Placar Eletrônico para Tênis de Mesa

Objetivo

O objetivo deste projeto é construir um placar eletrônico para tênis de mesa, automatizado por microcontrolador Arduíno e comandado remotamente por um aplicativo Android via bluetooth.

Equipe

Professor orientador

Evandro Cantú

Alunos voluntários

Tiago Marins de Queiroz (CST Análise e Desenvolvimento de Sistemas)
Joabe Domingos de Oliveira (CST Análise e Desenvolvimento de Sistemas)
Micheli Trindade Moura (Licenciatura em Física)

Produções

CANTÚ, E.; MOURA, M. T.; OLIVEIRA, J. D. ; MARINS, T. Medição da energia elétrica produzida por um gerador eólico utilizando o Arduíno Yun. Mostra IFTech 2017, Foz do Iguaçu, 2017. (Poster IFTech2017).

Especificação do sistema

O Placar Eletrônico para Tênis de Mesa será controlado por microcontrolador Arduíno e receberá informações reotamente, via bluetooth, eviadas por aplicativo em celular Android.

Formato do placar eletrônico

A configuração do placar eletrônico e as informações a serem apresentadas serão similares as disponibilizadas pelo aplicativo Placar Tênis de Mesa ^[1], utilizado para arbitrar jogos de tênis de mesa para tablets e smarthphones.

Configuração do placar: O placar registrará a partida entre dois jogadores: Jogador 1 x Jogador 2.

Para iniciar uma partida deve-se definir:

O número de set (1, 3, 5 ou 7);
O primeiro jogador a sacar (Jogador 1 ou 2).

Contagem de pontos pelo smarthphone

Botões para contagem de ponto, um para cada jogador;
Botões para voltar ponto (em caso de erro na contagem), um para cada jogador.

Envio de informações via bluetooth do smarthphone ao placar

Para o envio das informações via bluetooth será gerado uma string de caracteres com as informações correntes do painel,incluindo:

Ordem do saque (0, 1 ou 2)
Sets jogador 1 (0 a 9)
Sets jogador 2 (0 a 9)
Pontos jogador 1 (0 a 99)
: (caractere separador)
Pontos jogador 2 (0 a 99)
(caractere separador)

Desta forma, caso haja uma perda momentânea de comunicação entre o smarthphone e o placar, quando a comunicação for reestabelecida o painel será automaticamente atualizado com a informação atualizada.

Hardware do placar eletrônico

O hardware para o painel eletrônico vai utilizar o CI 4511 ^[2] que é um decodificador de BCD para 7 segmentos.

Comunicação Serial via Bluetooth

Pinagem e conexão com o Arduíno: Será utilizado o módulo Bluetooth HC06 ^[3], que possui 4 pinos para conexão com o Arduíno, como mostrado na figura:

            _________
           |         |
           |         |
           |         |
           |Bleutooth|
           |         |
           |   HC06  |
           |         |
           |         |
           |_________|
             | | | |
     Vcc ----+ | | +---- Rxd
     Gnd ------+ +------ Txd

Cuidados com a conexão do módulo Bluetooth HC06 com o Arduíno:

O HC06 funciona com alimentação Vcc=3,3V, a qual também é fornecida pelo Arduino ao lado da alimentação de 5V;
Na comunicação serial, como o Arduíno fornece 5V, é necessário utilizar um divisor de tensão na entrada Rxd do HC06, conforme exemplo abaixo:

V_Rxd = R2/(R1 + R2).5

Exemplo:

R1=470 Ω, R2=1 KΩ -> V_Rxd = 3,4 V

Arduíno Mega Multi Serial

O Arduíno MEGA usa a Serial exclusivamente para comunicação com a porta USB. Para comunicação serial TTL (5V) nos pinos 0 (RX) and 1 (TX), como a que será utilizada com o módulo Bluetooth, deve-se utilizar a Serial1, Serial2 ou Serial3 ^[4].

Software para Arduíno

Processamento a ser realizado pelo Arduíno

O Arduíno que controla o placar eletrônico recebe a string de caracteres via bluetooth e gera a contagem em binário a ser mostrada em cada display.

Indicação do sacador: A indicação do sacador será mostrada através dos pontos nos dois displays maiores que mostram a pontuação de cada jogador.

Sinalização sonora

Um buzzer acionado pelo Arduíno indicará algumas situações da partida, por exemplo:

Um bip -> Indicação de um ponto
Dois bips -> Indicação de ponto e inversão na ordem de saque;
Sonorização prolongada -> Indicação de final de set ou inversão de lado no caso de set decisivo.

Programa fonte

//Software para Controle de Painel Eletrônico via Bluetooth
//2017 - IFPR
//Desenvolvedor: Evandro Cantú

String mensagem; //string que armazena mensagem recebida via Bluetooth
int porta;

void setup()
{ 
  //Utiliza Serial1 do Arduino Mega
  Serial1.begin(9600); //set baud rate
  for (porta=2;porta<18;porta++)
    pinMode(porta, OUTPUT);
  for (porta=20;porta<30;porta++)
    pinMode(porta, OUTPUT);
  //Zera portas
  for (porta=2;porta<18;porta++)
    digitalWrite(porta, LOW);
  for (porta=20;porta<30;porta++)
    digitalWrite(porta, LOW);
}

//Função geraBinario:
//Recebe como parâmetro um caractere (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6. 7. 8 ou 9)
//e converte para binário nas portas correspondentes do Arduíno
//para mostrar no Painel Eletrônico.
void geraBinario(char caractere, int porta)
{
   switch (caractere) {
    case '0':
      Serial1.println("(0000)");
      digitalWrite(porta+0, LOW);
      digitalWrite(porta+1, LOW);
      digitalWrite(porta+2, LOW);
      digitalWrite(porta+3, LOW);
      break;
     case '1':
      Serial1.println("(0001)");
      digitalWrite(porta+0, LOW);
      digitalWrite(porta+1, LOW);
      digitalWrite(porta+2, LOW);
      digitalWrite(porta+3, HIGH);
      break;
    case '2':
      Serial1.println("(0010)");
      digitalWrite(porta+0, LOW);
      digitalWrite(porta+1, LOW);
      digitalWrite(porta+2, HIGH);
      digitalWrite(porta+3, LOW);
      break;
    case '3':
      Serial1.println("(0011)");
      digitalWrite(porta+0, LOW);
      digitalWrite(porta+1, LOW);
      digitalWrite(porta+2, HIGH);
      digitalWrite(porta+3, HIGH);
      break;
    case '4':
      Serial1.println("(0100)");
      digitalWrite(porta+0, LOW);
      digitalWrite(porta+1, HIGH);
      digitalWrite(porta+2, LOW);
      digitalWrite(porta+3, LOW);
      break;      
    case '5':
      Serial1.println("(0101)");
      digitalWrite(porta+0, LOW);
      digitalWrite(porta+1, HIGH);
      digitalWrite(porta+2, LOW);
      digitalWrite(porta+3, HIGH);
      break;
    case '6':
      Serial1.println("(0110)");
      digitalWrite(porta+0, LOW);
      digitalWrite(porta+1, HIGH);
      digitalWrite(porta+2, HIGH);
      digitalWrite(porta+3, LOW);
      break;
    case '7':
      Serial1.println("(0111)");
      digitalWrite(porta+0, LOW);
      digitalWrite(porta+1, HIGH);
      digitalWrite(porta+2, HIGH);
      digitalWrite(porta+3, HIGH);
      break;
    case '8':
      Serial1.println("(1000)");
      digitalWrite(porta+0, HIGH);
      digitalWrite(porta+1, LOW);
      digitalWrite(porta+2, LOW);
      digitalWrite(porta+3, LOW);
      break;
    case '9':
      Serial1.println("(1001)");
      digitalWrite(porta+0, HIGH);
      digitalWrite(porta+1, LOW);
      digitalWrite(porta+2, LOW);
      digitalWrite(porta+3, HIGH);
      break;
    default:
      //Mantem Placar
      break;      
  }
}

void loop()
{ 
  while(Serial1.available())
  {//Enquanto tiver dados na Serial1 conectada ao Bluetooth
    mensagem+=char(Serial1.read());//Armazena dados na string mensagem
  }
  if(!Serial1.available())
  {
    if(mensagem.length() - 2 == 11)//Verifica se mensagem está correta
    {//ponto computado
      Serial1.print(mensagem); //Mostra mensagem
      Serial1.print("Comprimento: "); 
      Serial1.println(mensagem.length() - 2);
      //Organização da mensagem:
      //PontosDezena  Jogador1 = mensagem[1];
      //PontosUnidade Jogador1 = mensagem[2];
      //Sets          Jogador1 = mensagem[4];
      //PontosDezena  Jogador2 = mensagem[6];
      //PontosUnidade Jogador2 = mensagem[8];
      //Sets          Jogador2 = mensagem[9];
      geraBinario(mensagem[1],2);  //portas = 2, 3, 4, 5
      geraBinario(mensagem[2],6);  //portas = 6, 7, 8, 9
      geraBinario(mensagem[4],10); //portas = 10, 11, 12, 13
      geraBinario(mensagem[6],14); //portas = 14, 15, 16, 17
      geraBinario(mensagem[8],20); //portas = 20, 21, 22, 23
      geraBinario(mensagem[9],24); //portas = 24, 25, 26, 27
      //Saque Jogador1 = mensagem[0];
      //Saque Jogador2 = mensagem[11];
      digitalWrite(28, LOW); //saque Jogador 1 porta 28
      digitalWrite(29, LOW); //saque Jogador 2 porta 29
      if (mensagem[0]=='.') {
         Serial1.println("Saque Jogador 1");
         digitalWrite(28, HIGH);} //saque Jogador 1 porta 28
      else if (mensagem[10]=='.') {
         Serial1.println("Saque Jogador 2");
         digitalWrite(29, HIGH);} //saque Jogador 2 porta 29       

      mensagem=""; //clear the data
    } 
  }
  delay(1000); //delay
}

Referências

--Evandro.cantu (discussão) 18h37min de 8 de setembro de 2017 (BRT)

[1] ttps://play.google.com/store/apps/details?id=br.com.leonferrer.tabletennis&hl=pt_BR

[2] ttps://www.filipeflop.com/produto/ci-decodificador-cd4511/

[3] ttps://www.filipeflop.com/blog/tutorial-modulo-bluetooth-com-arduino/

[4] ttps://www.arduino.cc/en/Reference/Serial

[1]

[2]

[3]

[4]

Placar Eletrônico para Tênis de Mesa

Índice

Placar Eletrônico para Tênis de Mesa

Objetivo

Equipe

Produções

Especificação do sistema

Formato do placar eletrônico

Envio de informações via bluetooth do smarthphone ao placar

Hardware do placar eletrônico

Comunicação Serial via Bluetooth

Arduíno Mega Multi Serial

Software para Arduíno

Processamento a ser realizado pelo Arduíno

Programa fonte

Referências

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