats a l'esport amateur i als jugadors de tennis de taula, però no s'aplica només al tennis de taula. Es pot utilitzar per a altres esports com el voleibol, el bàdminton i tots els esports que requereixen un recompte de punts. Amb un simple canvi de programari, el programari es podria adoptar a qualsevol valor màxim de punts en la coincidència.

El principi tècnic es basa en la comunicació via Bluetooth entre la unitat de taula (unitat sota taula) i el mateix marcador. Hi ha dues caixes de control muntades sota la taula a cada costat del jugador i connectades per cable a la unitat de taula. El jugador després de cada punt guanyador prem el botó tàctil gran de Control Box. Segons aquesta acció, la puntuació es canvia a bord per valorar més un punt..

En comparació amb el projecte antic, hi ha algunes millores substancials:

• El marcador és seguretat. Ja no hi ha voltatge principal de 220V! La font d'alimentació consisteix en dos blocs de bateries de ions de Li, cadascun amb dues bateries, tipus 18560. La unitat de taula continua alimentada per una bateria de ions de Li-18560.
• La construcció es simplifica i tots els components es troben en una placa de circuit d'impressió més gran.
• El marc és més petit i prim, d’uns 3,0 cm i té una mida exacta A4.
• El programari és una nova versió amb errors corregits.

Principals característiques:

• Pantalla gran de 7 segments de 2,3 polzades
• Toca els botons de control
• Regles controlades per programari segons les normes internacionals de tennis de taula
• Transferència de dades Bluetooth de la taula al marcador
• Indicadors d'estats de la bateria
• Temps de funcionament de la bateria mín. 5 hores (marcador) i aproximadament 12 hores per al tauler de control
• Quadres de control sota la taula a cada costat del jugador
• Taula Unitat muntada sota la taula connectada a dues caixes de control La caixa de control amb botó tàctil frontal permet afegir puntuació més un punt per a cada jugador
• La caixa de control amb botó tàctil posterior permet la correcció menys una en cas d'error
• La correcció només s’accepta per als jugadors amb l’últim valor de puntuació augmentat
• Confirmació de so per cada pulsació de botó
• So de melodia diferent al final del partit i del partit
• El resultat final es mostra 10 segons després del final del partit
• La finalització del partit activa el començament d'un joc nou entrant al mode de configuració

Configuració permet seleccionar:

• Nombre de jocs per partit, la configuració predeterminada és de 3, les opcions de 4 a 9
• El primer jugador de servei A o B, preset A
• Canvia de bàndol després de cada partit, si es canvia de bàndol, també es canvia la puntuació que es mostra al marcador

Subministraments

Marcador:

Controlador de pantalla LED IC1 MAX7219, controlador de led

• IC2, IC3 MAX394 (o MAX333 que és més barat), 2x, commutador analògic
• U1 Arduino Nano, Arduino
• U2 HC-05 Bluetooth sense fils, HC-05
• Mòdul d'àudio X1 LM386
• Q1 - Q6, canal N IRF540 6 x, MOSFET
• TTP1 - TTP4 Sensor tàctil petit 4x, TTP223A
• LED1-LED6, 7 segments de 2,3 ", 6x, pantalla
• LED7, 7 segments de 0,56 ", pantalla petita
• LED8, LED9, led blanc 2x
• LED10 de color blau
• LED LED vermell
• Relé K3, K4 TQ2-5V, 2x, relé
• R1, R2, R6, R16 Resistència 1k 4x,
• Resistència R3, R4 470 2x,
• Resistència R5 100,
• Resistència R7, R8 22k, 2x,
• R9 - Resistència R14 4k7 6x,
• Resistència R15 220,
• C1, C5 Condensador M1 2x,
• Condensador C2 10M,
• C3, C4 4700M 2x,
• Pont B1, B2 o pont,
• P1 - P3, Connectors 6P 2x, 4P 1x, JST XH
• Connectors per a pantalles de 2,3 polzades, Pinhead
• Altaveu 3W
• Bateria doble ió LI 2x, suport
• Bateries Li-ion 4x, 3000mAh
• Connector USB, placa de sortida, tipus C.
• Terminal de cargol,
• Canvia DPDT, commuta
• Marc A4,

Unitat de taula:

• U1 Arduino Nano, Arduino,
• U2 HC-05 Bluetooth sense fils, HC-05
• U3 interruptor doble,
• Mòdul d'àudio U4, LM386
• Resistència R1 1k,
• R2, R3 Resistor 22k, 2x
• Condensador C1 470M,
• Condensador C2 M1,
• J1 doble connector, telèfon
• Bateria Li-ion, 3000 mAh
• Bateria de ions de Li, un sol suport
• Tauler de connexió del connector USB, tipus C.
• Canvia SPST,
• Altaveu 3W
• Caixa de plàstic, caixa gran

Caixa de control:

• Sensor tàctil gran 4x, TTP223B
• Cable de telèfon de 4 cables d’uns 3 m
• connector de telèfon 2x
• Caixa de plàstic, caixa petita

Hi ha disponibles condensadors, resistències, cargols i altres peces petites a les botigues locals.

Eines principals necessàries:

• Controlador de broca sense fil
• Soldador
• Conjunt de tornavisos
• Eina de premsat de cables

Pas 1: Esquema de cablejat

Marcador

La descripció detallada del cablejat elèctric complet es mostra al document original. Aquesta vegada explicaria només diferències.

La nova font d'alimentació de la bateria hauria de substituir l'antiga per dos voltatges: + 5V i -5V. Una tensió nominal d’una bateria és d’uns 4,2 V, això no és suficient. Necessitem tensió d’alimentació. El suport de la bateria amb reforç de tensió integrat per a 5V és una bona solució. A més, el suport de la bateria conté carregador de bateria integrat i protecció de la bateria de liti. D'aquesta manera, les bateries es podrien carregar a l'interior del suport.

Per a una major necessitat d'energia, hi ha dues bateries a cada compartiment. Aquí es fa un càlcul molt aproximat sense tenir en compte l’eficiència: el consum actual és d’uns 300mA per cada font de bateria de 5V. En suposar que 10 hores de funcionament necessitem 1500 mAh per 10, vol dir 15000 mAh per a 2 bateries. Això significa 7500 mAh per a una bateria. És molt més que la capacitat típica d’uns 3500 mAh. Per estar satisfet amb el temps de funcionament d'unes 5 hores, es podrien utilitzar bateries de ions de tipus Li 18650 amb una energia de 3000 a 4200 mAh.

El problema és la càrrega de la bateria. Ambdós paquets de bateries comparteixen un nivell de voltatge, podem dir que és terra. Font + 5V. per terminal menys i segona font -5V per terminal plus. Les sortides de les dues bateries es connecten en sèrie. Durant la càrrega, les fonts d’alimentació s’han de connectar paral·leles, si no evitem l’ús de dos carregadors externs. Per aquest motiu, els relés K3 i K4 s’afegeixen al diagrama elèctric.

Els relés s’activen si el carregador està connectat a + 5V.. En aquest cas, les fonts d’alimentació es canvien de connexió sèrie a paral·lela. Durant la càrrega no s'ha pogut utilitzar el marcador, això és un desavantatge. El segon desavantatge és el temps de càrrega relativament llarg. El carregador dins del suport de la bateria i el carregador extern afegit que proporcionen 5V, creen una combinació poc eficaç. El temps de càrrega supera les 12 hores. Si teniu previst carregar bateries fora de l’instrument, podeu ometre el relé i fer-ho més ràpidament externament, però menys còmode.

Taula i caixes de control:

La unitat de taula nova no es canvia molt en comparació amb l’antiga. Els leds "d'estat" i "encès" de la bateria no estan connectats des del suport al panell frontal i són visibles a través dels forats del costat de la caixa. D'aquesta manera es simplifica el cablejat i, per tant, aquest costat de la caixa hauria de ser frontal. Speaker també està orientat a aquest costat.

En lloc de dos connectors de telèfon per als cables de Control Box, només hi ha un connector de telèfon doble. La connexió al mòdul d'àudio es modifica per tal de disminuir el soroll de l'altaveu.

Pas 2: construcció

Marcador

Per al disseny de PCB estic acostumat a dissenyar PCB a Eagle, però aquest cas va ser especial. La placa PC és relativament gran, la mida de 285 x 206 mm és massa gran per a Eagle, versió gratuïta. Buscant algun altre programari de PCB, he trobat Easyeda. És gratuït i accepta PCB de qualsevol mida. Dins del tauler hi ha dos grans tallats per als suports de bateries i un per a altaveus. La fabricació la va fer JLCPCB i tots els tallats van ser tallats pel productor. Estava content, perquè això m’estalvia una mica de feina.

Si no voleu demanar el tauler, he adjuntat fitxers Gerber per a dos taulers Scoreboard i tauler Unit Unit. És una nova versió amb relés. A la imatge del meu article encara hi ha una versió antiga amb relés afegits a la placa externa, no us confongueu.

El PCB es col·loca en un marc A4. He comprat marc per a fotos a una ferreteria més gran. Podria ser qualsevol A4, però hauria de tenir una profunditat d’uns 3 cm. El tauler conté forats per al muntatge i està equipat amb cargols a través de suports de plàstic.

El panell frontal està cobert per vidre acrílic transparent. Sota el vidre hi ha una màscara de paper fotogràfic amb finestres tallades per a exposicions. Originalment penso utilitzar vidre acrílic de llet sense màscara, però la visibilitat era deficient. Finalment vaig posar un vidre acrílic transparent frontal. No cal tallar forats per als indicadors de bateria, la llum és visible a través del paper.

Aneu amb compte de mantenir el nivell superior dels components just sota el vidre acrílic. Això és especialment cert per a totes les pantalles, tots els leds i tots els mòduls de botons tàctils. Depèn de la mida del sòcol. Per a pantalles, faig servir caps de passador rodó. Són més fiables i l’alçada és acceptable. En el meu cas, faig servir rentadores a distància per mantenir el nivell superior dels botons tàctils i dels leds.

Sketch fa el mesc de paper a Windows. Per fer-lo més animat, inserto una foto de prat..

Taula Unitat

Els llums dels nois d’estat del suport de la bateria són visibles directament a través dels forats del tauler frontal. Hi ha forats per a altaveus al mateix costat de la Unitat de Taula.

Caixa de control

Dos cables per a les caixes de control són cables de telèfon estàndard de 4 cables. Es fixen i es fixen a cada caixa sense connector. A l’altre costat dels cables, el connector del telèfon s’adapta mitjançant una eina de premsa de cables.

Dins de la caixa, els cables es solden directament al prototip de PCB. En aquest tauler es munten dos sensors tàctils perpendiculars, a cada costat de la caixa. Al lloc de la zona tàctil, hi ha un forat de 12 mm de diàmetre, de fàcil accés. La construcció queda clara a partir de les fotos adjuntes.

Pas 3: programari

A continuació es mostren dos fitxers Arduino ino, un per al marcador i un per a la unitat de taula (quadre de control). Els mòduls Bluetooth HC-05 s’han d’aparellar al principi. Utilitzeu Arduino, les ordres AT i les millors instruccions aquí. Al marcador hi ha un mestre, l'esclau es troba dins de la unitat de taula. La velocitat en bauds recomanada és de 38400 i el mode d'adreça és "fix".

Els dos fitxers ino esmentats s’han de complementar amb fitxers pitches.h comuns. Com fer-ho és al lloc web Arduino. Aquesta vegada els fitxers ino i la resta de fitxers es van carregar a l'editor Instructables sense cap problema i espero que es descarregin fàcilment.

En general, els fitxers nous no són molt diferents dels antics i originals. Què es millora:

• En el mode Switch Side hi ha jugadors de servei substituïts en el moment adequat del joc; el problema antic s'ha solucionat
• El botó de correcció està habilitat només per al darrer jugador servit
• S'ha corregit el recompte de punts i la selecció del jugador que serveix després de la correcció mitjançant el botó tàctil de Control Box.

Pel que fa al programa Arduino, no sóc programador i sé que el codi no es podria optimitzar perfectament, però funciona gairebé perfectament.

Pas 4: Conclusió

La brillantor dels números de 7 segments de les fotografies mostrades s’esvaeix, però no és certa. De fet, és clar i nítid.

Podeu veure el vídeo original, on la brillantor està bé. Al següent vídeo1 podeu veure la demostració del recompte de punts al marcador de bateria. De nou, en aquest vídeo hi ha problemes amb la llum del segment clar, però el problema és causat per una il·luminació forta durant la gravació del vídeo.

Encara hi ha algunes maneres o suggeriments de millora. El consum de corrent es podria reduir substituint les pantalles de 7 segments per pantalles LCD TFT amb una mida aproximada de 2,3 . Si només es mostrin números, Arduino seria acceptable amb memòria?

Espero que també gaudiu d’aquest projecte i d’aquest esport.