Darts Controller Board Raspydarts

Carte contrôleur et d’alimentation pour Dartscab et le logiciel Raspydarts

Cette carte permet d’interfacer la matrice d’une cible de manière déportée avec l’adaptateur ED110 DARTS ETX pour la cible Décathlon ED110 entre autres, sur un Raspberry Pi Zero 2 W, 3 et 4 et le logiciel de jeu de fléchettes électroniques Raspydarts. Elle intègre une gestion des connectiques d’alimentation des différents accessoires nécessaires à la fabrication d’un Dartscab fonctionnel, ainsi que la gestion intégrale de l’alimentation du Raspberry Pi. Ce dernier, ainsi que les composants de la carte seront protégés par un circuit de surveillance et de protection de la tension, du courant, de la température ainsi que des courts-circuits ou défaillances matériel du système. Couplée à un multiplexeur I/O bidirectionnel 16bits intégré, elle accepte 16 boutons de contrôle et est capable de gérer l’alimentation des LED des boutons de commande, du laser de la ligne de tir, ou de TOY, le tout de façon dynamique en interaction avec le jeu en cours via la connexion de notre carte MOS-DARTS.

Passons en revue chaque partie du PCB.

Connecteur bornier barrière de 6 positions dédiées à la distribution de l’alimentation électrique. Ce bornier est composé de 3 broches d’entrée/sortie pour le +5V symbolisées par le signe + et de 3 broches pour la masse symbolisées par le signe – .

Les broches destinées au +5V permettent de connecter la source d’alimentation électrique qui est nécessaire au fonctionnement des composants de la carte électronique et également de la redistribuer aux différentes sources d’alimentation. Quant aux broches de masse, elles sont utilisées pour établir un potentiel de référence commun entre tous les composants et accessoires.

Nous avons sélectionné ce bornier pour faciliter le câblage de la carte électronique en permettant une connexion rapide et fiable des fils électriques nus, ou sertis avec une cosse à fourche. Il offre également une certaine sécurité en limitant les risques de court-circuit ou de mauvaise connexion.

Nous avons intégré un circuit de protection de l’alimentation des composants internes et du Raspberry Pi. Il offre de nombreuses fonctionnalités de protection pour assurer un fonctionnement stable et sûr du Raspberry Pi et des autres composants de la carte électronique.

Tout d’abord, il offre une protection contre les courants inverses pour éviter tout dommage aux composants en cas de mauvaise polarité. Il dispose également d’une protection de limite de courant de sortie avec arrêt thermique pour éviter toute surchauffe et toute surcharge. La protection ESD IEC61000-4-2 niveau 4 pour Vbus jusqu’à ±7 kV permet de prévenir les décharges électrostatiques qui peuvent endommager les composants.

Le circuit de coupure de surtension à réponse rapide garantit que le Raspberry Pi et les autres composants ne sont pas exposés à des tensions trop élevées. Le circuit interne de verrouillage de sous-tension permet, quant à lui, de maintenir une tension d’alimentation stable et de prévenir les baisses de tension qui peuvent provoquer des erreurs ou des dysfonctionnements.

Enfin, le circuit offre une surveillance du courant intégrée, ainsi que des options de verrouillage et de relance automatique. Il est activé numériquement avec une LED pour l’identification des défauts, ce qui facilite le dépannage en cas de problème.

• ALIM OK : la carte est alimentée par une source de tension 5V
• FUSE OK : Aucun problème détecté, tension, courant et température sont dans un état de fonctionnement normal.
• ERROR : dysfonctionnement détecté, vérifiez la présence de court-circuit ou d’inversion de câbles d’alimentation, vérifiez également que la tension d’alimentation est bien de 5V (+/-0.2). Utilisez les prises USB de la Dartscab Controller Board et non celles du Raspberry pour l’alimentation des accessoires et afin de ne pas dépasser 3A de courant. Possible surchauffe de la carte, dans ce cas, réduire consommation de courant ou prévoir ventilation. Défaillance possible du Raspberry Pi.

La carte électronique utilise un multiplexeur qui permet le contrôle de 16 voies d’entrée/sortie 16 bits. Ce composant est équipé d’une interface I2C à haute vitesse pour communiquer avec le Raspberry Pi, les broches d’entrée/sortie peuvent être configurées en entrée pour les boutons de jeux ou de navigation, ou en sortie pour la MOS-Darts Board.

Les broches d’entrée/sortie sont couplées à un décaleur de niveau logique “Bidirectional Voltage-Level Shifter” qui booste le niveau de tension du signal à 5V, afin de résoudre les différences d’incompatibilité entre les différents domaines de puissance. Si nécessaire, ces broches peuvent également être configurées pour fonctionner avec une tension d’alimentation de 3,3V via une soudure sur SJ4 (sectionnez la piste entre T et 5 à l’aide d’une pointe de cutter, et soudez T et 3.3 ensembles afin d’établir un pont. Soudez T et 5 ensembles afin de revenir à 5V).

Les ponts de soudure A0, A1 et A2 du multiplexeur sont ses sélecteurs d’adresse afin de configurer l’adressage du bus I2C, dans le cas d’utilisation de l’empreinte pour connecteur JST PH2.0 I2C se situant au dos du PCB pour d’éventuelles options futures (le connecteur n’est pas présent par défaut car non nécessaire au moment de la rédaction de ce didacticiel)

Nous avons préféré un bornier d’entrées/sorties plutôt que des connecteurs de style Dupont qui ne sont pas fiables surtout si ce ne sont pas des originaux. L’ensemble est labellisé de A0 à A7 et de B0 à B7, 16 voies de signal positif totalement configurables à partir de RaspyDarts.

Au centre des deux groupes A# et B# ce trouve 2 positions GND pour connecter la masse de vos boutons. Connectez chaque positif (+) de vos boutons respectivement aux entrées A# et/ou B#, et reliez en série chaque négatif (–) de vos boutons et branchez ce câble à un des deux pôles GND.

Retrouvez ci-dessous un exemple d’affectation des boutons de jeux avec ou sans carte MOS-DARTS

Ce connecteur IDC 2.54mm de 20 broches s’interface avec la carte ED110 DARTS ETX à l’aide une nappe IDC pour une meilleure aisance quant à sa longueur. C’est par ici que transitent les signaux entrée/sortie de la matrice de votre cible, et toujours dans notre quête de vous simplifier le câblage et dans le cadre de l’utilisation d’une cible ED110 avec connecteurs 10+7, nous y faisons passer le signal Data LED GPIO12 pour le rétroéclairage dynamique de votre cible ED110 avec notre ED110 LED Pack.

La connexion du signal data de vos bandes de LED adressables s’effectue par le biais du bornier D-LED. Généralement nous connecterons les Strip-LEDs de type T-Molding ou bande latérale de dartscab au GPIO12, et le rétroéclairage dynamique de votre cible au GPIO21. Pour rappel si vous utilisez notre carte ED110 DARTS ETX, vous n’avez pas besoin de relier la broche 21 du bornier à votre cible, ce signal transitant déjà via la nappe de connexion.

pin_targetled: 12
pin_stripled: 21

Vous pouvez par exemple utiliser, afin d’alimenter l’éclairage de vos boutons, ce bornier de sortie alimentation optionnel 5V, ou tout autre accessoire s’alimentant avec une tension de 5v, sans excéder 3A.

Avec cette double prise USB fournissant 5v et 3A (15w) partagés au total maximum, vous avez la possibilité d’alimenter un routeur WiFi du type TP-LINK TLWR802N et l’adaptateur de récupération du signal audio de l’HDMI. Ces deux prises USB ne servent qu’à l’alimentation et ne sont pas compatibles DATA, donc n’y branchez pas un disque dur externe ou une clé USB, le Raspberry Pi ne les détectera pas.

Par ce bouton relié physiquement à B7 et en affectant la fonction “ordinateur” dans RaspyDarts à B7, vous aurez la possibilité de tester vos LED en mode édition. B7 et ce bouton peut également être affecté à la fonction de votre choix.

Il est important de relier toutes les masses de vos cartes électroniques et alimentations ensembles, notamment entre la MOS-DARTS et cette carte DartsCab Controller Board, c’est pourquoi la plupart de nos cartes sont équipées de ce connecteur cosse de 4.8mm GND afin de créer une masse commune.