Arduino Bluetooth Bingo ekraan vaegkuuljatele: 8 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:48

Mu naine ja mina kohtume kord nädalas sõprade ja perega, et kohalikus restoranis/baaris bingot mängida. Istume pika laua taga. Minu vastas on kuulmis- ja nägemispuudega mees. Tuba on väga lärmakas ja mees peab sageli paluma oma naisel paljusid väljakutsutud numbreid korrata. Nii otsustasin teha ülaltoodud kahe ühikuga Bluetooth-ühendusega süsteemi. Sisestan oma seadmele helistatud numbri ja ta näeb seda oma seadmes.

Ülekandeseadmel on 12 klahviga telefoni tüüpi klaviatuur. Viis klahvi (1, 4, 7, *, 0) on programmeeritud sisestama iga uue numbri BINGO tähestiku. Sellel seadmel on ka 4-tähemärgiline ekraan koos 14-segmendiliste LED-tähtnumbriliste tähemärkidega, mis näitavad täielikku numbrit (nt B-15).

Vastuvõtvas seadmes on sama ekraan, mille suurus ja heledus on soovitud vaatajale enam kui piisav. Kui saatja asub laua peal, saab vastuvõtja paremaks vaatamiseks ka kallutada.

Igal seadmel on lülituslüliti, mis lülitab sisemise 9 V liitiumioonaku aku sisselülitamise ja väljalülitamise vahel, näidatud silindripesa kaudu. Kui Bluetooth on ühendatud, näitab iga seadme sinine LED.

Märkus: Järgnevalt tähistan edastavat seadet kui kaptenit ja vastuvõtvat seadet kui orjast.

Samm: hankige osad, materjalid ja tööriistad

Postimüügi osad

Klaviatuur (1) Adafruit 7,50 dollarit ea

Nelja tähtnumbriline ekraan (2) Adafruit 10 dollarit ea

PCB-tüüpi jootetav leivaplaat (2) Adafruit 3-pakk 13 $, Amazon 4-pack 13 $

Arduino Nano (2) Amazon 3-pakk 13 dollarit

HC-06 Bluetooth-moodul (2) Amazon 8,50 dollarit ea

5 mm tünnipistik (2) Amazon 5-pakk 8 dollarit

DPDT lüliti Amazon 10-pakk 6 dollarit

9 V liitiumioonaku (2) ja topeltlaadija Amazon (EBL) 17 dollarit

Laadimiskaabel, 9 V aku klambriga ja tünnipistikuga (2) Amazon 5-pakk 6 dollarit

Kohalikud osad

Väike võtmehoidja karp (2), umbes 4,75 x 4,75 x 2,5 tolli kõrge, JoAnn (kohapeal ja veebis) 5,50 dollarit

#4 Masina kruvid ja mutrid ekraani paigaldamiseks (8)

Masinate kruvide vahekaugused (8)

Väikesed kruvid (messingist hingepakendis) klaviatuuri paigaldamiseks (1 pakk) Michaels

Osad ilmselt käepärast

Sinine LED (2)

LED -hoidik (2), valikuline

Lindi džemprid, naine-naine

Lindi džemprid, mees-naine

1K oomi takisti (4)

2K oomi takisti (2)

Meeste päised

#22 tahke vasest ühendustraat: punane, must, valge

Materjalid

Puidust tihendaja

Pihustage või pintseldage värvi

Maskeerimislint, eelistatavalt tavaline ja sinine

Scotch püsikinnituslint (kahepoolne vahtlint)

Tööriistad

Nihik (soovitatav)

Mootoriga kerimissaag või käsitsisaag

Fail (või liivapaber)

Puur ja otsikud

Puuriotsik (kõigi mõõtmetega augud)

Jääkorjamine

Juveliiri kruvikeerajate komplekt

Tavalised Phillipsi kruvikeerajad ja tangid

Traadi lõikur

Traadi eemaldaja

Jootmisseadmed

Värvipintsel

Samm: valmistage kastid ette

(Märkus: fotodel näete, et tegin Master-karbi, enne kui leidsin JoAnnis orja jaoks hingedega kasti. Soovitan tungivalt seda kasti. See on peaaegu sama suur, hästi valmistatud, mõistliku hinnaga ja hingedega kaas on suurepärane, võrreldes kruvide eemaldamise ja vahetamisega, kui on vaja siseneda sisemusse. Ma maksin tegelikult rohkem ¼ -tollise JoAnn -vineeri eest, mis mul juba käepärast oli, ning raiskasin aega ja energiat selle valmistamiseks. Seega eeldan, et kasutate kahte JoAnni kasti.)

Eemaldage hingedega ülemised ja hinged. Pange hinged ja kruvid ohutusse konteinerisse, et neid mitte kaotada.

Ekraanid ja klaviatuur paigaldatakse karbi alla, ilmsed osad tungivad läbi. Mõõtke neid osi hoolikalt, et määrata ülaosades vajalike ristkülikukujuliste aukude mõõtmed, et saavutada sobiv tihedus. Selleks sobib kõige paremini nihik.

Asetage need piirjooned pliiatsi ja joonlauaga karbi ülaosale, tsentreerige need horisontaalselt ja asetage need vastavalt soovile vertikaalselt. Samuti pidage meeles, et leiate LED -i orja ülaosast. Pliiatsitega joontele asetasin (sinise) maskeeriva lindi, et teha väga hea lõikamisjuhend.

Puurige saelehe jaoks auk ja jätkake lõikamist lindile nii lähedal kui võimalik ilma üle joone eksimata. Lõpeta augud viilimise või lihvimisega lindile/joonele. Seejärel kontrollige sobivust kuvariga. Kui see on liiga tihe, võite suhteliselt pehme bassipuu sobitada.

Nüüd pange välja lüliti, tungraua ja LED -i keskmised augud, märgistades need jääkorgiga (või keskpunktiga). Aukude läbimõõdu kindlaksmääramiseks prooviosade abil puuriotsiku osadesse. Seejärel puurige augud.

Praegu on hea aeg kasti välispindade tihendamiseks ja värvimiseks. Basswood imab värvi, nii et pintsel pitseerige enne värvimist. Pärast kuivatamist pritsisin karbipõhjad ja -otsad Rustoleumi sinise läikega, tehes ainult väljastpoolt. Ma otsustasin kõik augud maskeerimisteibiga seestpoolt maskeerida.

Kui see on kuiv, pange hingedega karbipealsed tagasi.

Hingedega ülaosa jaoks on vaja riivi ja see peab olema sisemine, et võimaldada orjal püsti istuda. Moodustasin lihtsa riivi, mis töötab hästi. Lõigake soovitud kujuga plastikust visiitkaart ja liimige see karbi ülaosa siseküljele, keskele, nagu on näidatud 6. etapi avatud kasti fotodel. Puurige karbi alumisse esiosasse pilootauk ja süvendiava väikese kruvi jaoks, mis haakub plastikuga. Mõõtke kruvi keskpunkti kaugus karbi põhja ülemisest servast allapoole, kandke see plastikule ja kasutage jääpulgaga auku, mille keskel on plastik ja mis kruvist läbi läheb. Keerake kruvi sisse ja kast lukustub. Avamiseks lükake õhukese noatera abil plastik kruvilt maha. Sulgemiseks võite tegelikult kasutada sõrme või uuesti nuga.

Samm: pange kaks ekraani kokku

Märkus: Kui proovisin tellida näidikukomplekti osade loendist, oli Adafruit kõik värvid otsas. Seega pidin tellima teistsuguse versiooni: Featherlight Quad Display, mis erines ainult seljakoti poolest. Vaata https://www.adafruit.com/product/3130. Kuid seda ei olnud võimalik kastidesse toppida, nii et pidin välja mõtlema oma kinnituse. Ma lihtsalt jootsin päistel olevad neli aktiivset tihvti jootetavat tüüpi perf-plaadile, mida näete 6. etapi avatud kaanega fotodel. Puurisin perfboardi neli kinnitusava. Ma isegi dubleerisin isase jaoks päise pistikut, kuid otsustasin mitte orjas nii kaugele minna.

Loodetavasti saate osade loendis soovitud parema kuva.

Iga ekraan on saadaval neljaosalise komplektina: kaks topelt-tähtnumbrilist LED-ekraani, seljakott (LED-draiver) ja 5-kontaktiline isane päis. Valgusdioodid ja päis tuleb joota seljakoti külge. Vaadake suurepärast õpetust aadressil https://learn.adafruit.com/adafruit-led-backpack/0…. Seljakoti IC-ga külgnevate LED-tihvtide jootmisel vajate peene jooteotsa. Selles projektis kasutatakse ainult 4 päiseühendust: 5 V toite (VCC. GND) ja I2C andmeside (SDA) ning kella (SCL) liinid.

Samm: valmistage trükkplaat

Mulle meeldib kasutada tavalise poolenisti leivaplaadi PCB-versiooni, eriti kui olen juba teinud esialgse süsteemi ühendamise leivaplaadi ja abiseadmetega. Jootetava trükkplaadi versiooni ühendamine on palju lihtsam kui alternatiivse joodetava perf-plaadi (punkt-punkti) versiooniga.

Allolevas allalaadimistabelis on toodud juhtmestiku juhised, sealhulgas kaablite isaseadmed ja naissoost pistikud Nano- ja HC-06-pistikupesade valmistamiseks. Meessoost päised eemaldatakse 40-nööpnõelaga ribadest, kuid naissoost päised tuleb ära lõigata. Kasutan lõikerattaga Dremelit.

Tabel on Masteri ja Slave'i jaoks identne, välja arvatud klaviatuuri päis, mida on vaja Masterplaadil.

Ülaltoodud foto näitab orja paljast ja valmis trükkplaati.

Samm: installige kõik kastidesse kuuluvad komponendid

Ekraan

Asetage ekraan oma auku ja märkige neli kinnituskohta. Puurige augud masina kruvide jaoks. Valige eendite jaoks eend, millega olete rahul, seejärel keerake see kinni.

Klaviatuur

Kinnitusavad on väga väikesed. Õnneks on messingist hingepakendis saadaval sobivad kruvid. Asetage klaviatuur oma auku ja märkige neli kinnituskohta. Stardiaukude puurimiseks kasutage oma komplekti väikseimat otsikut. Seejärel keerake see kinni. Kruvid ulatuvad ülaosast veidi kõrgemale. Soovi korral eemaldage kruvid ja viilige punktid alla. Installige uuesti.

Lüliti, pistik ja LED

Lükake lüliti oma auku ja pöörake seda, et lülitada sisse lülitatud asend. Kinnitage see kaasasoleva mutriga.

Samamoodi paigaldage tungraud, pöörates seda parima jootmisjuurdepääsu jaoks.

Lõpuks pange LED oma hoidikusse ja lükake see oma auku (eestpoolt). See peaks olema tihedalt sobiv.

Trükkplaat ja aku

Tavaliselt jätan kasti piisavalt ruumi, et pääseda juurde mikrokontrolleri (Nano) USB-pesale USB-kaabliga, ilma tahvlit liigutamata, sest see muudab silumise ja muutmise lihtsamaks. Ma ei teinud seda siin, sest kastid olid juba suuremad kui lootsin.

Usun, et kahepoolne vahtlint on hea viis plaadi ja aku paigaldamiseks. Kui kasutate minimaalset linti, võimaldab see hõlpsalt eemaldada, tagades siiski kindla paigalduse. Jätke teipimine seni, kuni olete valmis lõplikult nööpima.

Samm: paigaldage juhtmestik ja kaablid

Juhtmestik

Lüliti on DPDT. Keskpoolused ühenduvad akuga. Ülemised postid ühendatakse laadimispistikuga. Ja alumised postid ühendatakse Nano Vin/Gnd päisega.

Jootke 9V aku klambriga lüliti keskpooluste külge. Punane juhe määrab, milline poolus on positiivne (+).

Jootma haaketraat lüliti ülemistest postidest pistikupessa.

ETTEVAATUST! Veenduge, et negatiivne pool läheb tungraua keskpoldi külge. Miks? Kuna laadimispinge on silindri pistiku keskpoldil negatiivne. Selgituse saamiseks vaadake 8. sammu.

Ühendage lüliti alumised poolused Nano Vin/Gnd kaablipeaga paari M-F linthüppajaga. Jootke tihvtid alumiste pooluste külge, veendudes, et positiivne läheb Vinile ilma kaablit keerutamata.

Kasutage ka paari M-F linthüppajat, et ühendada valgusdiood päise külge 1K voolu piirava takisti juures väljundis HC-06 “STATE”. Jootke tihvtid LED -juhtmete külge, veendudes, et pikem (anood) juhe läheb takistile.

Kaabeldus

Klaviatuur, ekraan ja Nano kasutavad ühendamiseks isaseid päiseid ja F-F džemprid. Märkige päistega ühendamisel hüppaja värvi orientatsioon ja tõmmake see edaspidiseks kasutamiseks eemale.

Klaviatuuril on maatriksi võtmeühendus, neli rida ja kolm veergu, nii et selle päiseühendus kasutab 7 kontakti. Ühendage 7-juhtmeline F-F lindi hüppaja päisesse ja ilma keerutamata ühendage teine ots Nano klaviatuuri päiseühendusega.

Ekraanil on 5-kontaktiline päiseühendus, kuid vajame ainult 4 kontakti toiteallika ja I2C jadaandmete (SDA, SCL) jaoks. Ühendage 4-juhtmeline F-F hüppaja sinna. Eraldage teine ots kaheks 2-juhtmeliseks pistikupesaks ja ühendage need leivaplaadi 5v vooluvõrku ja Nano I2C päise külge tihvtidel A4-A5. Veenduge, et +5 V kuvab 5 V ja SDA kuvab SDA.

Mulle meeldib iga kaabli otsa ühendada naissoost pistikud, et luua tugevam ühendus ja hõlbustada isaste päistega paaritumist.

Samm: laadige alla visandid ja katsetage süsteemi

Laadige alla ja kopeerige kaks allpool toodud Arduino visandit ja kleepige need Arduino IDE -sse (1.8.9 või uuem).

www.dropbox.com/s/qut4pkywkijbag9/Bingo_Ma…

www.dropbox.com/s/4td68e3vspoduut/Bingo_Slave_7-15.odt?dl=0

Usun, et visandid on teile kergesti mõistetavad, sest olen hoolitsenud kasulike kommentaaride lisamise eest. Samuti lihtsustavad visandeid raamatukogude erifunktsioonid. Isegi kui te ei saa funktsioonist täielikult aru, võite end mugavalt tunda, sest see töötab, ja tõenäoliselt saaksite seda kasutada oma visandina, ilma probleemideta.

Ühendage arvuti Masteri Nano USB Mini B pistikuga. Kahjuks tuleb Nano plaati selleks üles kallutada. Lülitage toide sisse ja koostage/laadige alla eskiisi eskiis. Sarnaselt korrake seda orjaga. Nüüd olete valmis süsteemi kasutama.

Eemaldage USB -kaablid ja lülitage mõlemad kastid sisse. Nüüd peaksite nägema, et mõlemad kuvarid on aktiveeritud, näidates kõiki sidekriipse. See näitab, et toide on sisse lülitatud ja süsteem töötab. Oodake, kuni mõlemad Bluetooth -valgusdioodid süttivad, näidates, et juhtme ja orja Bluetooth -ühendus on tekkinud.

Märkus. Teatud klahvide esmakordsel vajutamisel ilmub tähestikuline kirje.

"1" sisestatakse "B".

"4" siseneb "mina"

"7" siseneb "N"

"*" Siseneb "G"

"0" sisestatakse "O"

Proovige "B01". Nii põhi- kui ka alamnäidikutel peaks olema kiri “B-01”

Proovige teisi kirjeid.

Nüüd sisestage põhiklahvistikule "B15". Mõlemal ekraanil peaksite nägema B-15. Sisestage aeglaselt uuesti B15. Põhimärgid kuvatakse sisestamisel. Alamkuva ei muutu enne, kui kõik kolm Bingo numbri märki on sisestatud.

Peaksite saama vead igal ajal kustutada, vajutades nuppu#. Tehke seda ja ülaltoodud viimane kirje peaks mõlemal ekraanil tühjenema. Kui aga sisestate vähem kui kolm tähemärki ja vajutate “#”, tühjendatakse ainult teie põhiekraan. Seega ei ole orja vaataja teie veast teadlik.

See lõpetab testi. Loodetavasti õnnestus!

Samm: lisateave komponentide kohta

Klaviatuur

Vaata

ja

Võtmed on väidetavalt ühendatud nelja rea ja 3 veeru maatriksiga, mis näeb välja nagu klaviatuur:

{'1', '2', '3'}, {'4', '5', '6'}, {'7', '8', '9'}, {'*', '0', '#'}

Võtmed igas reas ja iga veerg on ühendatud. 7 rea ja veeru juhtmed tulevad klahvistiku 7-kontaktilise päiseühenduse juurde. Ülaltoodud esimese URL -i kohaselt on minu päise vasakul kolm esimest tihvti veerud ja järgmised neli paremal olevat nööpnõela on read. Tundub, et need kaks URL -i muudavad järjekorda vastupidiseks, kui nad ei vaata tahvli erinevaid külgi. Eeldasin, et võti „1” määratleb veeru 1 ja rea 1 ning teised veerud ja read toimivad numbrilises järjekorras. Siiski leidsin, et veerud ja read ei vasta Nano pin -numbrite korrapärasele progresseerumisele, nagu on toodud mõlemal ülaltoodud URL -il. Ma ei leia muud põhjust, kui klaviatuur on erinevalt juhtmega ühendatud.

KeyKlaviatuuri lintkaabel ühendatakse Nano leivaplaadi 7-kontaktilise päisega ilma keerutamata. See päis ühendub Nano D4-D10 sisenditega. Leidsin, et klahvivajutuste korrektseks kuvamiseks pidi tellimus olema selline, nagu allpool näidatud:

Klahvistiku tihvtid (1, 2, 3) ühendatakse selles järjekorras nanopistikutega (D8, D10, D6})

Klahvistiku tihvtid (4, 5, 6, 7) ühendatakse nanopistikutega (D9, D4, D5, D7) selles järjekorras

See töötab kindlasti õigesti. Etapi 7 visandid hoolitsevad tihvti ühendamise määramise eest.

Ekraan

Nagu juba arutatud, on neli tähtnumbrilist 14-segmendilist LED-ekraani sektsiooni. Neid juhib seljakott, mis astub läbi igaüks ja süttib vastavad LED-id.

Ilma seljakottita peaksite Nano juurde tooma 14 LED-toitejuhet, lisaks 4-juhtmelise ekraani valiku/ühise tagastuse. Need 18 rida kasutaksid ära kõik 18 Nano digitaalset sisend-/väljundpistikut (D0-D12 ja A0-A5), jätmata midagi tavalise seeria (Arduino IDE), tarkvara jada (Bluetooth) ja klaviatuuri (7) jaoks vajalike 11 kontakti jaoks. tihvtid).

Seljakotiga on juhtimiseks vaja ainult kahte I2C digitaaltraati, pluss kahte +5V toite-/maandusjuhet.

Bluetooth (ülaltoodud)

HC-06 on suurepärane väike moodul. Kõik, mida pead tegema, on anda sellele seeriamärgid, mida soovite edastada, ja lugeda sellele edastatud jadamärke. See hoolitseb kõigi Bluetooth -toimingute eest.

See ühendatakse tavalise leivaplaadiga või PCB-pistikupesaga, mis on valmistatud 7-kontaktilisest naissoost päisest. Kuus tihvti on: +5 V toide ja maandus, jadamissisend Nano RXD-lt), jadaväljund Nano-le (TXD) ja STATE-väljund, mida kasutame LED-i juhtimiseks, mis näitab, kui kaks HC-06 on ühendatud Meister ja ori.

Aku ja laadija

Aku on “9V” liitium-ioon. (Sel juhul kehtib 9 V paketi konfiguratsioonile rohkem kui pinge.) Sellel on kaks jada, iga elemendi nimivõimsus on 3,6–3,7 V. Seega on aku nimipinge 7,2-7,4 V. Täislaadimisel võib aku pinge olla kuni 8,4 V. Allolev graafik annab tüüpilise tühjenemiskõvera ja näitab, kuidas pinge püsib pikka aega. Aku on sisemise kaitseskeemiga, mis sisaldab katkestust umbes 6,6 V (3,3 V elemendi kohta); Liitium-ioonakudele ei meeldi täielikult tühjeneda ja kiire pingelangus tühjenemise lõpus nõuab mõistlikult kõrget katkestuspinget. Pange tähele, et katkestuspinge on veidi väiksem kui 7 V minimaalne Nano spetsifikatsioon, mis võimaldab pingeregulaatori pea ruumi 5 V reguleeritud väljundi kohal. Seega on võimalik, et Nano lõpetab töö enne aku töötamist.

Aku nimivõimsus on 600 milliamp-tundi. Mõõtsin orjavoolu äravoolu 113 mA juures, “B-88” ekraaniga ja ühendatud Bluetoothiga. (See ekraan on samaväärne meie BINGO rakenduse kõige rohkem energiat tarbivate kuvaritega.) BINGO seanss, kus ma osalen, kestab umbes 2,5 tundi, 6 mängu ja umbes 10 minutit mängude vahel. Olen mängude vahel välja lülitanud. Pärast ühte ööd tulin koju, lülitasin toite sisse ja ootasin, millal ori lõpetab töö, mida ta tegi 2,3 tundi hiljem. Ma lugesin pinget ja see oli 6,6 V, nii et aku väljus enne Nano. Võib kindlalt öelda, et aku on minu eesmärgil enam kui piisav.

Siin on minu orjavoolu mõõtmised (7,2 V juures):

Kõik töötab, kuvab "B-88": 113 mA

(Pole päris Bingo number, kuid eeldatav keskmine: 7 LED -segmenti igas sektsioonis)

Ekraan kustutatud: 27 mA (ekraan võtab suurema osa voolust: 113-27 = 86 mA)

Bluetooth pole ühendatud, ekraan tühjendatud: 64 mA

(Bluetooth edastab, proovib ühendust luua. See näib olevat 64–27 mA = 37 mA efekt.)

Bluetooth-moodul eemaldati pärast väljalülitamist: 51 mA, pärast sisselülitamist

(Ekraan on kõik ribad. Igal ribal on 2 LED -i, seega oodake ekraanile 2/7 x 86 = 25 mA.

26 mA erinevus tuleneb Bluetoothist.)

Põhivool on tegelikult sama. Klaviatuur ei võta energiat ja Bluetooth -ülekanded on väga lühikesed.

Laadija ja laadimiskaablid on näidatud ülaltoodud fotol. Masterit ja orja saab laadida samal ajal. Lühikeste kaablite tõttu tuleb laadija ühendada pikendusjuhtmega. Laadija töötab hästi, välja arvatud see, et üks valgusdioodidest ei lülitu välja, kui aku on täielikult laetud; LED -ide kohta on Amazonil sarnaseid kommentaare.

Charging Laadimiskaablid on tõesti loodud 9 V aku külge kinnitamiseks ja pistikupesa ühendamiseks, et toita Arduino Uno või muud trükkplaati. Ma kasutan neid laadija ühendamiseks. Kuid polaarsuse osas peate olema ettevaatlik, nagu ma 6. etapis märkisin ja allpool selgitan.

Kui ühendame laadimiskaabli 9 V laadijaga, on pinge pistikupesa kesknupul negatiivne, mitte positiivne nagu siis, kui ühendame 9 V akuga. Laadija ja laadimiskaabli pistikutel on samad polaarsused; nad peavad igaüks vastu võtma 9V aku. Nii et laadimiskaabli pistikut tuleb laadijaga ühendamisel pöörata 90 kraadi, muutes seeläbi tünni pistiku polaarsust. See nõuab aku negatiivse ühendamist laadimispesa keskpessa.