Bảng điểm Bluetooth của pin Li-ion: 4 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:31

Giới thiệu

Dự án dựa trên Tài liệu hướng dẫn của tôi từ năm ngoái: Bảng điểm bóng bàn Bluetooth

Scoreboard dành riêng cho người hâm mộ thể thao nghiệp dư và người chơi bóng bàn Nhưng nó không chỉ áp dụng cho bóng bàn. Có thể được sử dụng cho các môn thể thao khác như Bóng chuyền, Cầu lông và mỗi môn thể thao yêu cầu tính điểm. Bằng cách thay đổi phần mềm đơn giản, phần mềm có thể được áp dụng cho bất kỳ giá trị điểm tối đa nào trong trận đấu.

Nguyên tắc kỹ thuật dựa trên giao tiếp qua Bluetooth giữa đơn vị Bảng (đơn vị dưới bàn) và chính Bảng điểm. Hai Hộp Điều khiển được gắn dưới bàn ở mỗi bên đầu phát và được kết nối bằng cáp với Thiết bị Bàn. Người chơi sau mỗi điểm thắng nhấn nút cảm ứng lớn trên Hộp điều khiển. Theo hành động đó, điểm số trên bảng được thay đổi thành giá trị cộng với một điểm..

So với dự án cũ, có một số cải tiến đáng kể:

• Bảng điểm là sự an toàn. Không còn điện áp chính 220V! Nguồn cung cấp bao gồm hai khối pin Li-ion, mỗi khối có hai pin, loại 18560. Thiết bị Bảng vẫn được cung cấp bởi một pin Li-ion 18560.
• Việc xây dựng được đơn giản hóa và tất cả các thành phần đều nằm trên một bảng mạch in lớn hơn.
• Khung nhỏ hơn và mỏng hơn, khoảng 3.0 cm và kích thước chính xác A4.
• Phần mềm là một phiên bản mới với các lỗi đã được sửa chữa.

Những đặc điểm chính:

• Màn hình 7 phân đoạn lớn 2,3 inch
• Các nút điều khiển cảm ứng
• Các quy tắc kiểm soát phần mềm theo quy tắc quốc tế cho Bóng bàn
• Bluetooth chuyển dữ liệu từ bảng sang Bảng điểm
• Chỉ báo trạng thái pin
• Thời gian hoạt động của pin tối thiểu. 5 giờ (Bảng điểm) và khoảng 12 giờ cho Bảng điều khiển
• Các hộp điều khiển dưới bàn ở mỗi bên người chơi
• Bộ bàn gắn dưới bàn kết nối với hai hộp điều khiển Hộp điều khiển có nút cảm ứng phía trước cho phép thêm điểm cộng một điểm cho mỗi người chơi
• Hộp điều khiển với nút cảm ứng phía sau cho phép sửa chữa trừ một trong trường hợp nhầm lẫn
• Chỉnh sửa chỉ được chấp nhận cho người chơi có giá trị điểm số tăng lên gần đây nhất
• Xác nhận âm thanh cho mỗi lần nhấn nút
• Âm thanh giai điệu khác nhau ở cuối trò chơi và trận đấu
• Tỷ số cuối cùng được hiển thị 10 giây sau khi kết thúc trận đấu
• Kết thúc trận đấu kích hoạt bắt đầu một trò chơi mới bằng cách vào chế độ cài đặt

Cài đặt cho phép chọn:

• Số trò chơi cho trận đấu, cài đặt trước là 3, tùy chọn 4 đến 9
• Người chơi giao bóng đầu tiên A hoặc B, đặt trước A
• Đổi bên sau mỗi trận đấu, nếu bên được đổi, điểm hiển thị trên Bảng điểm cũng được chuyển

Quân nhu

Bảng điểm:

Trình điều khiển màn hình Led IC1 MAX7219, Trình điều khiển Led

• IC2, IC3 MAX394 (hoặc MAX333 rẻ hơn), 2x, Công tắc tương tự
• U1 Arduino Nano, Arduino
• U2 HC-05 Bluetooth không dây, HC-05
• Mô-đun âm thanh X1 LM386
• Q1 - Q6, IRF540 N-Kênh 6 x, MOSFET
• TTP1 - TTP4 Cảm ứng chạm nhỏ 4x, TTP223A
• LED1 -LED6, 7-đoạn 2,3 ", 6x, Màn hình
• LED7, 7 đoạn 0,56 ", màn hình nhỏ
• LED8, LED9, dẫn trắng 2x
• LED10 dẫn màu xanh lam
• LED11 dẫn đỏ
• K3, K4 Rơ le TQ2-5V, 2x, Rơ le
• R1, R2, R6, R16 Điện trở 1k 4x,
• R3, Điện trở R4 470 2x,
• Điện trở R5 100,
• R7, R8 Điện trở 22k, 2x,
• R9 - R14 Điện trở 4k7 6x,
• Điện trở R15 220,
• C1, C5 Tụ M1 2x,
• Tụ C2 10M,
• C3, C4 4700M 2x,
• Cầu hoặc cầu nhảy B1, B2,
• P1 - P3, Kết nối 6P 2x, 4P 1x, JST XH
• Đầu nối cho màn hình 2,3 inch, Pinhead
• Loa 3W
• Pin LI-ion đôi 2x, Giá đỡ
• Pin Li-ion 4x, 3000mAh
• Đầu nối USB, bảng đột phá, loại C
• Thiết bị đầu cuối vít,
• Chuyển đổi DPDT, Chuyển đổi
• Khung A4,

Đơn vị bảng:

• U1 Arduino Nano, Arduino,
• U2 HC-05 Bluetooth không dây, HC-05
• U3 Công tắc đôi,
• Mô-đun âm thanh U4, LM386
• Điện trở R1 1k,
• R2, R3 Điện trở 22k, 2x
• Tụ C1 470M,
• C2 Tụ M1,
• J1 Đầu nối đôi, Điện thoại
• Pin Li-ion, 3000mAh
• Pin Li-ion, Giá đỡ đơn
• Bảng ngắt kết nối USB, loại C
• Chuyển đổi SPST,
• Loa 3W
• Hộp nhựa, Hộp lớn

Hộp điều khiển:

• Cảm ứng chạm lớn 4x, TTP223B
• Cáp điện thoại 4 dây khoảng 3m
• kết nối điện thoại 2x
• Hộp nhựa, Hộp nhỏ

Tụ điện, điện trở, ốc vít và các bộ phận nhỏ khác có sẵn ở các cửa hàng địa phương.

Các công cụ chính bắt buộc:

• Trình điều khiển máy khoan không dây
• Hàn sắt
• Bộ tuốc nơ vít
• Công cụ uốn cáp

Bước 1: Sơ đồ đấu dây

Bảng điểm

Mô tả chi tiết về hệ thống dây điện hoàn chỉnh được hiển thị trong tài liệu gốc. Lần này tôi sẽ giải thích sự khác biệt.

Nguồn cung cấp pin mới nên thay thế nguồn cũ với hai điện áp: + 5V và -5V. Điện áp danh định của một pin là khoảng 4,2V, điều này là không đủ. Chúng tôi cần tăng điện áp. Pin sở hữu tích hợp tăng áp 5V là giải pháp tốt. Ngoài ra, hộp đựng pin có tích hợp bộ sạc pin và bảo vệ pin lithium. Bằng cách này, pin có thể được sạc bên trong ngăn chứa.

Đối với yêu cầu năng lượng lớn hơn, có hai pin trong mỗi ngăn. Đây là tính toán rất đại khái mà không tính đến hiệu quả: Dòng tiêu thụ khoảng 300mA cho mỗi nguồn pin 5V. Giả sử thời gian hoạt động 10 giờ, chúng ta cần 1500mAh bằng 10, có nghĩa là 15000mAh cho 2 pin. Điều đó có nghĩa là 7500mAh cho một nguồn pin. Nó cao hơn nhiều so với dung lượng thông thường khoảng 3500mAh. Để hài lòng với thời gian hoạt động khoảng 5 giờ, có thể sử dụng pin Li-ion loại 18650 có năng lượng từ 3000 đến 4200mAh.

Vấn đề là sạc pin. Cả hai bộ pin đều có chung một mức điện áp, có thể nói là nối đất. Nguồn + 5V. bởi thiết bị đầu cuối trừ và nguồn thứ hai -5V bởi thiết bị đầu cuối cộng. Đầu ra cho cả hai bộ pin được kết nối nối tiếp. Trong quá trình sạc, nguồn điện phải được kết nối song song, nếu chúng ta không ngăn cản việc sử dụng hai bộ sạc bên ngoài. Vì lý do này, các rơle K3 và K4 được thêm vào sơ đồ điện.

Rơ le được kích hoạt nếu bộ sạc được kết nối với + 5V. Trong trường hợp này, nguồn điện được chuyển từ kết nối nối tiếp sang song song. Trong quá trình sạc không thể sử dụng Bảng điểm, đây là một điểm bất lợi. Nhược điểm thứ hai là thời gian sạc tương đối lâu. Bộ sạc bên trong ngăn chứa pin và thêm bộ sạc bên ngoài cung cấp 5V, tạo nên một sự kết hợp không mấy hiệu quả. Thời gian sạc hơn 12 giờ. Nếu bạn định sạc pin bên ngoài thiết bị, bạn có thể bỏ qua rơ le và thực hiện nhanh hơn ở bên ngoài, nhưng ít thoải mái hơn..

Đơn vị Bảng và Hộp điều khiển:

Đơn vị Bảng mới không thay đổi nhiều so với đơn vị cũ. Đèn led "trạng thái" của pin và đèn "bật" không được nối dây từ giá đỡ đến bảng điều khiển phía trước và có thể nhìn thấy qua các lỗ ở mặt bên của hộp. Cách này được đơn giản hóa đi dây và do đó, mặt này của hộp phải là mặt trước. Loa cũng được định hướng sang bên này.

Thay vì hai đầu nối điện thoại cho dây Hộp điều khiển, chỉ có một đầu nối điện thoại đôi. Kết nối với mô-đun âm thanh được sửa đổi để giảm tiếng ồn trong loa.

Bước 2: Thi công

Bảng điểm

Đối với thiết kế PCB, tôi đã từng thiết kế PCB trong Eagle, nhưng trường hợp này đặc biệt. Bo mạch PC tương đối lớn, kích thước 285 x 206 mm là quá sức so với Eagle, phiên bản miễn phí. Tìm kiếm một số phần mềm PCB khác, tôi đã tìm thấy Easyeda. Nó miễn phí và chấp nhận PCB ở mọi kích thước. Bên trong bo mạch có hai phần cắt lớn dành cho giá đỡ pin và một phần dành cho loa. Việc chế tạo được thực hiện bởi JLCPCB và tất cả những phần bị cắt bỏ đều do nhà sản xuất cắt bỏ. Tôi rất vui, vì điều này giúp tôi tiết kiệm được một số công việc.

Nếu bạn không đặt mua bảng, tôi đã đính kèm tệp Gerber cho hai bảng Scoreboard và bảng Table Unit. Nó là một phiên bản mới với rơ le. Trên hình trong bài viết của tôi vẫn còn phiên bản cũ với rơ le được bổ sung trên bo mạch bên ngoài, đừng nhầm lẫn.

PCB được đặt vào khung A4. Tôi đã mua khung cho ảnh ở một cửa hàng phần cứng lớn hơn. Nó có thể là A4 bất kỳ, nhưng phải sâu khoảng 3 cm. Bảng có các lỗ để lắp và được lắp bằng vít thông qua các giá đỡ bằng nhựa.

Mặt trước được bao phủ bởi kính acrylic trong suốt. Dưới kính là mặt nạ giấy ảnh với các cửa sổ cắt để trưng bày. Ban đầu tôi định sử dụng thủy tinh acrylic sữa không có mặt nạ, nhưng khả năng hiển thị kém. Cuối cùng tôi đặt mặt trước, kính acrylic trong suốt. Các lỗ cho đèn báo pin không cần thiết phải cắt, ánh sáng có thể nhìn thấy qua giấy.

Hãy cẩn thận để giữ mức độ cao hơn của các thành phần ngay dưới kính acrylic. Điều này đặc biệt đúng với tất cả các màn hình, tất cả đèn led và tất cả các mô-đun nút cảm ứng. Nó phụ thuộc vào kích thước ổ cắm. Đối với màn hình, tôi sử dụng đầu ghim tròn. Chúng đáng tin cậy hơn và chiều cao ở mức chấp nhận được. Trong trường hợp của tôi, tôi sử dụng bộ rửa khoảng cách để giữ mức cao hơn cho các nút cảm ứng và đèn led.

Giấy xạ hương được thực hiện bởi Sketch trong Windows. Để làm cho nó sinh động hơn, tôi chèn một bức ảnh đồng cỏ..

Đơn vị bảng

Đèn báo trạng thái trên giá đỡ pin có thể nhìn thấy trực tiếp qua các lỗ trên bảng điều khiển phía trước. Có các lỗ cho loa trên cùng một mặt của Bộ bàn.

Hộp điều khiển

Hai cáp cho Hộp điều khiển là cáp điện thoại 4 dây tiêu chuẩn. Chúng được gắn và cố định trong mỗi Hộp mà không cần đầu nối. Ở phía bên kia của cáp, đầu nối điện thoại được lắp bằng dụng cụ uốn cáp.

Bên trong hộp, dây được hàn trực tiếp vào PCB nguyên mẫu. Trên bảng này được gắn hai Cảm biến cảm ứng vuông góc, ở mỗi bên của hộp. Tại vị trí khu vực chạm có lỗ đường kính 12mm, dễ dàng tiếp cận. Xây dựng rõ ràng từ ảnh đính kèm.

Bước 3: Phần mềm

Dưới đây là hai tệp Arduino ino, một cho Bảng điểm và một cho đơn vị Bảng (Hộp điều khiển). Đầu tiên phải ghép nối các mô-đun Bluetooth HC-05. Sử dụng Arduino, lệnh AT và các hướng dẫn tốt nhất ở đây. Trong Bảng điểm có cái chính, cái phụ nằm bên trong Đơn vị Bảng. Tốc độ Baud được đề xuất là 38400 và chế độ địa chỉ là "sửa chữa".

Cả hai tệp ino được đề cập phải được bổ sung bằng các tệp pitch.h chung. Cách làm là trên trang web Arduino. Lần này các tệp ino và tất cả các tệp khác đã được tải vào trình chỉnh sửa Hướng dẫn mà không gặp bất kỳ sự cố nào và tôi hy vọng sẽ được tải xuống dễ dàng.

Nói chung, các tệp mới không khác nhiều so với các tệp gốc, cũ. Những gì được cải thiện:

• Trong chế độ Switch Side có người chơi phục vụ được thay thế vào đúng thời điểm của trò chơi, sự cố cũ đã được khắc phục
• Nút sửa chỉ được bật cho trình phát được phân phát cuối cùng
• Việc đếm điểm và lựa chọn cầu thủ giao bóng sau khi chỉnh sửa thông qua nút cảm ứng trong Hộp điều khiển được cố định.

Liên quan đến chương trình Arduino, tôi không phải là một lập trình viên và tôi biết rằng mã không thể được tối ưu hóa hoàn hảo, nhưng đang hoạt động gần như hoàn hảo.

Bước 4: Kết luận

Độ sáng của các số 7 đoạn trên ảnh hiển thị bị mờ đi, nhưng không phải là sự thật. Trong thực tế, nó là rõ ràng và sắc nét.

Bạn có thể xem video gốc, ở nơi độ sáng là OK. Trên video1 tiếp theo, bạn có thể xem phần minh họa về cách đếm điểm trên Bảng điểm pin. Một lần nữa, trên video này có vấn đề với ánh sáng phân đoạn rõ ràng, nhưng vấn đề là do Ánh sáng mạnh trong quá trình quay video.

Vẫn có một số cách hoặc đề xuất để cải thiện. Có thể giảm mức tiêu thụ dòng điện bằng cách thay thế màn hình 7 đoạn bằng màn hình TFT LCD với kích thước khoảng 2,3 . Nếu chỉ hiển thị số, không gian bộ nhớ có được chấp nhận cho Arduino không?

Tôi hy vọng bạn cũng sẽ thích dự án này và môn thể thao.