Tablou de bord Bluetooth al bateriei Li-ion: 4 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:42

Introducere

Proiectul se bazează pe instructabilele mele din ultimul an: Tablou de bord Bluetooth pentru tenis de masă

Tabloul de bord este dedicat fanilor sportului amator și jucătorului de tenis de masă, dar nu se aplică doar tenisului de masă. Poate fi folosit pentru alte sporturi precum volei, badminton și pentru fiecare sport care necesită numărarea punctelor. Prin simpla schimbare de software, software-ul ar putea fi adoptat la orice valoare maximă de puncte în meci.

Principiul tehnic se bazează pe comunicarea prin Bluetooth între unitatea Table (unitate sub tabel) și tabloul de bord în sine. Două cutii de control sunt montate sub masă pe fiecare parte a jucătorului și conectate prin cablu la unitatea de masă. Jucătorul după fiecare punct câștigător, apăsați butonul tactil mare pe Control Box. În conformitate cu acțiunea respectivă, scorul este schimbat la bord, la valoare plus un punct..

Comparativ cu proiectul vechi, există câteva îmbunătățiri substanțiale:

• Tabloul de bord este siguranță. Gata cu tensiunea principală de 220V! Sursa de alimentare constă din două blocuri de baterii Li-ion, fiecare cu două baterii, tip 18560. Unitatea de masă rămâne alimentată de o baterie Li-ion 18560.
• Construcția este simplificată și toate componentele sunt amplasate pe o placă de imprimare mai mare.
• Cadrul este mai mic și mai subțire, aproximativ 3,0 cm și are dimensiunea exact A4.
• Software-ul este o nouă versiune cu erori corectate.

Caracteristici principale:

• Afișaj mare pe 7 segmente de 2,3 inci
• Atingeți butoanele de control
• Reguli controlate de software conform regulilor internaționale pentru tenis de masă
• Transferul de date Bluetooth de la tabel la tabloul de bord
• Indicatori de stare a bateriei
• Durata de funcționare a bateriei min. 5 ore (Tablou de bord) și aproximativ 12 ore pentru Panoul de control
• Casete de control sub masă pe fiecare parte a jucătorului
• Unitatea de masă montată sub masă conectată la două cutii de control Caseta de control cu butonul tactil frontal permite adăugarea scorului plus un punct pentru fiecare jucător
• Caseta de control cu butonul tactil din spate permite corectarea minus una în caz de greșeală
• Corecția este acceptată numai pentru jucătorul cu ultima valoare a scorului mărită
• Confirmare sunet pentru fiecare apăsare a butonului
• Sunet de melodie diferit la sfârșitul jocului și meci
• Scorul final este afișat la 10 secunde după încheierea meciului
• Finalizarea meciului activează începutul unui nou joc intrând în modul de setare

Setarea permite selectarea:

• Numărul de jocuri pentru meci, presetate este 3, opțiunile 4-9
• Primul jucător care servește A sau B, presetat A
• Schimbați partea după fiecare joc, dacă partea este comutată, scorul afișat pe Tabloul de bord este schimbat și

Provizii

Tablou de bord:

IC1 MAX7219 Driver de afișaj cu led, Driver cu led

• IC2, IC3 MAX394 (sau MAX333 care este mai ieftin), 2x, Switch analogic
• U1 Arduino Nano, Arduino
• U2 HC-05 Bluetooth fără fir, HC-05
• X1 Modul audio LM386
• Q1 - Q6, IRF540 N-Channel 6 x, MOSFET
• TTP1 - TTP4 Senzor tactil 4x mic, TTP223A
• LED1 -LED6, 7-segmente 2.3 ", 6x, Afișaj
• LED7, 7 segmente 0,56 ", afișaj mic
• LED8, LED9, led alb 2x
• LED10 led albastru
• LED11 led roșu
• K3, K4 Releu TQ2-5V, 2x, Releu
• R1, R2, R6, R16 Rezistor 1k 4x,
• R3, R4 Rezistor 470 2x,
• R5 Rezistor 100,
• R7, R8 Rezistor 22k, 2x,
• R9 - R14 Rezistor 4k7 6x,
• R15 Rezistor 220,
• C1, C5 Condensator M1 2x,
• C2 Condensator 10M,
• C3, C4 4700M 2x,
• Punte sau jumper B1, B2,
• P1 - P3, Conectori 6P 2x, 4P 1x, JST XH
• Conectori pentru afișaje de 2,3 inci, cap de pin
• Difuzor 3W
• Baterie dublă LI-ion 2x, suport
• Baterii Li-ion 4x, 3000mAh
• Conector USB, placă de tip breakout, de tip C.
• Terminal cu șurub,
• Comutați DPDT, comutați
• Cadru A4,

Unitate de masă:

• U1 Arduino Nano, Arduino,
• U2 HC-05 Bluetooth fără fir, HC-05
• U3 comutator dublu,
• Modul audio U4, LM386
• Rezistor R1 1k,
• R2, R3 Rezistor 22k, 2x
• C1 Condensator 470M,
• C2 Condensator M1,
• J1 conector dublu, telefon
• Baterie Li-ion, 3000mAh
• Baterie Li-ion, suport unic
• Placă de conectare a conectorului USB, de tip C.
• Comutați SPST,
• Difuzor 3W
• Cutie de plastic, Cutie mare

Cutie de control:

• Senzor tactil mare 4x, TTP223B
• Cablu telefonic cu 4 fire aproximativ 3m
• conector telefon 2x
• Cutie de plastic, Cutie mică

Condensatorul, rezistența, șuruburile și alte piese mici sunt disponibile în magazinele locale.

Instrumente principale necesare:

• Șofer de găurit fără fir
• Ciocan de lipit
• Set șurubelniță
• Instrument de sertizare a cablurilor

Pasul 1: Schema de cablare

Tablou de bord

Descrierea detaliată a cablajului electric complet este prezentată în documentul original. De data aceasta aș explica doar diferențele.

Noua sursă de alimentare a bateriei ar trebui să o înlocuiască pe cea veche cu două tensiuni: + 5V și -5V. O tensiune nominală a unei baterii este de aproximativ 4,2 V, acest lucru nu este suficient. Avem nevoie de tensiune de impuls. Suportul bateriei cu amplificator de tensiune integrat pentru 5V este o soluție bună. În plus, suportul bateriei conține încărcător de baterie integrat și protecție a bateriei cu litiu. În acest fel, bateriile pot fi încărcate în interiorul suportului.

Pentru o putere mai mare, există două baterii în fiecare compartiment. Iată un calcul foarte gros, fără eficiență, luând în considerare: consumul curent este de aproximativ 300mA pentru fiecare sursă de baterie de 5V. Presupunând o durată de funcționare de 10 ore, avem nevoie de 1500mAh cu 10, înseamnă 15000mAh pentru 2 baterii. Asta înseamnă 7500mAh pentru o baterie. Este mult mai mult decât capacitatea tipică de aproximativ 3500mAh. Pentru a fi mulțumiți de durata de funcționare de aproximativ 5 ore, ar putea fi utilizate baterii Li-ion tip 18650 cu energie de la 3000 la 4200mAh.

Problema este încărcarea bateriei. Ambele pachete de baterii au un nivel de tensiune, putem spune la sol. Sursă + 5V. prin terminal minus și a doua sursă -5V prin terminal plus. Ieșirile pentru ambele baterii sunt conectate în serie. În timpul încărcării, sursele de alimentare trebuie să fie conectate paralel, dacă nu vom împiedica utilizarea a două încărcătoare externe. Din acest motiv, releele K3 și K4 sunt adăugate la schema electrică.

Releele sunt activate dacă încărcătorul este conectat la + 5V.. În acest caz, sursele de alimentare sunt comutate de la conexiunea serială la paralelă. În timpul încărcării Tabloul de bord nu a putut fi utilizat, acesta este un dezavantaj. Al doilea dezavantaj este timpul de încărcare relativ lung. Încărcătorul din interiorul suportului bateriei și încărcătorul extern adăugat care furnizează 5V, creează o combinație nu foarte eficientă. Timpul de încărcare este de peste 12 ore. Dacă intenționați să încărcați bateriile în afara instrumentului, puteți omite releul și îl puteți face mai repede la exterior, dar mai puțin confortabil..

Unitate de masă și cutii de control:

Unitatea de masă nouă nu se schimbă foarte mult în comparație cu una veche. Ledul „stare” al bateriei și ledul „pornit” nu sunt conectate de la suport la panoul frontal și sunt vizibile prin găurile din partea laterală a cutiei. În acest fel, cablajul este simplificat și, prin urmare, această latură a cutiei ar trebui să fie față. Speakerul este orientat și către această latură.

În loc de doi conectori de telefon pentru firele Control Box, există doar un conector de telefon dublu. Conexiunea la modulul audio este modificată, pentru a reduce zgomotul difuzorului.

Pasul 2: Construcție

Tablou de bord

Pentru proiectarea PCB sunt obișnuit să fac PCB în Eagle, dar acest caz a fost special. Placa PC este relativ mare, dimensiunea 285 x 206 mm este prea mare pentru Eagle, versiunea gratuită. Căutând alt software pentru PCB, am găsit Easyeda. Este gratuit și acceptă PCB la orice dimensiune. În interiorul plăcii există două tăieturi mari pentru suporturile bateriei și unul pentru difuzor. Fabricarea a fost făcută de JLCPCB și toate tăieturile au fost tăiate de producător. Am fost fericit, pentru că asta îmi scutește de muncă.

Dacă nu veți comanda placa, am atașat fișiere Gerber pentru două tablouri Scoreboard și Table Unit board. Este o versiune nouă cu relee. Pe poza din articolul meu există încă o versiune veche cu relee adăugate pe placa externă, nu vă confundați.

PCB este plasat pe un cadru A4. Am cumpărat cadru pentru fotografie într-un magazin de hardware mai mare. Ar putea fi orice A4, dar ar trebui să fie adânc de aproximativ 3 cm. Placa conține găuri pentru montare și este prevăzută cu șuruburi prin intermediul suporturilor din plastic.

Panoul frontal este acoperit de sticlă acrilică transparentă. Sub sticlă este o mască de hârtie foto cu ferestre tăiate pentru afișaje. Inițial intenționez să folosesc sticlă acrilică cu lapte fără mască, dar vizibilitatea era slabă. În cele din urmă am pus pe față sticlă acrilică transparentă. Găurile pentru indicatoarele bateriei nu sunt necesare tăiate, lumina este vizibilă prin hârtie.

Aveți grijă să păstrați nivelul superior al componentelor chiar sub sticlă acrilică. Acest lucru este valabil mai ales pentru toate afișajele, toate ledurile și toate modulele butoanelor tactile. Depinde de dimensiunea soclului. Pentru afișaje folosesc capete rotunde. Sunt mai fiabile, iar înălțimea este acceptabilă. În cazul meu, folosesc șaibe de distanță pentru a menține nivelul superior pentru butoanele tactile și ledurile.

Moscul de hârtie este realizat de Sketch în Windows. Pentru a-l face mai plin de viață, inserez o fotografie a pajiștii..

Unitatea de masă

Luminile de stare ale suportului bateriei sunt vizibile direct prin găurile din panoul frontal. Există găuri pentru difuzor pe aceeași parte a unității de masă.

Cutie de control

Două cabluri pentru cutii de control sunt cabluri telefonice standard cu 4 fire. Acestea sunt atașate și fixate în fiecare cutie fără conector. Pe cealaltă parte a cablurilor, conectorul telefonului este montat de unealtă de sertizare a cablurilor.

În cutie, firele sunt lipite direct pe prototip PCB. Pe această placă sunt montate două senzori tactili perpendiculari, pe fiecare parte a cutiei. La locul zonei de atingere, există o gaură cu diametrul de 12 mm, ușor accesibilă. Construcția este clară din fotografiile atașate.

Pasul 3: Software

Două fișiere Arduino ino, unul pentru tabloul de bord și unul pentru unitatea Table (caseta de control) sunt mai jos. Modulele Bluetooth HC-05 trebuie asociate la început. Utilizați comenzile Arduino, AT și cele mai bune instrucțiuni sunt aici. În Tabloul de bord există master, slave se află în interiorul Unității de masă. Rata de transmisie recomandată este de 38400 și modul de adresă este „fix”.

Ambele fișiere ino menționate ar trebui să fie completate de pitchs.h de fișiere comune. Cum se face este pe site-ul web Arduino. De data aceasta, fișierele ino și toate celelalte fișiere au fost încărcate fără probleme în editorul Instructables și sper să fie descărcate cu ușurință.

În general, fișierele noi nu sunt foarte diferite de cele vechi, originale. Ce este îmbunătățit:

• În modul Switch Side există jucător de serviciu înlocuit la momentul potrivit al jocului, vechea problemă este remediată
• Butonul de corectare este activat doar pentru ultimul jucător servit
• Numărarea punctelor și selecția jucătorului care servește după corecție prin butonul tactil din caseta de control este fixă.

În ceea ce privește programul Arduino, nu sunt programator și știu că codul nu ar putea fi perfect optimizat, dar funcționează aproape perfect.

Pasul 4: Concluzie

Luminozitatea numerelor cu 7 segmente de pe fotografiile afișate este estompată, dar nu este adevărată. De fapt, este clar și clar.

Puteți vedea videoclipuri originale, unde luminozitatea este OK. În următorul videoclip1 puteți vedea demonstrația numărării punctelor pe Tabloul de bord al bateriei. Din nou, la acest videoclip există o problemă cu lumina segmentului clar, dar problema este cauzată de iluminarea puternică în timpul înregistrării videoclipului.

Există încă câteva modalități sau sugestii de îmbunătățire. Consumul de curent ar putea fi redus prin înlocuirea afișajelor pe 7 segmente cu afișaje TFT LCD cu dimensiunea de aproximativ 2,3 . Dacă ar fi afișate numai numere, spațiul de memorie ar fi acceptabil pentru Arduino?

Sper că vă veți bucura și de acest proiect și de sport.