Li-ion battery Bluetooth telbord: 4 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:24

Inleiding

Die projek is gebaseer op my instruksies van die afgelope jaar: Bluetooth tafeltennis -telbord

Die telbord is toegewy aan amateursportliefhebbers en tafeltennisspelers, maar dit is nie net van toepassing op tafeltennis nie. Kan gebruik word vir ander sportsoorte soos vlugbal, pluimbal en elke sportsoort wat punte benodig. Deur eenvoudige sagteware -verandering, kan sagteware aangeneem word tot enige maksimum punte in die wedstryd.

Die tegniese beginsel is gebaseer op kommunikasie via Bluetooth tussen die tafel -eenheid (eenheid onder tafel) en die telbord self. Twee beheerkaste is aan elke speler se kant onder die tafel gemonteer en met 'n kabel met die tafeleenheid verbind. Speler druk na elke wenpunt die groot aanraakknoppie op die Control Box. Volgens hierdie aksie word die telling aan boord verander na waarde plus een punt.

In vergelyking met die ou projek, is daar 'n paar aansienlike verbeterings:

• Telbord is veiligheid. Nie meer hoofspanning 220V nie! Die kragtoevoer bestaan uit twee Li-ion batteryblokke, elk met twee batterye, tipe 18560. Tafeleenheid bly aangedryf deur een battery Li-ion 18560.
• Die konstruksie word vereenvoudig en alle komponente is op een groter printplaat.
• Die raam is kleiner en dunner, ongeveer 3,0 cm en presies A4.
• Sagteware is 'n nuwe weergawe met foute reggestel.

Belangrikste kenmerke:

• Groot 7-segmente vertoon 2,3 duim
• Raak die beheerknoppies aan
• Sagteware beheerde reëls volgens internasionale reëls vir tafeltennis
• Bluetooth -oordragdata van tafel na telbord
• Battery state aanwysers
• Batterytyd min. 5 uur (telbord), en ongeveer 12 uur vir die bedieningspaneel
• Beheer bokse onder tafel aan elke kant van die speler
• Tafeleenheid wat onder die tafel gemonteer is, gekoppel aan twee kontrolekaste Met die bedieningsboks met die aanraakknoppie aan die voorkant kan u telling plus een punt vir elke speler toevoeg
• Bedieningsboks met terugknoppie laat regstelling minus een toe in geval van fout
• Regstelling word slegs aanvaar vir spelers met die laaste verhoogde tellingwaarde
• Klankbevestiging vir elke druk op die knoppie
• Verskillende melodieklanke aan die einde van die wedstryd en wedstryd
• Die eindtelling word 10 sekondes na afloop van die wedstryd vertoon
• Eindwedstryd aktiveer die begin van 'n nuwe speletjie deur na die instellingsmodus te gaan

Met die instelling kan u kies:

• Aantal wedstryde vir wedstryd, vooraf ingestel is 3, opsies 4 tot 9
• Die eerste bedienende speler A of B, vooraf ingestel A
• Verander kant na elke wedstryd, as daar van kant verander word, word die telling op die telbord ook verander

Voorrade

Telbord:

IC1 MAX7219 Led Display bestuurder, Led Driver

• IC2, IC3 MAX394 (of goedkoper MAX333), 2x, analoog skakelaar
• U1 Arduino Nano, Arduino
• U2 HC-05 Wireless Bluetooth, HC-05
• X1 Klankmodule LM386
• Q1 - Q6, IRF540 N -kanaal 6 x, MOSFET
• TTP1 - TTP4 Sensor touch klein 4x, TTP223A
• LED1 -LED6, 7 -segment 2.3 ", 6x, Display
• LED7, 7-segment 0.56 ", klein skerm
• LED8, LED9, LED wit 2x
• LED10 gelei blou
• LED11 rooi gelei
• K3, K4 Relay TQ2-5V, 2x, Relay
• R1, R2, R6, R16 Weerstand 1k 4x,
• R3, R4 Weerstand 470 2x,
• R5 Weerstand 100,
• R7, R8 Weerstand 22k, 2x,
• R9 - R14 Weerstand 4k7 6x,
• R15 Weerstand 220,
• C1, C5 kondensator M1 2x,
• C2 -kondensator 10M,
• C3, C4 4700M 2x,
• B1, B2 brug of springer,
• P1 - P3, verbindings 6P 2x, 4P 1x, JST XH
• Verbindings vir skerms 2,3 duim, speldkop
• Luidspreker 3W
• Dubbele LI-ion battery 2x, houer
• Li-ioon batterye 4x, 3000mAh
• USB-aansluiting, uitbreekbord, C-tipe
• Skroefterminal,
• Skakel DPDT, skakel
• A4 raam,

Tafeleenheid:

• U1 Arduino Nano, Arduino,
• U2 HC-05 Wireless Bluetooth, HC-05
• U3 Dubbele skakelaar,
• U4 klankmodule, LM386
• R1 Weerstand 1k,
• R2, R3 Weerstand 22k, 2x
• C1 -kondensator 470M,
• C2 -kondensator M1,
• J1 Dubbele aansluiting, telefoon
• Li-ion battery, 3000 mAh
• Li-ion battery, enkelhouer
• USB-aansluitingsbreukbord, C-tipe
• Skakel SPST,
• Luidspreker 3W
• Plastiek boks, groot boks

Beheer boks:

• Sensor touch groot 4x, TTP223B
• 4 -draads telefoonkabel ongeveer 3 m
• telefoonaansluiting 2x
• Plastiek boks, boks klein

Kondensator, weerstand, skroewe en ander klein onderdele is by plaaslike winkels beskikbaar.

Vereiste hoofgereedskap:

• Draadlose boorbestuurder
• Soldeerbout
• Skroewedraaier stel
• Krimpgereedskap vir kabels

Stap 1: Bedradingsdiagram

Telbord

Gedetailleerde beskrywing van die volledige elektriese bedrading word in die oorspronklike dokument getoon. Hierdie keer sou ek net verskille verduidelik.

Die nuwe battery moet die ou vervang deur twee spannings: +5V en -5V. Die nominale spanning van een battery is ongeveer 4.2V, dit is nie genoeg nie. Ons benodig 'n hupstootspanning. 'N Goeie oplossing is 'n batteryhouer met 'n geïntegreerde spanningsversterker vir 5V. Boonop bevat die batteryhouer 'n geïntegreerde batterylaaier en 'n litiumbattery. Op hierdie manier kan batterye in die houer gelaai word.

Vir groter kragvereiste is daar twee batterye in elke kompartement. Hier is 'n baie ruwe berekening sonder om doeltreffendheid in ag te neem: die huidige verbruik is ongeveer 300mA vir elke batterybron van 5V. Uit die aanname dat ons 10 uur se werkstyd 1500 mAh by 10 benodig, beteken dit 15000 mAh vir 2 batterye. Dit beteken 7500mAh vir een batterykrag. Dit is veel meer as die gewone kapasiteit van ongeveer 3500 mAh. Om tevrede te wees met die werktyd van ongeveer 5 uur, kan Li-ion-batterye van die tipe 18650 met 'n energieverbruik van 3000 tot 4200 mAh gebruik word.

Die probleem is dat die battery laai. Beide batterypakke deel een spanningsvlak, ons kan sê grond. Bron +5V. deur terminale minus en tweede bron -5V deur terminale plus. Uitsette vir beide batterye word in serie gekoppel. Tydens die laai moet die kragtoevoer parallel gekoppel wees, as ons nie die gebruik van twee eksterne laaiers vermy nie. Om hierdie rede word relais K3 en K4 by die elektriese diagram gevoeg.

Relais word geaktiveer as laaier aan +5V gekoppel is. In hierdie geval word kragtoevoer van seriële verbinding na parallel oorgeskakel. Tydens laai Die telbord kon nie gebruik word nie, dit is 'n nadeel. Die tweede nadeel is relatief lang laai tyd. Die laaier aan die binnekant van die batteryhouer en 'n ekstra laaier wat 5V bied, bied 'n nie -effektiewe kombinasie. Laai tyd is meer as 12 uur. As u van plan is om batterye buite die instrument te laai, kan u die relais weglaat en ekstern, maar minder gemaklik, doen.

Tafeleenheid en beheerkaste:

Die nuwe tafel -eenheid word nie baie verander in vergelyking met die ou nie. Battery "state" led en "on" led is nie van houer na voorpaneel bedraad nie en is sigbaar deur gate in die kant van die boks. Hierdie manier word bedrading vereenvoudig en daarom moet hierdie kant van die boks aan die voorkant wees. Die spreker is ook na hierdie kant toe gerig.

In plaas van twee telefoonaansluitings vir Control Box -drade, is daar net een dubbele telefoonaansluiting. Die verbinding met die klankmodule word aangepas om die geraas in die luidspreker te verminder.

Stap 2: Konstruksie

Telbord

Vir PCB -ontwerp is ek gewoond om PCB -ontwerp in Eagle te ontwerp, maar hierdie geval was spesiaal. PC -bord is relatief groot, grootte 285 x 206 mm is te veel vir Eagle, gratis weergawe. Op soek na 'n ander PCB sagteware, het ek Easyeda gevind. Dit is gratis en aanvaar PCB in enige grootte. Binne die bord is daar twee groot afsnypunte vir batteryhouers en een vir luidspreker. Vervaardiging is deur JLCPCB gedoen en alle afsny is deur produsent gesny. Ek was gelukkig, want dit spaar my werk.

As u nie die bord wil bestel nie, het ek Gerber -lêers aangeheg vir twee borde se telbord en tafeleenheidbord. Dit is 'n nuwe weergawe met aflosse. Op die foto in my artikel is daar nog 'n ou weergawe met relais op die eksterne bord, moenie verwar word nie.

PCB is op A4 -raam geplaas. Ek het 'n raam vir foto's in 'n groter hardewarewinkel gekoop. Dit kan enige A4 wees, maar moet ongeveer 3 cm diep wees. Die bord bevat gate vir montering en is toegerus met skroewe deur plastiekhakies.

Die voorpaneel is bedek met deursigtige akrielglas. Onder glas is fotopapiermasker met gesnyde vensters vir uitstallings. Ek was oorspronklik van plan om melkakrielglas sonder masker te gebruik, maar die sigbaarheid was swak. Uiteindelik sit ek 'n deursigtige akrielglas op die voorkant. Dit is nie nodig om gate vir battery -aanwysers te sny nie; lig is sigbaar deur papier.

Wees versigtig om die boonste vlak van die komponente net onder akrielglas te hou. Dit geld veral vir alle skerms, alle LED's en alle aanraakknoppiesmodules. Dit hang af van die grootte van die houer. Vir uitstallings gebruik ek ronde penkoppe. Hulle is meer betroubaar en die hoogte is aanvaarbaar. In my geval gebruik ek afstandswassers om die boonste vlak te hou vir aanraakknoppies en leds.

Papiermuskaat word deur Sketch in Windows gedoen. Om dit meer lewendig te maak, plaas ek 'n foto van weide..

Tafeleenheid

Statusligte se ligte op die batteryhouer is direk sigbaar deur gate in die voorpaneel. Daar is gate vir die luidspreker aan dieselfde kant van die tafeleenheid.

Beheer boks

Twee kabels vir beheerkaste is standaard telefoonkabels met vier drade. Hulle word sonder verbindings in elke boks vasgemaak en vasgemaak. Aan die ander kant van die kabels word die telefoonaansluiting met 'n krimpgereedskap aangebring.

In die boks word die drade direk aan die prototipe PCB gesoldeer. Op hierdie bord is twee raaksensors loodreg gemonteer aan elke kant van die boks. Op die aanraking is daar 'n gat met 'n deursnee van 12 mm, wat maklik toeganklik is. Konstruksie is duidelik uit aangehegte foto's.

Stap 3: sagteware

Twee Arduino ino -lêers, een vir telbord en een vir tafeleenheid (bedieningsboks), is hieronder. Bluetooth-modules HC-05 moet eers gekoppel word. Gebruik Arduino, AT -opdragte en die beste instruksies is hier. In die telbord is 'n meester, 'n slaaf is in die tafel -eenheid geleë. Aanbevole baud -tempo is 38400 en die adresmodus as 'fix'.

Beide genoemde ino -lêers moet aangevul word met algemene lêer pitches.h. Hoe om dit te doen, is op die webwerf Arduino. Hierdie keer is ino -lêers en alle ander lêers sonder probleme na die Instructables -redakteur gelaai en ek hoop dat dit maklik afgelaai kan word.

Oor die algemeen verskil nuwe lêers nie veel van die oorspronklike nie. Wat verbeter word:

• In die skakelaar -modus word bedienerspelers op die regte oomblik van die spel vervang, die ou probleem is opgelos
• Regstellingsknoppie is slegs aangeskakel vir die speler wat laas bedien is
• Die telling van punte en die keuse van die bedienende speler na regstelling via die aanraakknoppie in die bedieningsboks is vasgestel.

Wat die Arduino -program betref, is ek nie 'n programmeerder nie en ek weet dat die kode nie perfek geoptimaliseer kan word nie, maar werk amper perfek.

Stap 4: Gevolgtrekking

Die helderheid van syfersegmente op die vertoonde foto's is vervaag, maar dit is nie waar nie. Trouens, dit is duidelik en skerp.

U kan die oorspronklike video sien, waar die helderheid goed is. Op die volgende video1 kan u 'n demonstrasie van telpunte op die telbord van die battery sien. Weereens, op hierdie video is daar 'n probleem met duidelike segmentlig, maar die probleem word veroorsaak deur sterk beligting tydens die opname van video.

Daar is nog 'n paar maniere of voorstelle vir verbetering. Die verbruik van stroom kan verminder word deur die skerms van 7 segmente te vervang deur TFT LCD-skerms met 'n grootte van ongeveer 2,3 . As slegs getalle getoon word, sou die geheue ruimte vir Arduino aanvaarbaar wees?

Ek hoop dat u hierdie projek en sport ook sal geniet.