智能篮球记分牌开源硬件

描述

我定期进行篮球训练，并始终跟踪各部分的统计数据（投篮次数、得分、失误等）。跟踪这些数字有点无聊且难以完成。智能球可用于此，但它们有一些缺点：

• 如果您想用多个球进行训练，则需要购买多个（昂贵的）智能球。
• 准确性不是很好。
• 球的耐用性。

在我之前的项目智能篮球记分牌原型中，我使用 Avnet SmartEdge 设备测试了一种跟踪我的篮球训练的方法。我使用加速度传感器检测击球，使用距离传感器检测得分。现在，这个项目的想法是为篮球记分牌任务实施一个最终的解决方案。

版本

1.xx

在项目开始时，我使用了家里可用的硬件组件并开发了所需的软件（Arduino 和 Android）。经过一些尝试和测试，第一个版本被证明工作得很好。

2.xx

随着第一个版本的成功，我决定进行一些更改以使用更便宜的组件并实施一些软件改进。第二个版本表现得更好，所以我将它安装在一个更坚固、耐用和“权威”的外壳中。注意：它不是“专业”的，但比旧型号好很多。

第 1 步：Arduino

硬件

您可以在Things部分查看版本 2 的硬件组件列表。

这些是从版本 1 到版本 2 所做的主要更改：

• Arduino Mega 2560 => 更改为 Arduino Nano R3
• Bluetooth Shield => 更改为 HC-05 蓝牙模块
• 可充电锂离子电源 => 改为 9V 电池
• DHT22 温湿度传感器 => 添加。

关于此项目中使用的其他组件的一些注意事项：

• E18-D80NK 红外接近传感器：其他接近传感器也可用于该项目，但请记住，最好使用不受阳光干扰的传感器，例如这个传感器。
• SW420 振动传感器：这个项目中可以使用其他振动传感器，这个效果非常好。

两个版本的 Arduino 原理图可在原理图部分找到。

软件

我使用Arduino IDE开发 Arduino 代码，使用以下策略编程：

• 初始化（变量、LED、蓝牙等）后，它会持续监控传感器的状态。
• 如果接近传感器检测到球的存在，则意味着刚刚发生了一次射门并且得分。
• 如果振动传感器检测到一些运动，则意味着刚刚发生了一次射击，但它会等待 2 秒（最多）来做出决定。
• 此时，如果接近传感器检测到球的存在，它（立即）知道这是一个得分。
• 在 2 秒的时间结束时，如果接近传感器没有检测到球的存在，它就知道这是一个失误。
• Arduino 通过蓝牙通知 Android 刚刚发生了一次击球（得分或未命中）。
• 进程重新启动。

这些是从版本 1 到版本 2 所做的主要更改：

• 将支持从蓝牙屏蔽更改为 HC-05 蓝牙模块
• 添加对 DHT22 温湿度传感器的支持
• 改进检测击球、得分和失误的逻辑，并通过 LED 发出更好的信号。

代码部分提供了两个版本的 Arduino 代码。

第 2 步：安卓

我使用MIT App Inventor开发 Android 代码，使用以下策略进行编程：

• 初始化（射门、得分、失误、蓝牙等）后，它等待按下“开始”按钮。
• 当按下“开始”按钮时，它会持续监控蓝牙连接。
• 每次收到任何数据时，它都会更新电路板并播放正确的通知声音。
• 重复该过程，直到按下“暂停”按钮。
• 有一些按钮可以选择蓝牙设备，重置计数，还有一些额外的按钮可以在必要时调整电路板。

这些是从版本 1 到版本 2 所做的主要更改：

• 将布局从纵向更改为横向。
• 添加光、湿度、温度和热指数。
• 改进调整按钮。
• 添加一项功能以保持屏幕始终打开。
• 在所有按钮上添加按下声音。
• 添加功能以在每次达到 50 次拍摄标记（50、100、150 等）时发出警告。

 

Android 应用程序（版本 1）

 

Android 应用程序（第 2 版）

 

代码部分提供了两个版本的 Android 代码。

第 3 步：篮球板设置

这是我经常用来进行篮球训练的原始篮球板。

 

原来的篮球板

 

首先，我取下了环下方的塑料盖，并为接近传感器打了一个洞。

 

带接近传感器孔的塑料盖

 

然后我做了一个小孔来固定振动传感器。

 

带有振动传感器孔的塑料盖

 

由于传感器的曲率，我无法将传感器直接连接到塑料盖上，因此我使用 MDF 为传感器构建了一个支撑。

 

 

 

 

 

1 / 3 •接近传感器的塑料盖和内部支架

 

我使用一些螺栓和螺母固定了接近传感器和振动传感器。

 

 

 

 

 

1 / 3 •装有接近传感器和振动传感器的塑料盖

 

然后我连接了其他组件。

版本 1

 

 

 

 

 

1 / 2 •智能篮球记分牌（第 1 版）- 正面/内部

 

版本 2

 

 

 

 

1 / 3 •智能篮球记分牌（第 2 版）- 正面/内部

 

所以是时候进行冒烟测试了。

版本 1

版本 2

智能篮球记分牌测试（第二版）

 

最后，我在篮球板上安装了所有东西。

版本 1

 

 

 

 

 

1 / 2 •安装在篮球板上的智能篮球记分牌（版本 1）

 

版本 2

 

 

 

 

1 / 2 •安装在篮球板上的智能篮球计分板（版本 2）

 

第 4 步：篮球锻炼测试

现在是测试一切的时候了。

大结局……是放映时间！

第 5 步：最后的考虑

• 该系统被证明非常准确，几乎没有误报和罕见的漏报。
• 使用该系统实时和训练后了解锻炼统计数据真是太棒了。

玩得开心...