Табло за литиево-йонна батерия: 4 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:51

Въведение

Проектът се основава на моите инструкции от миналата година: Bluetooth Табло за тенис на маса

Таблото е предназначено за любители на спорта и тенисист на маса, но не е приложимо само за тенис на маса. Може да се използва за други спортове като волейбол, бадминтон и всеки спорт, който изисква преброяване на точки. Чрез проста смяна на софтуера, софтуерът може да бъде приет към всяка максимална стойност на точки в съответствие.

Техническият принцип се основава на комуникация чрез Bluetooth между единица Table (единица под масата) и самото табло. Две контролни кутии са монтирани под масата от всяка страна на играча и са свързани с кабел към масата. Играчът след всяка печеливша точка натиска голям бутон за докосване в контролната кутия. Според това действие резултатът се променя на борда на стойност плюс една точка.

В сравнение със стария проект има някои съществени подобрения:

• Таблото е безопасност. Няма повече основно напрежение 220V! Захранването се състои от два блока литиево-йонна батерия, всеки с две батерии, тип 18560. Устройството за маса остава захранвано от една батерия Li-ion 18560.
• Конструкцията е опростена и всички компоненти са разположени на една по -голяма печатна платка.
• Рамката е по -малка и по -тънка, около 3,0 см и размер точно А4.
• Софтуерът е нова версия с коригирани грешки.

Основните функции:

• Голям 7-сегментен дисплей 2,3 инча
• Бутони за управление с докосване
• Софтуерно контролирани правила в съответствие с международните правила за тенис на маса
• Bluetooth прехвърляне на данни от таблица към табло
• Индикатори за състоянието на батерията
• Време на работа на батерията мин. 5 часа (табло) и около 12 часа за контролния панел
• Контролни кутии под масата от всяка страна на играча
• Устройство за маса, монтирано под маса, свързано към две контролни кутии Контролната кутия с преден сензорен бутон позволява да се добави резултат плюс една точка за всеки играч
• Контролната кутия с бутон за докосване назад позволява корекция минус една в случай на грешка
• Корекция се приема само за играч с последна повишена стойност на резултата
• Звуково потвърждение за всяко натискане на бутон
• Различен мелодичен звук в края на играта и мача
• Крайният резултат се показва 10 секунди след края на мача
• Крайният мач активира началото на нова игра, като влезе в режим на настройка

Настройката позволява да изберете:

• Брой игри за съвпадение, предварително зададени са 3, опции 4 до 9
• Първият сервиращ играч A или B, предварително зададен A
• Сменяйте страната след всяка игра, ако страната е сменена, показаният резултат на таблото също се превключва

Консумативи

Табло:

IC1 MAX7219 LED драйвер за дисплей, LED драйвер

• IC2, IC3 MAX394 (или MAX333, което е по -евтино), 2x, аналогов превключвател
• U1 Arduino Nano, Arduino
• U2 HC-05 Безжичен Bluetooth, HC-05
• Аудио модул X1 LM386
• Q1 - Q6, IRF540 N -канал 6 x, MOSFET
• TTP1 - сензор за докосване TTP4 малък 4x, TTP223A
• LED1 -LED6, 7 -сегментен 2.3 ", 6x, Дисплей
• LED7, 7-сегментен 0,56 ", малък дисплей
• LED8, LED9, LED бял 2x
• LED10 LED синьо
• LED11 LED червен
• K3, K4 реле TQ2-5V, 2x, реле
• R1, R2, R6, R16 резистор 1k 4x,
• R3, R4 резистор 470 2x,
• R5 резистор 100,
• R7, R8 резистор 22k, 2x,
• R9 - R14 резистор 4k7 6x,
• R15 резистор 220,
• C1, C5 Кондензатор M1 2x,
• C2 кондензатор 10M,
• C3, C4 4700M 2x,
• B1, B2 мост или джъмпер,
• P1 - P3, конектори 6P 2x, 4P 1x, JST XH
• Конектори за дисплеи 2,3 инча, Pinhead
• Високоговорител 3W
• Двойна литиево-йонна батерия 2x, държач
• Литиево-йонни батерии 4x, 3000mAh
• USB конектор, пробивна платка, C-тип
• Винтова клема,
• Превключете DPDT, превключете
• Рамка А4,

Таблица:

• U1 Arduino Nano, Arduino,
• U2 HC-05 Безжичен Bluetooth, HC-05
• U3 Двоен превключвател,
• U4 аудио модул, LM386
• R1 резистор 1k,
• R2, R3 резистор 22k, 2x
• C1 кондензатор 470M,
• C2 кондензатор M1,
• J1 Двоен конектор, телефон
• Литиево-йонна батерия, 3000mAh
• Литиево-йонна батерия, единичен държач
• Пробивна платка за USB конектор, C-тип
• Превключване на SPST,
• Високоговорител 3W
• Пластмасова кутия, Кутия голяма

Контролна кутия:

• Сензор за докосване голям 4x, TTP223B
• 4 жичен телефонен кабел на около 3 м
• конектор за телефон 2x
• Пластмасова кутия, Кутия малка

Кондензатор, резистор, винтове и други малки части се предлагат в местните магазини.

Необходими основни инструменти:

• Акумулаторна бормашина
• Поялник
• Комплект отвертки
• Инструмент за пресоване на кабел

Стъпка 1: Схема на свързване

Табло

Подробно описание на цялото електрическо окабеляване е показано в оригиналния документ. Този път бих обяснил само разликите.

Новото захранване на батерията трябва да замени старото с две напрежения: +5V и -5V. Номиналното напрежение на една батерия е около 4.2V, това не е достатъчно. Имаме нужда от усилващо напрежение. Държачът на батерията с вграден усилвател на напрежение за 5V е добро решение. Освен това държачът на батерията съдържа вградено зарядно устройство за защита и защита от литиева батерия. По този начин батериите могат да се зареждат вътре в държача.

За по -голямо потребление на енергия има две батерии във всяко отделение. Ето много грубо изчисление, без да се взема предвид ефективността: Консумацията на ток е около 300mA за всеки източник на батерия 5V. Приемайки, че 10 часа работно време се нуждаем от 1500mAh на 10, това означава 15000mAh за 2 батерии. Това означава 7500mAh за една батерия. Това е много повече от типичния капацитет около 3500mAh. За да бъдат удовлетворени от времето на работа около 5 часа, могат да се използват литиево-йонни батерии тип 18650 с енергия от 3000 до 4200mAh.

Проблемът е зареждането на батерията. И двата комплекта батерии споделят едно ниво на напрежение, можем да кажем маса. Източник +5V. чрез клема минус и втори източник -5V от клема плюс. Изходите за двете батерии са свързани последователно. По време на зареждане захранванията трябва да бъдат свързани паралелно, ако няма да предотвратим използването на две външни зарядни устройства. Поради тази причина релета K3 и K4 се добавят към електрическата схема.

Релетата се активират, ако зарядното устройство е свързано към +5V. В този случай захранванията се превключват от последователна връзка към паралелна. По време на зареждане таблото не може да се използва, това е недостатък. Вторият недостатък е относително дългото време на зареждане. Зарядно устройство в държача на батерията и добавено външно зарядно устройство, осигуряващо 5V, създават не много ефективна комбинация. Времето за зареждане е над 12 часа. Ако планирате да зареждате батерии извън инструмента, можете да пропуснете релето и да го направите по -бързо външно, но по -малко удобно.

Таблица и контролни кутии:

Новата таблична единица не се променя много в сравнение със старата. Светодиодът „състояние“и „включен“на батерията не са свързани от държача към предния панел и се виждат през отвори отстрани на кутията. Този начин опростява окабеляването и следователно тази страна на кутията трябва да е от предната страна. Високоговорителят също е ориентиран към тази страна.

Вместо два телефонни конектора за проводници на Control Box, има само един двоен конектор за телефон. Връзката към аудио модула е променена, за да се намали шумът в високоговорителя.

Стъпка 2: Строителство

Табло

За дизайна на печатни платки съм свикнал да правя дизайн на печатни платки в Eagle, но този случай беше специален. PC платката е сравнително голяма, размер 285 x 206 mm е твърде много за безплатната версия на Eagle. Търсейки друг софтуер за печатни платки, намерих Easyeda. Той е безплатен и приема печатни платки от всякакъв размер. Вътре в платката има две големи отрязани за държачи на батерии и една за високоговорители. Изработката е извършена от JLCPCB и всички отрязани са изрязани от производителя. Бях щастлив, защото това ми спести малко работа.

Ако няма да поръчате таблото, прикачих файлове Gerber за две дъски Табло с таблици и Таблица. Това е нова версия с релета. На снимката в моята статия все още има стара версия с добавени релета на външна платка, не се бъркайте.

ПХБ се поставя в рамка А4. Купих рамка за снимка в по -голям магазин за хардуер. Това може да бъде всеки А4, но трябва да е дълбоко около 3 см. Платката съдържа отвори за монтаж и е снабдена с винтове през пластмасови скоби.

Предният панел е покрит с прозрачно акрилно стъкло. Под стъкло е маска от фотохартия с изрязани прозорци за дисплеи. Първоначално планирам да използвам млечно акрилно стъкло без маска, но видимостта беше лоша. Накрая сложих отпред прозрачно акрилно стъкло. Дупки за индикатори на батерията не е необходимо да се изрязват, светлината се вижда през хартия.

Внимавайте да държите горното ниво на компонентите точно под акрилно стъкло. Това важи особено за всички дисплеи, всички светодиоди и всички сензорни бутони. Зависи от размера на гнездото. За дисплеи използвам кръгли глави с щифтове. Те са по -надеждни и височината е приемлива. В моя случай използвам шайби за разстояние, за да поддържам горното ниво за сензорни бутони и светодиоди.

Хартиеният мускус се прави от Sketch в Windows. За да стане по -оживено, вмъквам снимка на ливада..

Таблица

Индикаторите за състоянието на държача на батерията се виждат директно през отворите на предния панел. Има отвори за високоговорители от същата страна на модула за маса.

Контролна кутия

Два кабела за контролни кутии са стандартни 4 жични телефонни кабели. Те са прикрепени и фиксирани във всяка кутия без конектор. От другата страна на кабелите, телефонният конектор е монтиран с инструмент за пресоване на кабели.

Вътре в кутията проводниците са запоени директно към прототипна печатна платка. На тази платка са монтирани два сензора за докосване перпендикулярно, от всяка страна на кутията. На мястото на допирната зона има отвор с диаметър 12 мм, лесно достъпен. Конструкцията е ясна от приложените снимки.

Стъпка 3: Софтуер

Два файла Arduino ino, един за табло и един за единица таблица (контролна кутия) са по -долу. Bluetooth модулите HC-05 трябва първо да бъдат сдвоени. Използвайте Arduino, AT команди и най -добрите инструкции са тук. В таблото има главен, подчиненият се намира вътре в табличното устройство. Препоръчителната скорост на предаване е 38400, а адресният режим е „поправен“.

И двата споменати ino файла трябва да бъдат допълнени от общи файлови pitches.h. Как да направите е на уеб сайта Arduino. Този път ino файлове и всички други файлове бяха заредени в редактора на Instructables без никакви проблеми и се надявам да бъдат изтеглени лесно.

Като цяло новите файлове не се различават много от старите, оригиналните. Какво се подобрява:

• В режим Switch Side има заместващ играч в правилния момент на играта, старият проблем е отстранен
• Бутонът за корекция е активиран само за последния играч
• Броят точки и изборът на обслужващ играч след корекция чрез бутон за докосване в Control Box е фиксиран.

Що се отнася до програмата Arduino, аз не съм програмист и знам, че кодът не може да бъде перфектно оптимизиран, но работи почти перфектно.

Стъпка 4: Заключение

Яркостта на 7-сегментните номера на показаните снимки е избледняла, но не е вярна. Всъщност е ясно и остро.

Можете да видите оригинален видеоклип, където яркостта е ОК. На следващия видеоклип1 можете да видите демонстрация на точки за броене на таблото за батерии. Отново, на това видео има проблем с ясна сегментна светлина, но проблемът е причинен от силно осветление по време на запис на видео.

Все още има някои начини или предложения за подобрение. Консумацията на ток може да бъде намалена чрез замяна на 7-сегментните дисплеи с TFT LCD дисплеи с размер около 2.3 . Ако се показват само числа, пространството в паметта би било приемливо за Arduino?

Надявам се, че ще харесате този проект и спорта.