Bluetooth lista sa litijum-jonskom baterijom: 4 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:05

Uvod

Projekt se temelji na mojim Instructables -ima od prošle godine: Bluetooth tablica za stolni tenis

Tablica je namijenjena amaterskim ljubiteljima sporta i igraču stolnog tenisa, ali nije primjenjiva samo za stolni tenis. Može se koristiti za druge sportove poput odbojke, badmintona i svakog sporta za koji je potrebno brojanje bodova. Jednostavnom izmjenom softvera, softver se može usvojiti na bilo koju maksimalnu vrijednost poena u meču.

Tehnički princip zasniva se na komunikaciji putem Bluetootha između jedinice Table (jedinica ispod stola) i samog Scoreboard -a. Dvije upravljačke kutije montirane su ispod stola sa svake strane igrača i spojene kabelom na stolnu jedinicu. Igrač nakon svakog osvojenog poena pritisne veliko dugme na kontrolnoj kutiji. Prema toj radnji, rezultat se mijenja na ploči u vrijednost plus jedan bod.

U poređenju sa starim projektom, postoje značajna poboljšanja:

• Semafor je sigurnost. Nema više glavnog napona 220V! Napajanje se sastoji od dva bloka Li-ion baterija, svaki sa po dvije baterije, tip 18560. Jedinica za stol ostaje napajana jednom baterijom Li-ion 18560.
• Konstrukcija je pojednostavljena i sve se komponente nalaze na jednoj većoj ploči za štampanje.
• Okvir je manji i tanji, oko 3,0 cm i veličine tačno A4.
• Softver je nova verzija sa ispravljenim greškama.

Glavne karakteristike:

• Veliki 7-segmentni ekran od 2,3 inča
• Dugmad za upravljanje dodirom
• Softverski kontrolirana pravila prema međunarodnim pravilima za stolni tenis
• Bluetooth prenosi podatke sa stola na tablu sa rezultatima
• Indikatori stanja baterije
• Vreme rada baterije min. 5 sati (bodovna tabla) i oko 12 sati za kontrolnu ploču
• Kontrolne kutije ispod stola sa svake strane igrača
• Jedinica za stol montirana ispod stola povezana s dvije kontrolne kutije Kontrolna kutija sa prednjim dugmetom za dodir omogućava dodavanje rezultata plus jedan bod za svakog igrača
• Kontrolna kutija sa zadnjim dodirnim dugmetom omogućava korekciju minus jedan u slučaju greške
• Ispravka je prihvaćena samo za igrača sa posljednjom povećanom vrijednošću rezultata
• Zvučna potvrda za svaki pritisak na dugme
• Različit zvuk melodije na kraju igre i utakmice
• Konačni rezultat se prikazuje 10 sekundi nakon završetka utakmice
• Kraj utakmica aktivira početak nove igre ulaskom u način postavljanja

Postavka omogućava odabir:

• Broj utakmica za utakmicu, unaprijed je 3, opcije 4 do 9
• Prvi igrač koji servira A ili B, unaprijed postavljena A
• Promijenite stranu nakon svake utakmice, ako se strana promijeni, mijenja se i prikazani rezultat na Tablici rezultata

Supplies

Tablica rezultata:

IC1 MAX7219 Upravljački program za LED zaslon, LED upravljački program

• IC2, IC3 MAX394 (ili MAX333 što je jeftinije), 2x, analogni prekidač
• U1 Arduino Nano, Arduino
• U2 HC-05 Bežični Bluetooth, HC-05
• X1 Audio modul LM386
• Q1 - Q6, IRF540 N -kanal 6 x, MOSFET
• TTP1 - TTP4 Senzor osjetljiv na dodir mali 4x, TTP223A
• LED1 -LED6, 7 -segmentni 2.3 ", 6x, ekran
• LED7, 7-segmentni 0,56 ", mali ekran
• LED8, LED9, bijela LED 2x
• LED10 LED plava
• LED11 LED crvena
• K3, K4 Relej TQ2-5V, 2x, Relej
• R1, R2, R6, R16 otpornik 1k 4x,
• R3, R4 otpornik 470 2x,
• R5 otpornik 100,
• R7, R8 otpornik 22k, 2x,
• R9 - R14 Otpornik 4k7 6x,
• R15 Otpornik 220,
• C1, C5 Kondenzator M1 2x,
• C2 kondenzator 10M,
• C3, C4 4700M 2x,
• B1, B2 most ili skakač,
• P1 - P3, Konektori 6P 2x, 4P 1x, JST XH
• Konektori za zaslone 2,3 inča, Pinhead
• Zvučnik 3W
• Dvostruka LI-ionska baterija 2x, držač
• Li-ion baterije 4x, 3000mAh
• USB konektor, razvodna ploča, C-tip
• Vijčani terminal,
• Prebacite DPDT, prebacite
• A4 okvir,

Jedinica stola:

• U1 Arduino Nano, Arduino,
• U2 HC-05 Bežični Bluetooth, HC-05
• U3 Dvostruki prekidač,
• U4 audio modul, LM386
• R1 otpornik 1k,
• R2, R3 Otpornik 22k, 2x
• C1 kondenzator 470M,
• C2 Kondenzator M1,
• J1 Dvostruki konektor, telefon
• Li-ion baterija, 3000mAh
• Li-ion baterija, sa jednim držačem
• Razvodna ploča USB konektora, C-tip
• Prekidač SPST,
• Zvučnik 3W
• Plastična kutija, velika kutija

Kontrolna kutija:

• Senzor dodirni veliki 4x, TTP223B
• 4 -žični telefonski kabel oko 3 m
• priključak za telefon 2x
• Plastična kutija, Kutija mala

Kondenzator, otpornik, vijci i drugi sitni dijelovi dostupni su u lokalnim trgovinama.

Potrebni glavni alati:

• Akumulatorska bušilica
• Lemilica
• Odvijač postavljen
• Alat za presovanje kabela

Korak 1: Shema ožičenja

Scoreboard

Detaljan opis kompletnih električnih instalacija prikazan je u izvornom dokumentu. Ovaj put bih objasnio samo razlike.

Novo napajanje baterijom treba zamijeniti staro sa dva napona: +5V i -5V. Nominalni napon jedne baterije je oko 4,2 V, to nije dovoljno. Treba nam pojačani napon. Držač baterije sa integriranim pojačalom napona za 5V je dobro rješenje. Osim toga, držač baterije sadrži integrirani punjač baterije i zaštitu od litijumske baterije. Na ovaj način se baterije mogu puniti unutar držača.

Za veće potrebe za energijom u svakom odjeljku nalaze se dvije baterije. Evo vrlo grubog izračuna bez uzimanja u obzir efikasnosti: Potrošnja struje je oko 300 mA za svaki izvor baterije 5V. Prema pretpostavci 10 sati rada potrebno nam je 1500mAh sa 10, to znači 15000mAh za 2 baterije. To znači 7500mAh za jednu bateriju. To je mnogo više od tipičnog kapaciteta oko 3500mAh. Kako bi bili zadovoljni s radnim vremenom od oko 5 sati, mogle bi se koristiti Li-ion baterije tipa 18650 s energijom od 3000 do 4200mAh.

Problem je u punjenju baterije. Obje baterije dijele jedan naponski nivo, možemo reći uzemljenje. Izvor +5V. preko kontakta minus i drugog izvora -5V preko priključka plus. Izlazi za oba paketa baterija povezani su u seriju. Tijekom punjenja, napajanja moraju biti spojena paralelno, ako ne želimo spriječiti upotrebu dva vanjska punjača. Iz tog razloga se releji K3 i K4 dodaju u električni dijagram.

Releji se aktiviraju ako je punjač priključen na +5V.. U tom slučaju napajanje se prebacuje sa serijskog na paralelno. Tijekom punjenja Scoreboard se nije mogao koristiti, ovo je nedostatak. Drugi nedostatak je relativno dugo vrijeme punjenja. Punjač unutar držača baterije i dodatni vanjski punjač koji osigurava 5V stvaraju ne baš učinkovitu kombinaciju. Vreme punjenja je preko 12 sati. Ako planirate puniti baterije izvan instrumenta, možete izostaviti relej i to učiniti brže izvana, ali manje ugodno.

Jedinica stola i kontrolne kutije:

Nova tablična jedinica nije mnogo promijenjena u odnosu na staru. LED "stanje" baterije i "uključeno" vodstvo baterije nisu ožičene od držača do prednje ploče i vidljive su kroz rupe na bočnoj strani kutije. Ovaj način pojednostavljivanja ožičenja stoga bi ova strana kutije trebala biti s prednje strane. Zvučnik je takođe orijentisan na ovu stranu.

Umjesto dva telefonska priključka za žice Control Box -a, postoji samo jedan dvostruki telefonski priključak. Priključak na audio modul je izmijenjen, kako bi se smanjila buka u zvučniku.

Korak 2: Konstrukcija

Scoreboard

Za dizajn PCB -a navikao sam da dizajniram PCB u Eagle -u, ali ovaj slučaj je bio poseban. PC ploča je relativno velika, veličine 285 x 206 mm je previše za besplatnu verziju Eagle -a. Tražeći neki drugi PCB softver pronašao sam Easyeda. Besplatno je i prihvaća PCB bilo koje veličine. Unutar ploče nalaze se dva velika izreza za držače baterija i jedan za zvučnik. Izradu je izvršio JLCPCB, a proizvođač je izrezao sve odsječene dijelove. Bio sam sretan jer mi je ovo uštedjelo malo posla.

Ako ne želite naručiti ploču, priložio sam Gerber datoteke za dvije ploče Scoreboard i Table Unit. To je nova verzija sa relejima. Na slici u mom članku još uvijek postoji stara verzija s relejima dodanim na vanjskoj ploči, nemojte se zbuniti.

PCB se postavlja na A4 okvir. Okvir za fotografije sam kupio u većoj željezariji. To može biti bilo koji A4 format, ali bi trebao biti dubok oko 3 cm. Ploča sadrži rupe za montažu i opremljena je vijcima kroz plastične konzole.

Prednja ploča prekrivena je prozirnim akrilnim staklom. Ispod stakla je foto -papirna maska sa izrezanim prozorima za ekrane. U početku planiram koristiti mliječno akrilno staklo bez maske, ali vidljivost je bila slaba. Na kraju sam stavio prednje, prozirno akrilno staklo. Nije potrebno izrezati rupe za indikatore baterije, svjetlo je vidljivo kroz papir.

Pazite da gornji nivo komponenti držite ispod akrilnog stakla. Ovo posebno vrijedi za sve zaslone, sve LED diode i sve module tipki na dodir. Zavisi od veličine utičnice. Za zaslone koristim okrugle pin -glave. Pouzdaniji su i prihvatljiva je visina. U mom slučaju koristim perače na daljinu kako bih zadržao gornji nivo za dodirne tipke i LED diode.

Papirni mošus radi Sketch u Windowsima. Da bi bilo živahnije, ubacujem fotografiju livade..

Jedinica stola

Lampice statusa na držaču baterije vidljive su direktno kroz rupe na prednjoj ploči. Na istoj strani stolne jedinice nalaze se rupe za zvučnik.

Upravljačka kutija

Dva kabla za kontrolne kutije su standardni 4 -žični telefonski kablovi. Pričvršćuju se i učvršćuju u svakoj kutiji bez priključka. S druge strane kabela, telefonski priključak je opremljen alatom za presovanje kabela.

Unutar kutije žice su lemljene direktno na prototip PCB -a. Na ovoj ploči su montirana dva osjetnika na dodir okomito, sa svake strane kutije. Na mjestu dodirnog područja nalazi se rupa promjera 12 mm, lako dostupna. Konstrukcija je jasna iz priloženih fotografija.

Korak 3: Softver

Dvije Arduino ino datoteke, jedna za Scoreboard i jedna za Table jedinicu (Control Box) su ispod. Bluetooth moduli HC-05 moraju se prvo upariti. Koristite Arduino, AT naredbe i najbolje upute su ovdje. U tablici sa rezultatima nalazi se master, slave se nalazi unutar Table Unit. Preporučena brzina prijenosa je 38400, a način rada adrese kao "popravak".

Obje spomenute ino datoteke trebaju biti dopunjene zajedničkim datotekama pitches.h. Kako to učiniti je na web stranici Arduino. Ovaj put ino datoteke i sve ostale datoteke bez problema su učitane u Editortables editor i nadam se da će se lako preuzeti.

Općenito, nove datoteke se ne razlikuju mnogo od starih, originalnih. Šta je poboljšano:

• U Switch Side modu, igrač koji služi je zamijenjen u pravom trenutku utakmice, stari problem je riješen
• Dugme za ispravljanje je omogućeno samo za posljednjeg posluženog igrača
• Brojanje poena i odabir igrača koji servira nakon korekcije putem dodirnog dugmeta u kontrolnoj kutiji je fiksno.

Što se tiče Arduino programa, ja nisam programer i znam da se kod ne može savršeno optimizirati, ali radi gotovo savršeno.

Korak 4: Zaključak

Svjetlina 7-segmentnih brojeva na prikazanim fotografijama je izblijedjela, ali nije istina. Zapravo, to je jasno i oštro.

Možete vidjeti originalni video zapis gdje je svjetlina u redu. Na sljedećem videu1 možete vidjeti demonstraciju brojanja bodova na Tablici stanja baterije. Opet, na ovom videu postoji problem sa jasnim segmentnim svjetlom, ali problem nastaje zbog jakog osvjetljenja tokom snimanja video zapisa.

Još uvijek postoje neki načini ili prijedlozi za poboljšanje. Potrošnja struje mogla bi se smanjiti zamjenom 7-segmentnih ekrana TFT LCD ekranima veličine oko 2,3 inča. Kada bi se prikazivali samo brojevi, memorijski prostor bi bio prihvatljiv za Arduino?

Nadam se da ćete uživati i u ovom projektu i u sportu.