Papan Skor Bluetooth Baterai Li-ion: 4 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:54

pengantar

Proyek ini didasarkan pada Instruksi saya dari tahun lalu: Papan Skor Tenis Meja Bluetooth

Papan Skor didedikasikan untuk penggemar olahraga amatir dan pemain tenis meja Tapi tidak berlaku hanya untuk tenis meja. Dapat digunakan untuk olahraga lain seperti Bola Voli, Bulu Tangkis dan setiap olahraga yang membutuhkan penghitungan poin. Dengan perubahan perangkat lunak sederhana, perangkat lunak dapat diadopsi ke nilai poin maksimal apa pun yang cocok.

Prinsip teknis didasarkan pada komunikasi melalui Bluetooth antara unit Tabel (unit di bawah tabel) dan Papan Skor itu sendiri. Dua Kotak Kontrol dipasang di bawah meja di setiap sisi pemain dan dihubungkan dengan kabel ke Unit Meja. Pemain setelah setiap poin kemenangan tekan tombol sentuh besar pada Kotak Kontrol. Menurut tindakan itu, skor diubah di papan menjadi nilai plus satu poin..

Dibandingkan dengan proyek lama, ada beberapa peningkatan substansial:

• Papan skor adalah keamanan. Tidak ada lagi tegangan utama 220V! Catu daya terdiri dari dua blok baterai Li-ion, masing-masing dengan dua baterai, tipe 18560. Unit Meja tetap ditenagai oleh satu baterai Li-ion 18560.
• Konstruksi disederhanakan dan semua komponen ditempatkan pada satu papan sirkuit cetak yang lebih besar.
• Bingkai lebih kecil dan tipis, sekitar 3,0 cm dan ukurannya persis A4.
• Perangkat lunak adalah versi baru dengan kesalahan yang diperbaiki.

Fitur utama:

• Layar 7-segmen besar 2,3 inci
• Tombol kontrol sentuh
• Aturan yang dikendalikan perangkat lunak sesuai dengan aturan internasional untuk Tenis Meja
• Bluetooth mentransfer data dari meja ke Papan Skor
• Indikator status baterai
• Waktu pengoperasian baterai min. 5 jam (Papan Skor), dan sekitar 12 jam untuk Panel Kontrol
• Kotak kontrol di bawah meja di setiap sisi pemain
• Unit Meja yang dipasang di bawah meja terhubung ke dua kotak kontrol Kotak kontrol dengan tombol sentuh depan memungkinkan untuk menambah skor plus satu poin untuk setiap pemain
• Kotak kontrol dengan tombol sentuh belakang memungkinkan koreksi minus satu jika terjadi kesalahan
• Koreksi hanya diterima untuk pemain dengan peningkatan nilai skor terakhir
• Konfirmasi suara untuk setiap penekanan tombol
• Suara melodi yang berbeda di akhir permainan dan pertandingan
• Skor akhir ditampilkan 10 detik setelah akhir pertandingan
• Pertandingan akhir mengaktifkan awal permainan baru dengan masuk ke mode pengaturan

Pengaturan memungkinkan untuk memilih:

• Jumlah game untuk pertandingan, preset adalah 3, opsi 4 hingga 9
• Pemain servis pertama A atau B, preset A
• Ganti sisi setelah setiap pertandingan, jika sisi diganti, skor yang ditampilkan di Papan Skor juga diganti

Perlengkapan

Papan angka:

IC1 MAX7219 Led Display driver, Led Driver

• IC2, IC3 MAX394 (atau MAX333 yang lebih murah), 2x, Analog Switch
• U1 Arduino Nano, Arduino
• U2 HC-05 Bluetooth Nirkabel, HC-05
• Modul Audio X1 LM386
• Q1 - Q6, IRF540 N-Channel 6 x, MOSFET
• TTP1 - TTP4 Sensor sentuh kecil 4x, TTP223A
• LED1 -LED6, 7-segmen 2,3", 6x, Tampilan
• LED7, 7-segmen 0,56", Layar kecil
• LED8, LED9, led putih 2x
• LED10 dipimpin biru
• LED11 dipimpin merah
• K3, Relai K4 TQ2-5V, 2x, Relai
• R1, R2, R6, R16 Resistor 1k 4x,
• R3, R4 Resistor 470 2x,
• R5 Resistor 100,
• R7, R8 Resistor 22k, 2x,
• R9 - R14 Resistor 4k7 6x,
• R15 Resistor 220,
• C1, C5 Kapasitor M1 2x,
• C2 Kapasitor 10M,
• C3, C4 4700M 2x,
• B1, jembatan atau pelompat B2,
• P1 - P3, Konektor 6P 2x, 4P 1x, JST XH
• Konektor untuk tampilan 2,3 inci, Pinhead
• Pembicara 3W
• Baterai LI-ion Ganda 2x, Dudukan
• Baterai Li-ion 4x, 3000mAh
• Konektor USB, papan breakout, tipe-C
• terminal sekrup,
• Beralih DPDT, Beralih
• bingkai A4,

Satuan Meja:

• U1 Arduino Nano, Arduino,
• U2 HC-05 Bluetooth Nirkabel, HC-05
• Sakelar ganda U3,
• Modul Audio U4, LM386
• R1 Resistor 1k,
• R2, R3 Resistor 22k, 2x
• Kapasitor C1 470M,
• C2 Kapasitor M1,
• Konektor ganda J1, Telepon
• Baterai Li-ion, 3000mAh
• Baterai Li-ion, Dudukan tunggal
• Papan breakout konektor USB, tipe-C
• Beralih SPST,
• Pembicara 3W
• Kotak plastik, Kotak besar

Kotak kontrol:

• Sensor sentuh 4x besar, TTP223B
• 4 kawat kabel telepon sekitar 3m
• konektor telepon 2x
• Kotak plastik, Kotak kecil

Kapasitor, resistor, sekrup dan bagian kecil lainnya tersedia di toko-toko lokal.

Alat utama yang dibutuhkan:

• Sopir Bor Tanpa Kabel
• Besi solder
• Set obeng
• Alat crimping kabel

Langkah 1: Diagram Pengkabelan

Papan angka

Deskripsi rinci dari kabel listrik lengkap ditunjukkan dalam dokumen asli. Kali ini saya hanya akan menjelaskan perbedaannya saja.

Catu daya baterai baru harus menggantikan yang lama dengan dua tegangan: +5V dan -5V. Satu tegangan nominal baterai sekitar 4.2V, ini tidak cukup. Kita perlu meningkatkan tegangan. Dudukan baterai dengan penguat tegangan terintegrasi untuk 5V adalah solusi yang baik. Selain itu, dudukan baterai berisi pengisi daya baterai terintegrasi dan perlindungan baterai lithium. Dengan cara ini baterai dapat diisi di dalam dudukan.

Untuk kebutuhan daya yang lebih besar ada dua baterai di setiap kompartemen. Berikut adalah perhitungan yang sangat kasar tanpa memperhitungkan efisiensi: Konsumsi arus sekitar 300mA untuk setiap sumber baterai 5V. Dengan asumsi waktu operasi 10 jam kita membutuhkan 1500mAh dengan 10, itu berarti 15000mAh untuk 2 baterai. Itu berarti 7500mAh untuk satu daya baterai. Ini jauh lebih dari kapasitas biasa sekitar 3500mAh. Untuk puas dengan waktu pengoperasian sekitar 5 jam, baterai Li-ion tipe 18650 dengan energi 3000 hingga 4200mAh, bisa digunakan.

Masalahnya adalah pengisian baterai. Kedua paket baterai berbagi satu level tegangan, kita dapat mengatakan ground. Sumber +5V. oleh terminal minus dan sumber kedua -5V oleh terminal plus. Output untuk kedua paket baterai dihubungkan secara seri. Selama pengisian, catu daya harus terhubung paralel, jika kita tidak akan mencegah penggunaan dua pengisi daya eksternal. Untuk alasan ini, relai K3 dan K4 ditambahkan ke diagram listrik.

Relai diaktifkan jika pengisi daya terhubung ke +5V. Dalam hal ini catu daya dialihkan dari koneksi serial ke paralel. Selama pengisian Papan Skor tidak dapat digunakan, ini merupakan kerugian. Kerugian kedua adalah waktu pengisian yang relatif lama. Pengisi daya di dalam dudukan baterai dan pengisi daya eksternal tambahan yang menyediakan 5V, membuat kombinasi yang tidak terlalu efektif. Waktu pengisian lebih dari 12 jam. Jika Anda berencana untuk mengisi baterai di luar instrumen, Anda dapat menghilangkan relai dan melakukannya lebih cepat secara eksternal, tetapi kurang nyaman..

Unit Tabel dan Kotak Kontrol:

Unit Tabel baru tidak banyak berubah dibandingkan dengan yang lama. Baterai "status" led´dan led "on" tidak disambungkan dari dudukan ke panel depan dan terlihat melalui lubang di sisi kotak. Cara ini adalah pengkabelan yang disederhanakan dan oleh karena itu, sisi kotak ini harus berada di sisi depan. Pembicara berorientasi ke sisi ini juga.

Alih-alih dua konektor telepon untuk kabel Kotak Kontrol, hanya ada satu konektor telepon ganda. Koneksi ke modul audio dimodifikasi, untuk mengurangi kebisingan di speaker.

Langkah 2: Konstruksi

Papan angka

Untuk desain PCB saya biasa melakukan desain PCB di Eagle, tetapi kasus ini khusus. Papan PC relatif besar, ukuran 285 x 206 mm terlalu banyak untuk Eagle, versi gratis. Mencari beberapa perangkat lunak PCB lain saya telah menemukan Easyeda. Ini gratis dan menerima PCB dalam berbagai ukuran. Di dalam papan ada dua potongan besar untuk tempat baterai dan satu untuk speaker. Fabrikasi dilakukan oleh JLCPCB dan semua potongan dipotong oleh produsen. Saya senang, karena ini menyelamatkan saya beberapa pekerjaan.

Jika Anda tidak akan memesan papan, saya telah melampirkan file Gerber untuk dua papan Papan Skor dan papan Unit Meja. Ini adalah versi baru dengan relay. Pada gambar di artikel saya masih ada versi lama dengan relay ditambahkan di papan eksternal, jangan bingung.

PCB ditempatkan pada bingkai A4. Saya telah membeli bingkai untuk foto di toko perangkat keras yang lebih besar. Ini bisa berupa A4, tetapi kedalamannya harus sekitar 3 cm. Papan berisi lubang untuk pemasangan dan dilengkapi dengan sekrup melalui braket plastik.

Panel depan ditutupi oleh kaca akrilik transparan. Di bawah kaca adalah topeng kertas foto dengan jendela yang dipotong untuk pajangan. Awalnya saya berencana menggunakan kaca akrilik susu tanpa masker, tetapi visibilitasnya buruk. Terakhir saya pasang di bagian depan, kaca akrilik transparan. Lubang untuk indikator baterai tidak perlu dipotong, cahaya terlihat melalui kertas.

Berhati-hatilah untuk menjaga komponen tingkat atas tepat di bawah kaca akrilik. Hal ini terutama berlaku untuk semua tampilan, semua modul led dan semua tombol sentuh. Itu tergantung pada ukuran soket. Untuk tampilan saya menggunakan kepala pin bulat. Mereka lebih dapat diandalkan dan tinggi dapat diterima. Dalam kasus saya, saya menggunakan pencuci jarak untuk menjaga tingkat atas untuk tombol sentuh dan led.

Kertas musk dilakukan oleh Sketch di Windows. Agar lebih hidup saya sisipkan foto padang rumput..

Satuan Meja

Lampu status pemuda pada dudukan baterai terlihat langsung melalui lubang di panel depan. Ada lubang untuk speaker di sisi yang sama dari Unit Meja.

Kotak kontrol

Dua kabel untuk Kotak Kontrol adalah kabel telepon standar 4 kabel. Mereka terpasang dan dipasang di setiap Kotak tanpa konektor. Di sisi lain kabel, konektor telepon dilengkapi dengan alat crimping kabel.

Di dalam kotak, kabel disolder langsung ke prototipe PCB. Pada papan ini dipasang dua Sensor Sentuh tegak lurus, di setiap sisi kotak. Di lokasi area sentuh, ada lubang dengan diameter 12mm, mudah diakses. Konstruksi jelas dari foto terlampir.

Langkah 3: Perangkat Lunak

Dua file Arduino ino, satu untuk Papan Skor dan satu untuk unit Tabel (Kotak Kontrol) ada di bawah. Modul Bluetooth HC-05 harus dipasangkan terlebih dahulu. Gunakan Arduino, perintah AT dan instruksi terbaik ada di sini. Di Papan Skor ada master, budak terletak di dalam Unit Tabel. Kecepatan Baud yang disarankan adalah 38400 dan mode alamat sebagai "perbaikan".

Kedua file ino yang disebutkan harus dilengkapi dengan file pitches.h. Cara melakukannya adalah di situs web Arduino. Kali ini file ino dan semua file lainnya dimuat ke editor Instructables tanpa masalah dan saya harap dapat diunduh dengan mudah.

Umumnya, file baru tidak jauh berbeda dengan yang lama dan asli. Apa yang ditingkatkan:

• Dalam mode Switch Side ada pemain yang melayani diganti pada saat permainan yang tepat, masalah lama telah diperbaiki
• Tombol koreksi diaktifkan hanya untuk pemain yang terakhir dilayani
• Penghitungan poin dan pemilihan pemain servis setelah koreksi melalui tombol sentuh di Kotak Kontrol diperbaiki.

Mengenai program Arduino, saya bukan seorang programmer dan saya tahu bahwa kode tidak dapat dioptimalkan dengan sempurna, tetapi bekerja hampir sempurna.

Langkah 4: Kesimpulan

Kecerahan angka 7-segmen pada foto yang ditampilkan memudar, tetapi itu tidak benar. Bahkan, itu jelas dan tajam.

Anda dapat melihat video asli, di mana kecerahannya OK. Pada video1 berikutnya Anda dapat melihat demonstrasi penghitungan poin di Battery Scoreboard. Sekali lagi, pada video ini ada masalah dengan cahaya segmen yang jelas, tetapi masalah ini disebabkan oleh Pencahayaan yang kuat saat merekam video.

Masih ada beberapa cara atau saran untuk perbaikan. Konsumsi arus dapat dikurangi dengan mengganti tampilan 7-segmen dengan tampilan LCD TFT dengan ukuran sekitar 2,3 . Jika hanya angka yang ditampilkan, ruang memori dapat diterima untuk Arduino?

Saya harap Anda akan menikmati proyek dan olahraga ini juga.