Arduino Bluetooth Bingo -skerm vir gehoorgestremdes: 8 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:25

Ek en my vrou ontmoet een keer per week vriende en familie om Bingo te speel by 'n plaaslike restaurant/kroeg. Ons sit by 'n lang tafel. Voor my staan 'n man met 'n gestremde gehoor en gesig. Die kamer is baie raserig en die man moet gereeld sy vrou vra om baie van die oproepe te herhaal. Daarom het ek besluit om die Bluetooth-gekoppelde stelsel met twee eenhede hierbo te maak. Op my eenheid voer ek die nommer in en hy sien dit op sy eenheid.

Die versendingseenheid het 'n 12-toets telefoonklavier. Vyf van die sleutels (1, 4, 7, *, 0) is geprogrammeer om die BINGO -alfabetiese karakter van elke nuwe nommer in te voer. Hierdie eenheid het ook 'n skerm van 4 karakters, met 14-segment LED-alfanumeriese karakters wat die volledige nommer toon (bv. B-15).

Die ontvangende eenheid het dieselfde skerm, waarvan die grootte en helderheid meer as voldoende is vir die beoogde kyker. Terwyl die sender -eenheid plat op die tafel sit, kan die ontvangende eenheid ook gekantel word vir beter kyk.

Elke eenheid het 'n skakelaar wat wissel tussen die aanskakel en die laai van die interne Li-ion 9V-battery via die loopaansluiting. 'N Blou LED op elke eenheid wys wanneer Bluetooth verbind is.

Nota: In die volgende sal ek die sender -eenheid aandui as Master en die ontvangende eenheid as Slave.

Stap 1: Kry onderdele, materiaal en gereedskap

Posbestellingsonderdele

Toetsenbord (1) Adafruit $ 7,50 ea

Quad alfanumeriese vertoning (2) Adafruit $ 10 elk

PCB-tipe soldeerbare broodbord (2) Adafruit 3-pak $ 13, Amazon 4-pak $ 13

Arduino Nano (2) Amazon 3-pak $ 13

HC-06 Bluetooth-module (2) Amazon $ 8,50 elk

5 mm vataansluiting (2) Amazon 5-pak $ 8

DPDT-skakelaar Amazon 10-pak $ 6

9V herlaaibare Li-ion battery (2) en dubbele laaier Amazon (EBL) $ 17

Laai kabel, met 9V battery clip-on en loop prop (2) Amazon 5-pack $ 6

Plaaslike onderdele

Klein opbergkas (2), ongeveer 4,75 x 4,75 x 2,5 duim hoog, JoAnn (plaaslik en aanlyn) $ 5,50

#4 Masjienskroewe en moere vir die installering van die skerm (8)

Afstandhouers vir die masjienskroewe (8)

Klein skroewe (in koper skarnierverpakking) vir installasie van die klavier (1 pak) Michaels

Onderdele waarskynlik byderhand

Blou LED (2)

LED houer (2), opsioneel

Lintruipers, vroulik-vroulik

Lintruipers, manlik-vroulik

1K ohm weerstand (4)

2K ohm weerstand (2)

Manlike opskrifte

#22 massiewe koper aansluitdraad: rooi, swart, wit

Materiaal

Hout verseëlaar

Spuit of borsel verf op

Maskeerband, verkieslik gewone en blou tipe

Scotch Permanent Mounting Tape (2-sided foam tape)

Gereedskap

Remklauw (aanbeveel)

Aangedrewe rolsaag of handbewegingsaag

Lêer (of skuurpapier)

Boor en stukkies

Boorgids (het afmetingsgate vir alle stukkies)

Yspik

Juwelier se skroewedraaierstel

Algemene Phillips skroewedraaiers en tang

Draadsnyer

Draadstropper

Soldeertoerusting

Verfkwas

Stap 2: Berei die bokse voor

(Let wel: u sal op die foto's sien dat ek die Master-boks gemaak het voordat ek die boks vir die slaaf by JoAnn gevind het. Ek beveel hierdie boks ten sterkste aan. Dit is amper dieselfde grootte, goed gemaak, redelik geprys en die skarnierdeksel is fantasties in vergelyking met die verwydering en vervanging van skroewe, as ek toegang tot die binnekant nodig het. Ek het eintlik meer betaal vir die meester ¼ duim JoAnn -laaghout wat ek al byderhand gehad het, en ek het tyd en energie gemors om dit te maak. jy sal twee van die JoAnn -bokse gebruik.)

Verwyder die skarnierblare en skarniere. Plaas die skarniere en skroewe in 'n veilige houer om te voorkom dat u dit verloor.

Die skerms en die bedieningspaneel word onder die boksblokke gemonteer, met die voor die hand liggende dele. Meet die dele noukeurig om die afmetings van die vereiste reghoekige gate in die bokse te bepaal, met die oog op 'n netjiese pas. 'N Skuifmaat is die beste vir hierdie doel.

Plaas hierdie buitelyne met die potlood en die liniaal op die boksblaaie, sit dit horisontaal in die middelpunt en plaas dit vertikaal soos verlang. Onthou ook om die LED op die Slave -bokant op te spoor. Ek het (blou) maskeerband op die potloodlyne geplaas om 'n baie goeie gids vir sny te maak.

Boor 'n gat vir die saaglem en sny so naby aan die band as moontlik sonder om oor die lyn te dwaal. Maak die gate klaar deur dit op die band/lyn vas te maak of te skuur. Toets dan die pasvorm met 'n skerm. As dit te styf is, kan u die pas in die relatief sagte bashout afdwing.

Plaas nou die middelste gate vir die skakelaar, domkrag en LED en merk dit met 'n yspak (of middelste pons). Bepaal die deursnee van die gat deur die dele in die boorgids te pas. Boor dan die gate.

Dit is 'n goeie tyd om die buitekant van die boks te seël en te verf. Basswood absorbeer verf, so borsel seël voordat dit geverf word. Na droging het ek die boksbodems en -blaaie met Rustoleum -glansblou gespuit, net aan die buitekant. Ek het gekies om alle gate aan die binnekant met maskeerband te masker.

As dit droog is, sit die bokse van die boks weer op.

'N Grendel is nodig vir die boonste skarnier en moet intern wees sodat die slaaf regop kan sit. Ek het 'n eenvoudige grendel gemaak wat goed werk. Sny 'n plastiese besigheidskaartjie in die gewenste vorm en plak dit aan die binnekant van die boks bo-op, in die middel, soos aangedui op die foto's in die oop boks van stap 6. Boor 'n proefgat en 'n versinkgat in die bokant van die boks aan die voorkant vir 'n klein skroefie wat die plastiek kan vasmaak. Meet die middelste afstand van die skroef af vanaf die boonste rand van die onderkant van die boks, plaas dit op die plastiek en gebruik 'n ysboor om 'n gat in die middel van die plastiek te maak wat die skroef sal verbysteek. Skroef die skroef vas en die boks word vasgemaak. Gebruik 'n dun mes om die plastiek van die skroef af te druk. Om af te sluit, kan u eintlik u vinger gebruik, of weer die mes gebruik.

Stap 3: Monteer die twee skerms

Nota: Toe ek probeer om die uitstallingskit in die onderdele -lys te bestel, was Adafruit in alle kleure nie op voorraad nie. Ek moes dus 'n ander weergawe bestel: die Featherlight Quad Display wat net in die rugsak verskil. Sien https://www.adafruit.com/product/3130. Dit kon egter nie in die boksoppervlakke monteer word nie, so ek moes my eie houer ontwerp. Ek het eenvoudig die vier aktiewe penne op die kopstukke gesoldeer aan 'n soldeerbare tipe bord wat u op die oop-omslagfoto's van stap 6 sien. Ek het vier bevestigingsgate in die perfboard geboor. Ek het selfs 'n manlike kopskakelaar vir die meester gedupliseer, maar besluit om nie so ver in die slaaf te gaan nie.

Hopelik kry u die mooier vertoning wat ek in die onderdele -lys aanbeveel het.

Elke vertoning kom as 'n vierdelige kit: twee dubbele alfanumeriese LED-skerms, 'n rugsak (LED-bestuurder) en 'n 5-pins manlike kopstuk. Die LED's en kop moet aan die rugsak gesoldeer word. Sien die uitstekende tutoriaal op https://learn.adafruit.com/adafruit-led-backpack/0…. U benodig 'n fyn punt soldeerpunt wanneer u die LED-penne langs die IC van die rugsak soldeer. Slegs 4 verbindings met die kop word in hierdie projek gebruik: 5V krag (VCC. GND) en I2C data (SDA) en klok (SCL) lyne.

Stap 4: Maak die printplaat

Ek hou daarvan om die PCB-weergawe van die gewone halfgrootte broodbord te gebruik, veral as ek reeds 'n voorlopige stelselaansluiting met broodbord en bykomende toestelle gedoen het. Die aansluiting van die soldeerbare PCB-weergawe is baie makliker as die alternatiewe soldeerbare perf board (punt-tot-punt) weergawe.

Die aflaai tabel hieronder gee die bedrading instruksies, insluitend manlike koppe vir bekabeling en vroulike kopstukke om Nano en HC-06 voetstukke te maak. Manlike koppe kan van 40 pen stroke verwyder word, maar vroulike koppe moet afgesny word. Ek gebruik 'n Dremel met 'n snywiel.

Die tabel is identies vir Master en Slave, behalwe die sleutelbordkop wat op die Master -bord benodig word.

Bogenoemde foto toon die Slave kaal en voltooide printplaat.

Stap 5: Installeer alle komponente in die bokse

Vertoon

Plaas die skerm in sy gat en merk die vier bevestigingspunte. Boor gate vir die skroewe van die masjien. Kies afstandhouers vir die uitsteeksel waarmee u tevrede is. Skroef dit dan vas.

Klavier

Die monteergate is baie klein. Gelukkig is geskikte skroewe in die koperskermpak beskikbaar. Plaas die klavier in sy gat en merk die vier bevestigingspunte. Gebruik die kleinste bietjie in u stel om begingate te boor. Skroef dit dan vas. Die skroewe steek 'n bietjie bo die bokant uit. As u wil, verwyder die skroewe en lê die punte neer. Herinstalleer.

Skakelaar, Jack en LED

Druk die skakelaar in sy gat en draai dit om die krag aan te skakel. Bevestig dit met die meegeleverde moer.

Installeer ook die domkrag en draai dit vir die beste soldeertoegang.

Plaas laastens die LED in die houer en druk dit in die gat (van voor). Dit moet styf pas.

Printplaat en battery

Ek laat gewoonlik genoeg ruimte in die boks om toegang tot die mikro-kontroleerder (Nano) USB-aansluiting met 'n USB-kabel te kry, sonder om die bord te beweeg, want dit maak ontfouting en veranderinge makliker. Ek het dit nie hier gedoen nie, want die bokse was al groter as wat ek gehoop het.

Ek glo dat dubbelzijdige skuimband 'n goeie manier is om die bord en die battery te installeer. As u minimale band gebruik, kan u dit maklik verwyder, terwyl dit steeds 'n stewige installasie bied. Laat die kleefband totdat u gereed is om vir altyd te knoop.

Stap 6: Installeer bedrading en bekabeling

Bedrading

Die skakelaar is 'n DPDT. Die middelste pale verbind met die battery. Die boonste pale word verbind met die laaipunt. En die onderste pale verbind met Nano se Vin/Gnd -kop.

Soldeer 'n 9V-batteryklem aan die middelste pole van die skakelaar. Die rooi draad sal bepaal watter paal positief is (+).

Soldeeraansluitdraad van die skakelaar se bo -pole na die domkrag.

VOORSIG! Maak seker dat die negatiewe kant na die middelste pen van die domkrag gaan. Hoekom? Omdat die laaispanning negatief is by die middelste pen van die loopprop. Sien stap 8 vir 'n verduideliking.

Gebruik 'n paar M-F lintspringers om die onderpale van die skakelaar aan die Nano se Vin/Gnd-kabelopskrif te koppel. Soldeer die penne aan die onderpale, en maak seker dat Vin na die kabel gaan sonder om te draai.

Gebruik ook 'n paar M-F lintspringers om die LED aan die kop te koppel by die 1K stroombeperkende weerstand op die HC-06 "STATE" uitset. Soldeer die penne aan die LED -drade, en maak seker dat die langer (anode) draad na die weerstand gaan.

Kabels

Die bedieningspaneel, skerm en Nano gebruik almal manlike kopstukke en F-F springers vir verbindings. Let op die kleuroriëntasie van die trui wanneer dit in die kopstukke is, en steek dit weg vir toekomstige verwysing.

Die sleutelbord het 'n matriks -toetsaansluiting, vier rye en drie kolomme, sodat die kopverbinding 7 penne gebruik. Koppel 'n 7-draads F-F-lintruiter in die kop en sonder om te draai, steek die ander kant in die koppeling van die sleutelbordkop van Nano.

Die skerm het 'n 5-pins koppeling, maar ons benodig slegs 4 penne vir krag- en I2C-seriële data (SDA, SCL). Steek 'n 4-draads F-F-trui daarin. Skei die ander kant in twee 2-draads verbindings en steek dit in die broodbord 5v-strook en op Nano se I2C-kopstuk op penne A4-A5. Maak seker dat +5V 5V sal vertoon, en dat SDA SDA sal vertoon.

Ek hou daarvan om die vroulike aansluitings aan elke kabeluiteinde saam te draai om 'n sterker verbinding te maak en dit makliker te maak om aan die manlike kopstukke te koppel.

Stap 7: Laai die sketse af en toets die stelsel

Laai die twee Arduino -sketse hieronder af en plak dit en plak dit in die Arduino IDE (1.8.9 of later).

www.dropbox.com/s/qut4pkywkijbag9/Bingo_Ma…

www.dropbox.com/s/4td68e3vspoduut/Bingo_Slave_7-15.odt?dl=0

Ek glo dat u die sketse maklik verstaanbaar sal vind, want ek het gesorg dat ek nuttige opmerkings byvoeg. Die spesiale funksies van die biblioteke vereenvoudig ook die sketse. Selfs as u 'n funksie nie heeltemal verstaan nie, kan u gemaklik voel omdat dit werk, en u kan dit waarskynlik in 'n skets van u eie gebruik sonder dat daar 'n probleem is.

Koppel u rekenaar aan die Nano USB Mini B -aansluiting in die Master. Ongelukkig moet die Nano -bord gekantel word om dit te doen. Skakel die krag aan en stel die Master -skets saam/af. Herhaal dit ook met die slaaf. U is nou gereed om die stelsel te gebruik.

Verwyder die USB -kabels en skakel albei bokse aan. U moet nou sien dat beide skerms geaktiveer word, met alle koppeltekens. Dit toon dat die krag aan is en die stelsel in werking is. Wag totdat albei Bluetooth -LED's brand, wat aandui dat die Bluetooth -verbinding tussen Master en Slave plaasgevind het.

Opmerking: as u eers op sekere sleutels druk, word 'n alfabetiese inskrywing veroorsaak.

"1" gaan in "B".

"4" gaan in "ek"

"7" gaan in "N"

"*" Gaan in "G"

“0” gaan in “O”

Probeer "B01". Beide Master- en Slave-skerms moet 'B-01' vertoon

Probeer ander inskrywings.

Tik nou "B15" in die hooftoetsenbord. U behoort B-15 op albei skerms te sien. Voer stadig weer B15 in. Die karakters op die Master sal vertoon word terwyl hulle ingevoer word. Die Slave -skerm sal nie verander totdat al drie die karakters in 'n Bingo -nommer ingevoer is nie.

U moet te eniger tyd foute kan uitvee deur op '#' te druk. Doen dit, en die bogenoemde laaste inskrywing moet in beide skerms duidelik wees. As u egter minder as drie karakters invoer en “#” druk, sal slegs u Master -skerm uitvee. Die kyker by die Slave sal dus nie bewus wees van u fout nie.

Dit voltooi die toets. Hoop dit was suksesvol!

Stap 8: Kom meer te wete oor die komponente

Klavier

Sien

en

Die sleutels is vermoedelik bedraad in 'n matriks van 4 rye en 3 kolomme wat net soos die sleutelbord lyk:

{'1', '2', '3'}, {'4', '5', '6'}, {'7', '8', '9'}, {'*', '0', '#'}

Die sleutels in elke ry en elke kolom dra saam. Die 7 ry- en kolomdrade kom uit na die 7-pins koppeling van die toetsbord. Volgens die eerste URL hierbo is die eerste drie penne links van my kop die kolomme, en die volgende vier penne regs is die rye. Dit lyk egter asof die twee URL's die volgorde omkeer, tensy hulle na verskillende kante van die bord kyk. Ek het aanvaar dat sleutel "1" kolom 1 en ry 1 definieer, en die ander kolomme en rye gaan in numeriese volgorde voort. Ek het egter gevind dat die kolomme en rye nie ooreenstem met die ordelike vordering van speldnommers by Nano, soos in beide URL's hierbo gegee nie. Ek kan geen ander rede vind as dat die bedieningspaneel anders bedraad is nie.

RibDie lintkabel van die bedieningspaneel kan met die 7-pen-kop van Nano verbind word sonder om te draai. Die opskrif sluit aan by Nano se D4-D10-insette. Ek het gevind dat die volgorde soos hieronder getoon moet word, sodat die druk op die sleutel behoorlik vertoon kan word:

Toetsenbordpenne (1, 2, 3) kan in die volgorde met Nano -penne (D8, D10, D6} verbind word

Toetsenbordpenne (4, 5, 6, 7) kan in die volgorde met Nano -penne (D9, D4, D5, D7) verbind word

Dit werk beslis reg. Die sketse in stap 7 sorg vir die toewysing van die penaansluiting.

Vertoon

Soos reeds bespreek, is daar vier alfanumeriese, 14-segment LED-skermafdelings. Dit word beheer deur die rugsak wat deur elkeen stap en die toepaslike LED's aansteek.

Sonder die rugsak sou u 14 LED-kragdrade na Nano moes bring, plus 'n 4-draads skermkeuse/algemene terugkeer. Daardie 18 reëls gebruik al 18 Nano digitale I/O-penne (D0-D12 en A0-A5), en laat niks oor vir die 11 penne wat nodig is vir gewone reeks (Arduino IDE), sagteware reeks (Bluetooth) en die sleutelbord (7 penne).

Met die rugsak benodig u slegs die twee I2C digitale drade vir beheer, plus twee +5V krag/gronddrade.

Bluetooth (hierbo getoon)

Die HC-06 is 'n wonderlike klein module. Al wat u hoef te doen is om die reekskarakters wat u wil oordra, te gee en die reekskarakters wat daaraan gestuur word, te lees. Dit sorg vir al die Bluetooth -bedrywighede.

Dit kan gekoppel word aan 'n standaard broodbord of 'n PCB-aansluiting, gemaak van 'n vroulike kopstuk met 'n lengte van 7 penne. Die ses penne is: +5V krag en grond, seriële ingang van Nano RXD), seriële uitset na Nano (TXD) en STATE-uitset wat ons gebruik om die LED aan te dui wat wys wanneer daar 'n verbinding van die twee HC-06 in is Meester en slaaf.

Battery en laaier

Die battery is 'n "9V" litium-ioon. (In hierdie geval geld 9V meer vir pakketkonfigurasie as spanning.) Dit het twee selle in serie, elke sel het 'n nominale uitset van 3,6-3,7V. Die nominale spanning van die battery is dus 7,2-7,4V. By volle lading kan die batteryspanning tot 8,4V wees. Die onderstaande grafiek gee 'n tipiese ontladingskurwe en toon hoe spanning lank bly. Die battery het 'n interne beskermingskring wat 'n afsny van ongeveer 6.6V (3.3V per sel) insluit; Li-ioonbatterye hou nie daarvan om ten volle ontlaai te word nie, en die vinnige spanningsval aan die einde van die ontlading vereis 'n redelike hoë onderbrekingspanning. Let daarop dat die afsnyspanning 'n bietjie minder is as die 7V minimum Nano -spesifikasie, wat voorsiening maak vir die ruimte vir die spanningsreguleerder bo die 5V gereguleerde uitset. Dit is dus moontlik dat Nano sal ophou werk voordat die battery werk.

Die nominale batterylewe is 600 milliamp-ure. Ek het Slave-stroomafvoer gemeet op 113mA met 'n "B-88" -skerm en Bluetooth gekoppel. (Die skerm is gelykstaande aan die meeste kragopwekkende skerms in ons BINGO -toepassing.) Die BINGO -sessie wat ek bywoon, duur ongeveer 2,5 uur, met 6 wedstryde en ongeveer 10 minute tussen speletjies. Ek het tussen die wedstryde afgeskakel. Na 'n nag kom ek by die huis aan, wag vir die slaaf om op te hou werk, wat dit 2,3 uur later gedoen het. Ek lees die spanning en dit was 6,6V, so die battery het opgehou voordat Nano dit gedoen het. Dit is veilig om te sê dat die battery meer as voldoende is vir my doel.

Hier is my Slave -stroommetings (teen 7.2V):

Alles loop, met 'B-88': 113 mA

(Nie 'n regte Bingo -nommer nie, maar word gemiddeld verwag: 7 LED -segmente in elke afdeling aan)

Vertoning skoongemaak: 27 mA (skerm trek die meeste stroom: 113-27 = 86 mA)

Bluetooth nie gekoppel nie, skerm skoongemaak: 64 mA

(Bluetooth stuur nou, probeer om aan te sluit. Dit blyk 'n 64 - 27 mA = 37 mA -effek te wees.)

Bluetooth-module verwyder na afskakel: 51 mA, na aanskakel

(Die vertoning is alle strepe. Elke balk het 2 LED's, dus verwag 2/7 x 86 = 25 mA vir vertoning.

die 26 mA -verskil is dus te danke aan Bluetooth.)

Meesterstroom sal effektief dieselfde wees. Die sleutelbord trek nie krag nie en die Bluetooth -uitsendings is baie kort.

Die laaier en laaikabels word op die foto hierbo getoon. Master en Slave kan terselfdertyd gehef word. As gevolg van die kort kabels moet die laaier in 'n verlengsnoer gekoppel word. Die laaier werk goed, behalwe dat een van die LED's nie afskakel as die battery vol is nie; daar is soortgelyke opmerkings op Amazon oor die LED's.

Charging Die laaikabels is regtig ontwerp om op 'n 9V -battery vas te maak en in 'n vataansluiting aan te sluit om 'n Arduino Uno of ander printplaat aan te dryf. Ek gebruik dit om by die laaier aan te sluit. Maar u moet versigtig wees vir polariteit, soos ek in stap 6 opgemerk het en hieronder verduidelik.

As ons die laadkabel aan die 9V -laaier koppel, is die spanning in die middelste pen van die loopkontak negatief, nie positief soos wanneer ons aan 'n 9V -battery gekoppel is nie. Die laaier- en laaikabelverbindings het dieselfde polariteite; hulle moet vir elkeen 'n 9V -battery aanvaar. Die laaikabelverbinding moet dus 90 grade gedraai word wanneer u die laaier aansluit, om sodoende die polariteite by die vatprop om te draai. Dit is nodig om die battery negatief aan te sluit op die laadaansluiting.