スマートバスケットボールスコアボード

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このプロジェクトについて

私はバスケットボールのトレーニングトレーニングを定期的に行っており、常にセクションの統計（ショット数、スコア、ミスなど）を追跡しています。これらの数字を追跡することは、退屈で達成するのが難しいものです。スマートボールはこれに使用できますが、いくつかの欠点があります：

• 複数のボールでトレーニングしたい場合は、いくつかの（高価な）スマートボールを購入する必要があります。
• 精度はそれほど良くありません。
• ボールの耐久性。

以前のプロジェクトのスマートバスケットボールスコアボードのプロトタイプでは、Avnet SmartEdgeデバイスを使用して、バスケットボールのトレーニングを追跡する方法をテストしました。加速度センサーを使用してショットを検出し、近接センサーを使用してスコアを検出しました。現在、このプロジェクトのアイデアは、バスケットボールのスコアボードタスクの決定的なソリューションを実装することです。

バージョン

プロジェクトの開始時に、私は自宅で入手可能なハードウェアコンポーネントを使用し、必要なソフトウェア（ArduinoとAndroid）を開発しました。この最初のバージョン（1.1.0）はかなりうまく機能することがわかったので、より安価なコンポーネントを使用するためにいくつかの変更を加え、いくつかのソフトウェアの改善も実装することにしました。 2番目のバージョン（2.0.0）はさらに優れています、お楽しみください。

ステップ1：Arduino

ハードウェア

バージョン2.0.0のハードウェアコンポーネントリストは、[物事]セクションで確認できます。

これらは、バージョン1.1.0からバージョン2.0.0に加えられた主な変更点です。

• Arduino Mega 2560 => Arduino NanoR3に変更
• Bluetoothシールド=> HC-05Bluetoothモジュールに変更
• 充電式リチウムイオン電源=> 9V電池に変更
• DHT22温度および湿度センサー=>追加。

このプロジェクトで使用される他のコンポーネントに関するいくつかの考慮事項：

• E18-D80NK赤外線近接センサー：このプロジェクトでは他の近接センサーを使用することもできますが、このような太陽光の干渉を受けないセンサーを使用することをお勧めします。
• SW420振動センサー：このプロジェクトでは他の振動センサーを使用できますが、これは非常にうまく機能します。

2つのバージョンのArduino回路図は、回路図セクションで入手できます。

ソフトウェア

Arduino IDEを使用して、次の戦略でプログラムされたArduinoコードを開発しました。

• 初期化（変数、LED、Bluetoothなど）後も、センサーのステータスを継続的に監視し続けます。
• 近接センサーがボールの存在を検出した場合、それはショットがちょうど起こったことを意味し、それはスコアです。
• 振動センサーが何らかの動きを検出した場合、それはショットが発生したばかりであることを意味しますが、決定を下すために2秒（最大）待機します。
• このとき、近接センサーがボールの存在を検出すると、（すぐに）それがスコアであることがわかります。
• 2秒間の終わりに、近接センサーがボールの存在を検出しなかった場合、それはミスであることがわかります。
• Arduinoは、Bluetoothを介してAndroidにショット（スコアまたはミス）が発生したことを通知します。
• プロセスが再開されます。

これらは、バージョン1.1.0からバージョン2.0.0に加えられた主な変更点です。

• サポートをBluetoothシールドからHC-05Bluetoothモジュールに変更します
• DHT22温度および湿度センサーのサポートを追加
• ショット、スコア、ミスを検出し、LEDをより適切に通知するためのロジックを改善します。

2つのバージョンのArduinoコードは、コードセクションで入手できます。

ステップ2：Android

MIT App Inventorを使用して、次の戦略でプログラムされたAndroidコードを開発しました。

• 初期化（ショット、スコア、ミス、Bluetoothなど）の後、[開始]ボタンが押されるのを待ちます。
• [スタート]ボタンを押すと、Bluetooth接続を継続的に監視します。
• データを受信するたびに、ボードが更新され、正しい通知音が鳴ります。
• 「一時停止」ボタンが押されるまで、このプロセスが繰り返されます。
• Bluetoothデバイスを選択したり、カウントをリセットしたりするためのボタンと、必要に応じてボードを調整するための追加のボタンがいくつかあります。

これらは、バージョン1.1.0からバージョン2.0.0に加えられた主な変更点です。

• レイアウトを縦向きから横向きに変更します。
• 光、湿度、温度、熱指数を追加します。
• 調整ボタンを改善します。
• 画面を常にオンに保つ機能を追加します。
• すべてのボタンにプレス音を追加します。
• 50ショットのマーク（50、100、150など）に達するたびに警告する機能を追加します。

2つのバージョンのAndroidコードは、[コード]セクションで入手できます。

ステップ3：バスケットボールボードのセットアップ

これは、私がバスケットボールのトレーニングトレーニングを行うために定期的に使用するオリジナルのバスケットボールボードです。

まず、フープの下のプラスチックカバーを取り外し、近接センサーに穴を開けました。

次に、振動センサーを固定するための小さな穴を開けました。

曲率が原因でセンサーをプラスチックカバーに直接取り付けることができなかったため、MDFを使用してセンサーのサポートを構築しました。

いくつかのボルトとナットを使用して、近接センサーと振動センサーを修正しました。

次に、他のコンポーネントを接続しました。

スモークテストの時間です。

最後に、すべてをバスケットボールボードに取り付けました。

ステップ4：バスケットボールのトレーニングテスト

次に、すべてをテストします。

そしてグランドフィナーレ...それはショータイムです！

ステップ5：最終的な考慮事項

• システムは非常に正確であり、誤検知がほとんどなく、誤検知がまれであることが証明されました。
• システムで遊んで、トレーニングの統計をリアルタイムでトレーニング後に知るのは素晴らしいことです。

楽しんでください...

コード

• Arduinoコード（1.1.0）
• Androidコード（1.1.0）
• Arduinoコード（2.0.0）
• Androidコード（2.0.0）

Arduinoコード（1.1.0） Arduino

 // ------------------------------------------------- ------------------------------- ////ファイル名：Scoreboard.ino ////説明：スマートバスケットボールスコアボード/ ///バージョン：1.1.0 ////作成者：Marcelo Avila de Oliveira  //// ---------------------- -------------------------------------------------- ----- //// --------------------------------------------- ----------------------------------- ////定義//// ------ -------------------------------------------------- -------------------- ////デバッグモードをオンにする//＃define DEBUG // #define DEBUG_PROX // #define DEBUG_VIBR // ----- -------------------------------------------------- --------------------- ////定数//// -------------------- -------------- ------------------------------------------ //// PINSconst int prox_pin =2; const int vibr_pin =3; const int led_r_pin =4; const int led_g_pin =5; const int led_b_pin =6; // TIMEconst unsigned long wait_interval =3000; // MATHconst floatpercent_to_bright_factor =100 * log10（2）/ log10（ 255）; // ------------------------------------------------- ------------------------------- ////変数//// ---------- -------------------------------------------------- ---------------- //// TIMEunsigned long wait_time; // STATUSboolean prox =false; boolean vibr =false; boolean wait =false; // ------- -------------------------------------------------- ------------------- ////機能（設定）//// ------------------- -------------------------------------------------- ------- // void setup（）{//ピンを初期化pinMode（prox_pin、INPUT）; pinMode（vibr_pin、INPUT）; pinMode（led_r_pin、OUTPUT）; pinMode（led_g_pin、OUTPUT）; pinMode（led_b_pin、OUTPUT）; set_led（5、100）; //シリアル通信を開始しますSerial.begin（9600）; // BLUETOOTH通信を開始しますsetup_bluetooth（）; set_led（4、100）; #ifdef DEBUG Serial.println（ "ボードは生きています"）; Serial.println（）; #endif} void setup_bluetooth（）{＃ifdef DEBUG Serial.println（ "Bluetoothの設定"）; Serial.println（）; #endif Serial1.begin（38400）; //ボーレートを設定Serial1.print（ "\ r \ n + STWMOD =0 \ r \ n"）; //スレーブモードで動作するように設定Serial1.print（ "\ r \ n + STNA =Arduino \ r \ n"）; //名前をSerial1.print（ "\ r \ n + STOAUT =1 \ r \ n"）;に設定します。 //ペアリングされたデバイスに接続を許可しますSerial1.print（ "\ r \ n + STAUTO =0 \ r \ n"）; //ここでは自動接続を禁止する必要がありますdelay（2000）; //この遅延は必須です。 Serial1.print（ "\ r \ n + INQ =1 \ r \ n"）; //スレーブを照会可能なdelay（2000）;にします。 //この遅延は必須です。 while（Serial1.available（））{//データ遅延をクリア（50）; Serial1.read（）; }} // ---------------------------------------------- ------------------------------ ////機能（ライト）//// -------- -------------------------------------------------- ------------------ // intpercent_to_bright（intpercent）{// PERCENT：// 0..100 // RETURN BRIGHT // 255..0 return 256- pow（2、percent / percent_to_bright_factor）;} void set_led（int color、int bright）{// COLOR：// 0 =GREEN // 1 =YELLOW // 2 =RED // 3 =CYAN // 4 =BLUE / / 5 =マゼンタ// 6 =白////明るい：// 0 =オフ// .. // 100 =MAX #ifdef DEBUG Serial.println（ "Setting LED"）; Serial.println（）; #endif if（color <0 || color> 6 || bright <0 || bright> 100）{return; } int led_r_bright =255; int led_g_bright =255; int led_b_bright =255; int bright_aux =percent_to_bright（bright）; switch（color）{case 0：//緑led_g_bright =bright_aux;壊す;ケース1：//黄色led_r_bright =bright_aux; led_g_bright =bright_aux;壊す;ケース2：//赤led_r_bright =bright_aux;壊す;ケース3：//シアンled_g_bright =bright_aux; led_b_bright =bright_aux;壊す;ケース4：//青led_b_bright =bright_aux;壊す;ケース5：//マゼンタled_r_bright =bright_aux; led_b_bright =bright_aux;壊す;ケース6：// WHITE led_r_bright =bright_aux; led_g_bright =bright_aux; led_b_bright =bright_aux;壊す; } analogWrite（led_r_pin、led_r_bright）; analogWrite（led_g_pin、led_g_bright）; analogWrite（led_b_pin、led_b_bright）;戻る;}// - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ------------------------------- ////機能（チェック）//// ------- -------------------------------------------------- ------------------- // void check_prox（）{if（！prox）{if（digitalRead（prox_pin）==LOW）{＃ifdef DEBUG_PROX Serial.println（ "近接が検出されました"）; Serial.println（）; #endif prox =true; if（！vibr）{wait =true; wait_time =millis（）+ wait_interval; } set_shot（1）; }}} void check_vibr（）{if（！prox &&！vibr）{if（digitalRead（vibr_pin）==HIGH）{＃ifdef DEBUG_PROX Serial.println（ "振動が検出されました"）; Serial.println（）; #endif vibr =true;待機=true; wait_time =millis（）+ wait_interval; set_led（1、100）; }}} void check_wait（）{if（wait &&millis（）> wait_time）{if（！prox）{set_shot（0）; } reset（）; }} // ---------------------------------------------- ------------------------------ ////機能（MIS）//// -------- -------------------------------------------------- ------------------ // void set_shot（int mode）{//モード：// 0 =間違ったショット（ミス）// 1 =正しいショット（スコア）if （モード==0）{set_led（2、100）; } else {set_led（0、100）; } Serial1.print（mode）; delay（1000）;} void reset（）{vibr =false; prox =false;待機=false; set_led（4、100）;} // ---------------------------------------- - - - - - - - - - - - - - - - - - - //// 主要 //// - - - -------------------------------------------------- --------------------- // void loop（）{check_prox（）; check_vibr（）; check_wait（）;} 

Androidコード（1.1.0） Java

プレビューなし（ダウンロードのみ）。

Arduinoコード（2.0.0） Arduino

 // ------------------------------------------------- ------------------------------- ////ファイル名：Scoreboard.ino ////説明：スマートバスケットボールスコアボード/ ///バージョン：2.0.0 ////作成者：Marcelo Avila de Oliveira  //// ---------------------- -------------------------------------------------- ----- //// --------------------------------------------- ----------------------------------- ////ライブラリ//// ------ -------------------------------------------------- -------------------- //// TEMPERATURE＆HUMIDITY LIBRARY＃include "DHT.h" // MULTI SERIAL LIBRARY＃include "SoftwareSerial.h" //- -------------------------------------------------- ------------------------- ////定義//// -------------- -------------------------------------------------- ------------ ////デバグモードをオンにする//＃define DEBUG // #define DEBUG_BLUE // #define DEBUG_PROX // #define DEBUG_VIBR // #define DEBUG_DHT // DHT SENSOR＃定義DHTPIN7＃define DHTTYPE DHT22DHT dht（DHTPIN、DHTTYPE）; // BLUETOOTH MODULE（RX、TX）SoftwareSerial Bluetooth（10、11）; // ----------------- -------------------------------------------------- --------- ////定数//// -------------------------------- -------------------------------------------- //// PINSconst int prox_pin =2; const int vibr_pin =3; const int led_r_pin =4; const int led_g_pin =5; const int led_b_pin =6; // TIMEconst unsigned long wait_interval =2000; const unsigned long dht_interval =10000; // MATHconst floatpercent_to_ 100 * log10（2）/ log10（255）; // ------------------------------------ ---------------------------------------- ////変数//// ---------------------------------------------- ------------------------------ //// TIMEunsigned long wait_time; unsigned long dht_time; // HUMIDITY＆TEMPERATUREfloat humi、temp 、heat; // STATUSboolean prox =false; boolean vibr =false; boolean wait =false; // ---------------------------- ------------------------------------------------ // //機能（設定）//// ---------------------------------------- ------------------------------------ // void setup（）{//ピンを初期化pinMode（prox_pin 、入力）; pinMode（vibr_pin、INPUT）; pinMode（led_r_pin、OUTPUT）; pinMode（led_g_pin、OUTPUT）; pinMode（led_b_pin、OUTPUT）; // LEDマゼンタを設定しますset_led（5、100）; //シリアル通信を開始しますSerial.begin（9600）; // BLUETOOTH通信を開始しますsetup_bluetooth（）; // DHTセンサーを開始しますdht.begin（）; // SET LED BLUE set_led（4、100）; #ifdef DEBUG Serial.println（ "ボードは生きています"）; Serial.println（）; #endif} void setup_bluetooth（）{＃ifdef DEBUG_BLUE Serial.println（ "Bluetoothの設定"）; Serial.println（）; #endif //ボーレートを設定Bluetooth.begin（9600）; //利用可能なデータをクリアしますwhile（Bluetooth.available（））{delay（50）; Bluetooth.read（）; }} // ---------------------------------------------- ------------------------------ ////機能（ライト）//// -------- -------------------------------------------------- ------------------ // intpercent_to_bright（intpercent）{// PERCENT：// 0..100 // RETURN BRIGHT // 255..0 return 256- pow（2、percent / percent_to_bright_factor）;} void set_led（int color、int bright）{// COLOR：// 0 =GREEN // 1 =YELLOW // 2 =RED // 3 =CYAN // 4 =BLUE / / 5 =マゼンタ// 6 =白////明るい：// 0 =オフ// .. // 100 =MAX #ifdef DEBUG Serial.println（ "Setting LED"）; Serial.println（）; #endif if（color <0 || color> 6 || bright <0 || bright> 100）{return; } int led_r_bright =255; int led_g_bright =255; int led_b_bright =255; int bright_aux =percent_to_bright（bright）; switch（color）{case 0：//緑led_g_bright =bright_aux;壊す;ケース1：//黄色led_r_bright =bright_aux; led_g_bright =bright_aux;壊す;ケース2：//赤led_r_bright =bright_aux;壊す;ケース3：//シアンled_g_bright =bright_aux; led_b_bright =bright_aux;壊す;ケース4：//青led_b_bright =bright_aux;壊す;ケース5：//マゼンタled_r_bright =bright_aux; led_b_bright =bright_aux;壊す;ケース6：// WHITE led_r_bright =bright_aux; led_g_bright =bright_aux; led_b_bright =bright_aux;壊す; } analogWrite（led_r_pin、led_r_bright）; analogWrite（led_g_pin、led_g_bright）; analogWrite（led_b_pin、led_b_bright）;戻る;}// - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ------------------------------- ////機能（チェック）//// ------- -------------------------------------------------- ------------------- // void check_prox（）{if（！prox）{//近接が検出されなかった場合にのみ近接をチェックif（digitalRead（prox_pin）==LOW）{＃ifdef DEBUG_PROX Serial.println（ "近接が検出されました"）; Serial.println（）; #endif // SET LED GREEN set_led（0、100）; send_data（2）; prox =true; if（！vibr）{wait =true; wait_time =millis（）+ wait_interval; }}}} void check_vibr（）{if（！prox &&！vibr）{//近接と振動が検出されなかった場合にのみ振動をチェックif（digitalRead（vibr_pin）==HIGH）{＃ifdef DEBUG_VIBR Serial.println（ "振動が検出されました "）; Serial.println（）; #endif // SET LED YELLOW set_led（1、100）; vibr =true;待機=true; wait_time =millis（）+ wait_interval; }}} void check_wait（）{if（wait &&millis（）> wait_time）{if（！prox）{// SET LED RED set_led（2、100）; send_data（1）; } reset（）; }} void check_dht（）{if（！prox &&！vibr）{//振動が検出されなかった場合にのみDHTをチェックif（millis（）> dht_time）{humi =dht.readHumidity（）; temp =dht.readTemperature（）; heat =dht.computeHeatIndex（temp、humi、false）; #ifdef DEBUG_DHT Serial.print（ "湿度："）; Serial.print（humi）; Serial.println（ "％"）; Serial.print（ "温度："）; Serial.print（temp）; Serial.println（ "C"）; Serial.print（ "ヘッドインデックス："）; Serial.print（heat）; Serial.println（ "C"）; Serial.println（ ""）; #endif send_data（0）; dht_time =millis（）+ dht_interval; }}} // ------------------------------------------------- ------------------------------- ////機能（MIS）//// ------- -------------------------------------------------- ------------------- // void send_data（int shot）{//ショット：// 0 =データなし// 1 =間違ったショット（ミス）// 2 =RIGHT SHOT（SCORE）Bluetooth.print（humi）; Bluetooth.print（temp）; Bluetooth.print（heat）; Bluetooth.print（ショット）; #ifdef DEBUG_BLUE Serial.println（ "Bluetooth送信済み"）; Serial.println（）; #endif} void reset（）{vibr =false; prox =false;待機=false; delay（1000）; // SET LED BLUE set_led（4、100）;} // ----------------------------------- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -//// 主要 //// -------------------------------------------------- -------------------------- // void loop（）{check_prox（）; check_vibr（）; check_wait（）; check_dht（）;} 

Androidコード（2.0.0） Java

プレビューなし（ダウンロードのみ）。

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