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LCD2022 - CRONOMETRO MILLESIMALE LCD
(LCD2022 - 1/1000 second Stopwatch based on PIC16F883/886 or PIC16F1933)
Indice:
INTRODUZIONE e CARATTERISTICHE [ TORNA ALL'INDICE ]
In questa pagina descrivo come realizzare il cronometro millesimale LCD2022 (con modulo LCD) basato sui microcontrollori della Microchip siglati PIC16F883 / PIC16F886 (ma possono essere usati anche i nuovi PIC16F1933). Costruire cronometri millesimali (cioè quelli con risoluzione da 1/1000 di secondo) non è facile, specialmente se si utilizza un Microcontrollore. Tuttavia, è sempre possibile costruirne uno molto affidabile e preciso tenendo sempre presente che la precisione dipende in gran parte dalla bontà del quarzo utilizzato, dai due condensatori ad esso collegati e da vari altri fattori esterni, quali ad esempio, la temperatura o i tempi di risposta (sia dell'utente sia degli attuatori esterni).
Il cronometro può essere utilizzato anche in auto o moto per rilevare tempi cronometrici durante le gare sportive: l'alimentazione può essere presa da qualsiasi punto dell'impianto elettrico dove siano presenti i 12V protetti da fusibile (nell'auto, ad esempio, può tornare utile la presa accendisigari). Se invece si preferisce collegare il cronometro direttamente alla batteria, è consigliabile usare un fusibile di sicurezza da 0,5A da inserire sul ramo positivo di alimentazione.
Questo cronometro millesimale è molto preciso anche sui tempi lunghi: durante i test su un paio di prototipi, sono stati rilevati errori di 2/3 decimi di secondo su tempi cronometrati di 10-12 ore!.
LE CARATTERISTICHE DEL CRONOMETRO MILLESIMALE LCD2022
- Alimentazione 8-12V (consumo massimo < 40mA).
- Risoluzione 0.001 s (1 ms).
- Gestione a Microcontrollore.
- Precisione al quarzo.
- Range di misura: fino a 99h 59min 59sec 999ms.
- Modulo LCD retroilluminato.
- Rilevamento dei tempi intermedi.
- 4 modalità di funzionamento programmabili.
- Regolazione manuale (a mezzo trimmer) del contrasto LCD.
- 4 pulsanti per i comandi manuali: START INTERMEDIATE STOP e RESET .
- 3 Morsettiere per il collegamento di attuatori esterni per START INTERMEDIATE e STOP .
- Protezione contro l'inversione di polarità dell'alimentazione.
DIMENSIONI e INSTALLAZIONE SCHEDA [ TORNA ALL'INDICE ]
Nella figura seguente sono riportate tutte le dimensioni della scheda ed il piano di foratura per l'isntallazione su un pannello.
COLLEGAMENTI [ TORNA ALL'INDICE ]
Una volta collegata l'alimentazione sul morsetto M4 (8-12 Vdc) il cronometro è pronto per poter funzionare. Utilizzare i comandi manuali sulla scheda (START, INTERMEDIATE, STOP e RESET) oppure con quelli degli attuatori esterni (START, INTERMEDIATE e STOP) da applicare alle morsettiere M1 (pSTA), M2 (pINT) e M3 (pSTO).
Come già accennato, oltre che funzionare manualmente con i pulsanti on-board, al cronometro possono essere collegati degli attuatori esterni per il funzionamento da remoto: i contatti N.A./N.O. (Normalmente Aperti / Normally Open) degli attuatori, come, ad esempio, quelli delle fotocellule, vanno collegati alle morsettiere M1 (pSTA), M2 (pINT) ed M3 (pSTO).
Il consumo del Cronometro è inferiore ai 40/50 mA quindi anche con la batteria da 9V è assicurata una buona autonomia (specialmente se si usa il cronometro saltuariamente e su tempi corti).
La taratura va fatta, se necessario, agendo sul condensatore variabile C1 per "correggere" le eventuali piccole tolleranze del quarzo: collegare il puntale di un buon frequenzimetro sul pin 10 del PICmicro e regolare il condensatore variabile fino a leggere una frequenza pari a 8192000 Hz (la regolazione deve essere fatta con un giravite anti-induttivo o di plastica). E' consigliabile ripetere la taratura dopo 10-15 minuti.
In ogni caso si consiglia di tenere acceso il cronometro almeno 5-10 minuti prima di usarlo: questo consentirà al circuito e al quarzo di stabilizzarsi.
MODALITA' DI FUNZIONAMENTO e TIMEOUT [ TORNA ALL'INDICE ]
Il cronometro può funzionare in 4 MODALITA' differenti, due per il CONTEGGIO e due per i COMANDI. Per impostare la modalità desiderata, quando il cronometro è pronto ("Ready to START"), seguire le procedure descritte di seguito.
NOTA - Le modalità selezionate dall'utente sono memorizzate automaticamente nella memoria del microcontrollore: così facendo, ad ogni accensione, il cronometro funzionerà sempre con le ultime impostazioni scelte dall'utente.
SCELTA DELLA MODALITA' DI CONTEGGIO
Premere e mantenere premuto il pulsante INTERMEDIATE e, contemporaneamente, premere e mantenere premuto anche il pulsante RESET . Rilasciare i pulsanti quando il display visualizza una delle seguenti DUE opzioni.
- RESET to 0 after each INTRM
Il cronometro si avvia dopo la pressione del pulsante START (oppure, dall'esterno, con il sensore applicato alla morsettiera M1 - pSTA): il tempo istantaneo (Tmr) sulla prima riga del Display sarà ri-azzerato automaticamente dopo ogni INTERMEDIO.
- CONTINUOUS count after each INTRM
Il cronometro si avvia con la pressione del pulsante START (oppure, dall'esterno, con un sensore da applicare alla morsettiera M1 - pSTA): ad ogni INTERMEDIO, il tempo istantaneo (Tmr) sulla prima riga del display continua senza mai azzerarsi.
SCELTA DELLA MODALITA' DI COMANDO
Premere e mantenere premuto il pulsante STOP e, contemporaneamente, premere e mantenere premuto anche il pulsante RESET . Rilasciare i pulsanti quando il display visualizza una delle seguenti DUE opzioni.
- DOUBLE COMMAND (Start & Interm)
Il cronometro si avvia con il pulsante START (oppure, da remoto, con un sensore da applicare alla morsettiera M1 - pSTA). Per rilevare i tempi INTERMEDI premere il pulsante INTERMEDIATE (oppure, da remoto, con un sensore da applicare alla morsettiera M2 - pINT).
- SINGLE COMMAND (Start for all)
Il cronometro funziona SOLO con il pulsante START (oppure, da remoto, con un sensore da applicare alla morsettiera M1 - pSTA). Al primo START si avvia il cronometro mentre con le successive pressioni dello stesso pulsante si hanno i tempi intermedi.
NOTA - Quando si usa il cronometro nelle modalità "SINGLE COMMAND", il morsetto pINT e il pulsante INTERMEDIATE non sono attivi.
Nelle figure seguenti sono riportati due esempi di collegamento in base alla modalità di comando scelta.
PROGRAMMAZIONE DEL TEMPO DI TIMEOUT
Premere e mantenere premuto il pulsante STOP e, contemporaneamente, premere e mantenere premuto anche il pulsante RESET . Rilasciare i pulsanti quando il display visualizza una delle seguenti DUEPer evitare che il cronometro rilevi più valori entro pochi millisecondi dallo START (o anche tra un INTERMEDIO e il successivo), è possibile impostare il tempo di TIMEOUT.
Il tempo di TIMEOUT è il valore minimo che deve trascorrere tra un tempo INTERMEDIO e il successivo (oppure tra lo START e il primo INTERMEDIO).
Questo tempo è molto importante specialmente quando si usano gli attuatori esterni (come le fotocellule, i raggi infrarossi, ecc.). Ad esempio, quando si usa un attuatore esterno per rilevare i tempi intermedi nel ciclismo, la fotocellula potrebbe rilevare diversi INTERMEDI tra la ruota anteriore e quella posteriore: se non si imposta un tempo di TIMEOUT, è molto probabile che la fotocellula rilevi più tempi INTERMEDI prima che la bicicletta esca completamente da campo di rilevazione della fotocellula stessa.
In questo cronometro si può impostare un tempo di TIMEOUT da un minimo di circa 0,76 secondi a un massimo di circa 1,86 secondi attraverso 16 valori preimpostati, come visibile nella tabella successiva:
Per impostare il tempo di TIMEOUT, con cronometro pronto (“Ready to START”), premere e mantenere premuto il pulsante STOP : fino a quando il pulsante rimane premuto, sul display verranno visualizzati, in sequenza, i valori di TIMEOUT disponibili. I valori sono visualizzati sul Display per circa un secondo: quando il display visualizza il valore desiderato, rilasciare il pulsante STOP.
I valori che sono visuializzati in sequenza sul Display durante la procedura sono:
Le seguenti schermate mostrano il primo e l’ultimo valore del Tempo di TIMEOUT che scorreranno sul Display durante la procedura:
Per visualizzare il valore correntemente programmato sul cronometro, premere e mantenere premuto il pulsante STOP fino a quando non appare sul Display il primo valore di TIMEOUT (quello attualmente impostato nel cronometro) e poi rilasciare subito il pulsante senza attendere lo scorrere di tutti gli altri valori.
NOTA – Il Tempo di TIMEOUT è visualizzato anche subito dopo l’accensione del Cronometro.
NOTA – Il Tempo di TIMEOUT non influisce in alcun modo sui tempi cronometrici.
COMANDI E USO DEL CRONOMETRO [ TORNA ALL'INDICE ]
NOTA - Come già accennato, prima di utilizzare il cronometro, è consigliabile tenerlo acceso almeno 5-10 minuti per fare in modo che il circuito possa stabilizzarsi alla perfezione.
NOTA - E' possibile utilizzare il cronometro in modo "portatile" (ovvero utilizzando solo i pulsanti della scheda) semplicemente collegandolo ad una batteria alcalina da 9V.
- All'accensione, dopo la schermata del firmware e quella delle modalità di funzionamento impostate dall'utente, il display LCD visualizza la scritta "Ready to START".
- Premendo il pulsante START , si avvia il conteggio visualizzato in tempo reale sulla prima riga del Display LCD (Tmr = RealTime).
- Premendo il pulsante INTERMEDIATE , il tempo intermedio e il suo numero progressivo sono visualizzati sulla seconda riga del Display mentre sulla prima il conteggio riparte da 0 oppure continua in base alla modalità di funzionamento scelta.
- Ad ogni pressione del pulsante INTERMEDIATE , sulla seconda riga del display appare sempre il valore del nuovo tempo intermedio ed il relativo numero progressivo.
- Per fermare il cronometro premere il pulsante STOP : in questo caso il conteggio è momentaneamente messo in pausa (Stp).
- Per riavviare il cronometro da punto in cui era stato fermato, premere il pulsante START oppure premere il pulsante RESET per annullare e resettare il conteggio: in quest'ultimo caso sul Display LCD appare la schermata iniziale "Ready to START".
NOTA - Per evitare accidentali azzeramenti durante il conteggio, il pulsante RESET funziona SOLO quando il cronometro è in pausa (Stp).
GALLERIA FOTO [ TORNA ALL'INDICE ]
Le seguenti foto mostrano la scheda completa per il Cronometro Millesimale LCD2022.
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Cliccare sui seguenti link per scaricare i manuali d'uso (in italiano o inglese) e il Manuale di Servizio. Per domande o suggerimenti utilizzare SEMPRE la sezione COMMENTI.
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Scarica il Manuale d'Uso del Cronometro LCD2022 (Italiano - 1,1 MB) Download the Owner's Manual of LCD2022 Stopwatch (English - 1,1 MB) |