لوحة النتائج بتقنية البلوتوث لبطارية ليثيوم أيون: 4 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:37

مقدمة

يعتمد المشروع على Instructables الخاصة بي من العام الماضي: لوحة نتائج تنس الطاولة عبر Bluetooth

لوحة النتائج مخصصة لهواة الرياضة ولاعبي تنس الطاولة ولكنها لا تنطبق فقط على تنس الطاولة. يمكن استخدامها في رياضات أخرى مثل الكرة الطائرة وكرة الريشة وكل رياضة تتطلب احتساب النقاط. من خلال تغيير بسيط في البرنامج ، يمكن اعتماد البرنامج على أي قيمة قصوى للنقاط في المباراة.

يعتمد المبدأ التقني على الاتصال عبر البلوتوث بين وحدة الجدول (الوحدة تحت الجدول) ولوحة النتائج نفسها. يتم تثبيت صندوقي تحكم أسفل الطاولة على كل جانب من جوانب المشغل ومتصلين عن طريق الكابل بوحدة الطاولة. بعد كل نقطة فائزة ، اضغط على زر اللمس الكبير في Control Box. وفقًا لهذا الإجراء ، يتم تغيير النتيجة على اللوحة إلى القيمة زائد نقطة واحدة..

مقارنة بالمشروع القديم ، هناك بعض التحسينات الجوهرية:

• لوحة النتائج هي السلامة. لا مزيد من الجهد الرئيسي 220 فولت! يتكون مصدر الطاقة من كتلتين من بطاريات Li-ion ، تحتوي كل منهما على بطاريتين ، نوع 18560. تظل وحدة الجدول مدعومة ببطارية واحدة Li-ion 18560.
• تم تبسيط البناء وتوجد جميع المكونات على لوحة دوائر طباعة أكبر.
• الإطار أصغر وأرفع ، حوالي 3.0 سم وحجمه A4 بالضبط.
• البرنامج هو إصدار جديد به أخطاء مصححة.

الخصائص الرئيسية:

• شاشة كبيرة 7 شرائح مقاس 2.3 بوصة
• أزرار التحكم باللمس
• قواعد التحكم بالبرمجيات وفقًا للقواعد الدولية لتنس الطاولة
• بلوتوث نقل البيانات من الجدول إلى لوحة النتائج
• مؤشرات حالة البطارية
• وقت تشغيل البطارية دقيقة. 5 ساعات (لوحة النتائج) ، وحوالي 12 ساعة للوحة التحكم
• صناديق تحكم تحت الطاولة على كل جانب لاعب
• وحدة طاولة مثبتة أسفل طاولة متصلة بصندوقي تحكم. يسمح مربع التحكم المزود بزر اللمس الأمامي بإضافة درجة بالإضافة إلى نقطة واحدة لكل لاعب
• صندوق التحكم مع زر اللمس الخلفي يسمح بالتصحيح مطروحًا منه واحدًا في حالة حدوث خطأ
• التصحيح مقبول فقط للاعب الذي حصل على آخر قيمة زيادة في النتيجة
• تأكيد صوتي لكل ضغطة زر
• صوت لحن مختلف في نهاية اللعبة والمباراة
• يتم عرض النتيجة النهائية بعد 10 ثوانٍ من نهاية المباراة
• تقوم نهاية المباراة بتنشيط بدء لعبة جديدة عن طريق الدخول إلى وضع الإعداد

يسمح الإعداد بالاختيار:

• عدد الألعاب للمباراة ، الإعداد المسبق هو 3 ، الخيارات من 4 إلى 9
• أول لاعب إرسال A أو B ، مضبوط مسبقًا على A
• تغيير الجانب بعد كل لعبة ، إذا تم تبديل الجانب ، يتم تبديل النتيجة المعروضة على لوحة النتائج أيضًا

اللوازم

لوحة الدرجات:

IC1 MAX7219 سائق شاشة ليد ، سائق ليد

• IC2 ، IC3 MAX394 (أو MAX333 وهو أرخص) ، 2x ، مفتاح تناظري
• U1 اردوينو نانو ، اردوينو
• U2 HC-05 بلوتوث لاسلكي ، HC-05
• وحدة الصوت X1 LM386
• Q1 - Q6 ، IRF540 N-Channel 6 x ، MOSFET
• TTP1 - مستشعر TTP4 يعمل باللمس صغير 4x ، TTP223A
• LED1 -LED6 ، 7 شرائح 2.3 بوصة ، 6x ، شاشة عرض
• LED7 ، 7 أجزاء 0.56 بوصة ، شاشة صغيرة
• LED8 ، LED9 ، ليد أبيض 2x
• الصمام 10 الأزرق
• أدى 11 أحمر
• K3، K4 Relay TQ2-5V، 2x، Relay
• R1 ، R2 ، R6 ، R16 المقاوم 1k 4x ،
• R3 ، R4 المقاوم 470 2x ،
• R5 المقاوم 100 ،
• R7 ، R8 المقاوم 22k ، 2x ،
• R9 - R14 المقاوم 4k7 6x ،
• R15 المقاوم 220 ،
• C1 ، C5 مكثف M1 2x ،
• C2 مكثف 10 م ،
• C3 ، C4 4700 م 2x ،
• B1 أو جسر B2 أو العبور ،
• P1 - P3 ، موصلات 6P 2x ، 4P 1x ، JST XH
• موصلات لشاشات العرض 2.3 بوصة ، Pinhead
• مكبر صوت 3 وات
• بطارية ليثيوم أيون مزدوجة 2x ، حامل
• بطاريات Li-ion 4x، 3000mAh
• موصل USB ، لوحة الاختراق ، من النوع C.
• مأخذ المسمار،
• تبديل DPDT ، تبديل
• إطار A4 ،

وحدة الجدول:

• U1 اردوينو نانو ، اردوينو ،
• U2 HC-05 بلوتوث لاسلكي ، HC-05
• U3 مزدوج التبديل ،
• وحدة الصوت U4 ، LM386
• R1 المقاوم 1 كيلو ،
• R2 ، R3 المقاوم 22 كيلو ، 2x
• C1 مكثف 470 م ،
• C2 مكثف M1 ،
• موصل J1 مزدوج ، هاتف
• بطارية ليثيوم أيون ، 3000 مللي أمبير
• بطارية ليثيوم أيون ، حامل واحد
• لوحة كسر موصل USB ، من النوع C.
• تبديل SPST ،
• مكبر صوت 3 وات
• صندوق بلاستيك صندوق كبير

صندوق التحكم:

• حساس لمس كبير 4x ، TTP223B
• 4 كابل هاتف سلك حوالي 3 متر
• موصل الهاتف 2x
• صندوق بلاستيك ، صندوق صغير

المكثفات والمقاوم والبراغي وأجزاء صغيرة أخرى متوفرة في المتاجر المحلية.

الأدوات الرئيسية المطلوبة:

• سائق المثقاب اللاسلكي
• لحام حديد
• مجموعة مفك البراغي
• أداة العقص كابل

الخطوة 1: مخطط الأسلاك

لوحة الدرجات

يتم عرض وصف تفصيلي للأسلاك الكهربائية الكاملة في المستند الأصلي. هذه المرة سأشرح الاختلافات فقط.

يجب أن يحل مصدر طاقة البطارية الجديد محل القديم بجهدتين: + 5V و -5V. يبلغ الجهد الاسمي للبطارية حوالي 4.2 فولت ، وهذا لا يكفي. نحن بحاجة إلى زيادة الجهد. يعتبر حامل البطارية المزود بمعزز جهد متكامل لـ 5 فولت حلاً جيدًا. بالإضافة إلى ذلك ، يحتوي حامل البطارية على شاحن بطارية متكامل وحماية بطارية الليثيوم. بهذه الطريقة يمكن شحن البطاريات داخل الحامل.

لمتطلبات الطاقة الأكبر ، توجد بطاريتان في كل حجرة. فيما يلي حساب تقريبي دون مراعاة الكفاءة: يبلغ الاستهلاك الحالي حوالي 300 مللي أمبير لكل مصدر بطارية 5 فولت. من خلال افتراض 10 ساعات من وقت التشغيل ، نحتاج إلى 1500 مللي أمبير في الساعة 10 ، وهذا يعني 15000 مللي أمبير لبطاريتين. وهذا يعني 7500 مللي أمبير لبطارية واحدة. إنها أكثر بكثير من السعة النموذجية التي تبلغ حوالي 3500 مللي أمبير في الساعة. لتكون راضيًا عن وقت التشغيل حوالي 5 ساعات ، يمكن استخدام بطاريات Li-ion من النوع 18650 بطاقة 3000 إلى 4200mAh.

المشكلة هي شحن البطارية. تشترك كلتا مجموعتي البطاريات في مستوى جهد واحد ، يمكننا أن نقول الأرض. المصدر + 5V. عن طريق محطة ناقص والمصدر الثاني -5V بواسطة محطة زائد. يتم توصيل مخرجات كل من حزم البطاريات في سلسلة. أثناء الشحن ، يجب توصيل مصادر الطاقة بالتوازي ، إذا لم نمنع استخدام شاحنين خارجيين. لهذا السبب ، تتم إضافة المرحلات K3 و K4 إلى الرسم التخطيطي الكهربائي.

يتم تنشيط المرحلات إذا تم توصيل الشاحن بجهد +5 فولت. في هذه الحالة ، يتم تحويل مصادر الطاقة من التوصيل التسلسلي إلى التوصيل المتوازي. أثناء الشحن لا يمكن استخدام لوحة النتائج ، وهذا عيب. العيب الثاني هو وقت الشحن الطويل نسبيًا. شاحن داخل حامل البطارية وشاحن خارجي مضاف يوفر 5 فولت ، مما يخلق تركيبة غير فعالة للغاية. وقت الشحن أكثر من 12 ساعة. إذا كنت تخطط لشحن البطاريات خارج الجهاز ، فيمكنك حذف الترحيل والقيام بذلك بشكل أسرع خارجيًا ، ولكن أقل راحة..

وحدة الجدول وصناديق التحكم:

لا يتم تغيير وحدة الجدول الجديدة كثيرًا مقارنة بالوحدة القديمة. البطارية "حالة" led´ و "on" led غير سلكية من الحامل إلى اللوحة الأمامية ويمكن رؤيتها من خلال الفتحات الموجودة في جانب الصندوق. بهذه الطريقة يتم تبسيط الأسلاك ، وبالتالي ، يجب أن يكون هذا الجانب من الصندوق هو الجانب الأمامي. المتحدث موجه لهذا الجانب أيضًا.

بدلاً من موصلي هاتف لأسلاك Control Box ، يوجد موصل هاتف مزدوج واحد فقط. تم تعديل الاتصال بوحدة الصوت لتقليل الضوضاء في السماعة.

الخطوة الثانية: البناء

لوحة الدرجات

بالنسبة لتصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، اعتدت على تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور في Eagle ، لكن هذه الحالة كانت خاصة. لوحة الكمبيوتر الشخصي كبيرة نسبيًا ، وحجم 285 × 206 ملم كبير جدًا بالنسبة إلى إصدار Eagle المجاني. أبحث عن بعض برامج PCB الأخرى لقد وجدت Easyeda. إنه مجاني ويقبل ثنائي الفينيل متعدد الكلور بأي حجم. يوجد داخل اللوحة قطعتان كبيرتان لحاملات البطاريات وواحد للسماعات. تم التصنيع بواسطة JLCPCB وتم قطع جميع المنتجات بواسطة المنتج. كنت سعيدا ، لأن هذا وفر لي بعض العمل.

إذا لم تطلب اللوحة ، فقد أرفقت ملفات Gerber لوحتين من لوحة النتائج ولوحة وحدة الجدول. إنها نسخة جديدة مع مرحلات. على الصورة في مقالتي لا يزال هناك إصدار قديم مع المرحلات المضافة على السبورة الخارجية ، لا تخلط.

يتم وضع PCB في إطار A4. لقد اشتريت إطارًا للصور في متجر لاجهزة الكمبيوتر أكبر. يمكن أن يكون أي A4 ، لكن يجب أن يكون عمقه حوالي 3 سم. يحتوي اللوح على فتحات للتركيب ومزودة بمسامير من خلال أقواس بلاستيكية.

اللوحة الأمامية مغطاة بزجاج أكريليك شفاف. تحت الزجاج يوجد قناع ورق صور بنوافذ مقطوعة للعرض. في الأصل أخطط لاستخدام زجاج أكريليك الحليب بدون قناع ، لكن الرؤية كانت ضعيفة. أخيرًا أضع زجاج أكريليك شفاف في المقدمة. ثقوب مؤشرات البطارية ليست ضرورية قطع ، الضوء مرئي من خلال الورق.

احرص على إبقاء المستوى العلوي للمكونات أسفل زجاج الأكريليك مباشرةً. هذا ينطبق بشكل خاص على جميع شاشات العرض وجميع وحدات LED وجميع وحدات أزرار اللمس. ذلك يعتمد على حجم المقبس. بالنسبة للشاشات ، أستخدم رؤوس الدبوس المستديرة. هم أكثر موثوقية والارتفاع مقبول. في حالتي ، أستخدم غسالات المسافات للحفاظ على المستوى العلوي لأزرار اللمس والمصابيح.

يتم عمل مسك الورق بواسطة Sketch في Windows. لجعلها أكثر حيوية ، أقوم بإدخال صورة مرج..

وحدة الجدول

يمكن رؤية مصابيح فتحات الحالة الموجودة على حامل البطارية مباشرة من خلال الفتحات الموجودة في اللوحة الأمامية. توجد فتحات للسماعة على نفس الجانب من وحدة الطاولة.

صندوق التحكم

كابلين لصناديق التحكم عبارة عن كابلات هاتف قياسية بأربعة أسلاك. يتم إرفاقها وتثبيتها في كل صندوق بدون موصل. على الجانب الآخر من الكابلات ، موصل الهاتف مزود بأداة تجعيد الكابلات.

داخل الصندوق ، الأسلاك ملحومة مباشرة إلى النموذج الأولي ثنائي الفينيل متعدد الكلور. يتم تثبيت جهازي استشعار لمس عمودي على هذه اللوحة ، على كل جانب من جوانب الصندوق. في موقع منطقة اللمس ، يوجد ثقب بقطر 12 مم ، يسهل الوصول إليه. البناء واضح من الصور المرفقة.

الخطوة الثالثة: البرمجيات

يوجد أدناه ملفان من Arduino ino ، أحدهما للوحة النتائج والآخر لوحدة الجدول (صندوق التحكم). يجب إقران وحدات البلوتوث HC-05 في البداية. استخدم أوامر Arduino و AT وأفضل الإرشادات هنا. يوجد في لوحة النتائج السيد ، والعبد موجود داخل وحدة الجدول. معدل الباود الموصى به هو 38400 ووضع العنوان على أنه "إصلاح".

يجب أن يُستكمل كلا الملفين المذكورين من خلال ملف Pitches.h المشترك. كيفية القيام بذلك على موقع الويب اردوينو. هذه المرة تم تحميل ملفات ino وجميع الملفات الأخرى إلى محرر Instructables دون أي مشاكل وآمل أن يتم تنزيلها بسهولة.

بشكل عام ، لا تختلف الملفات الجديدة كثيرًا عن الملفات الأصلية القديمة. ما تم تحسينه:

• في وضع التبديل الجانبي ، يتم استبدال لاعب الإرسال في اللحظة المناسبة من اللعبة ، وتم إصلاح المشكلة القديمة
• تم تمكين زر التصحيح لآخر لاعب يتم إرساله فقط
• تم إصلاح حساب النقاط واختيار لاعب الإرسال بعد التصحيح عبر زر اللمس في Control Box.

فيما يتعلق ببرنامج Arduino ، فأنا لست مبرمجًا وأعلم أنه لا يمكن تحسين الكود بشكل مثالي ، ولكنه يعمل بشكل مثالي تقريبًا.

الخطوة 4: الخاتمة

سطوع الأرقام المكونة من 7 مقاطع على الصور المعروضة باهت ، لكن هذا ليس صحيحًا. في الواقع ، إنه واضح وحاد.

يمكنك مشاهدة الفيديو الأصلي ، حيث يكون السطوع على ما يرام. في الفيديو التالي 1 ، يمكنك مشاهدة عرض توضيحي لنقاط العد على Battery Scoreboard. مرة أخرى ، توجد في هذا الفيديو مشكلة في الإضاءة الواضحة للمقطع ، ولكن سبب المشكلة هو الإضاءة القوية أثناء تسجيل الفيديو.

لا تزال هناك بعض الطرق أو الاقتراحات للتحسين. يمكن تقليل استهلاك التيار عن طريق استبدال شاشات العرض ذات 7 مقاطع بشاشات TFT LCD بحجم حوالي 2.3 بوصة. إذا تم عرض الأرقام فقط ، فستكون مساحة الذاكرة مقبولة لـ Arduino؟

أتمنى أن تستمتع بهذا المشروع والرياضة أيضًا.