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Progetti Elettronici

CONTAGIRI PER MODELLISMO

(Model Railroad Lap Counter)

INTRODUZIONE    [ TORNA ALL'INDICE ]

In questa pagina descrivo come costruire e utilizzare il CONTAGIRI PER MODELLISMO (per realizzare il quale ho utilizzato un Microcontrollore della Microchip e un modulo LCD 16x2 per la visualizzazione dei dati).

Il circuito, oltre che contare i giri di una locomotiva o di un'automobile in miniatura, ne rileva anche la velocità media, in km/h, e il tempo medio impiegato per effettuare un giro completo (in formato HH:MM:SS).

Il contagiri può essere usato su plastici di qualsiasi casa costruttrice (Lima, Rivarossi, Märklin, Eishindo, Roco, Hornby, Fleischmann, Mehano, Bemo, Tillig, Kleinbahn, Bachmann, Raillino, Trix, Arnold) e in qualsiasi scala (H0, H0e, H0m, 0, 00, 1, 2m, Tgauge, Z, Nm, N, TT) .

Le caratteristiche principali del CONTAGIRI A1 sono le seguenti:

• Contagiri (fino a 99999)
• Visualizzazione della velocità media del giro (fino a 50,999 km/h)
• Tempo impiegato per effettuare un giro completo (in formato HH:MM:SS)
• Rilevamento del treno in transito (su apposito morsetto)
• Rilevamento del treno in movimento o fermo oppure ON/OFF (su apposito morsetto)
• Comando di RESET giri
• Programmazione della lunghezza del circuito (da 1 a 999.99 metri)
• Lettura su modulo LCD 16x2
• Alimentazione compresa fra 9 e 15 Vcc

LO SCHEMA ELETTRICO    [ TORNA ALL'INDICE ]

Nella figura successiva è riportato lo schema elettrico del CONTAGIRI PER MODELLISMO (cliccare sopra l'immagine per ingrandirla).

Gran parte del lavoro è svolto dal firmware presente nel miccrocontrollore PIC16F886. Il circuito integrato CD4011 si è reso necessario per creare DUE multivibratori monostabili (leggermente diversi tra loro) per poter pilotare correttamente i piedini di ingresso del microcontrollore senza dare origine a falsi conteggi.

L'assorbimento medio del circuito è inferiore ai 50 mA e dipende dal tipo di modulo LCD che si utilizza e dal numero di LED accesi.

REALIZZAZIONE PRATICA    [ TORNA ALL'INDICE ]

Il connettore MX1 (ICSP) è utile per la programmazione On-Board del Microcontrollore (questo connettore consente di lasciare il chip sullo zoccolo durante la programmazione). Tuttavia, una volta programmato il PIC, consiglio di rimuovere questo connettore per evitare che un accidentale cortocircuito tra i suoi piedini possa danneggiare irrimediabilmente il microcontrollore.

I 4 pulsanti possono essere sostituiti da altri tipi, secondo le proprie necessità e i propri gusti e per il collegamento alla scheda consiglio sempre di usare il cavetto schermato (è possibile lasciare comunque i pulsantini originali sulla scheda anche quando se ne usano altri in parallelo).

Il Modulo LCD va collegato alla scheda per mezzo di un cavetto a 16 vie.

Di seguito sono illustrati i Master (Bottom e Top), la disposizione dei componenti sul circuito stampato (Layout) e l'elenco dei componenti del CONTAGIRI (per scaricare le immagini, cliccare su quella desiderata e, una volta ingrandita, con il tasto destro del mouse scegliere l'opzione 'Salva con Nome' oppure 'Salva immagine con Nome').

COLLEGAMENTI    [ TORNA ALL'INDICE ]

Nell'immagine seguente sono schematizzati i collegamenti della scheda.

Il circuito deve essere alimentato con una tensione continua stabilizzata compresa tra 9 e 13 Vcc (e comunque, non superare mai i 15V).

Di seguito, una breve descrizione delle morsettiere presenti sulla scheda.

•  M1 - Power Supply  - Morsetto per il collegamento dell'alimentazione (9-13 Vcc).


•  M2 - LAP  - Morsetto per il collegamento al sensore del contagiri (es., Relé Reed).


•  M3 - TRAIN PASS.  - Morsetto da collegare al sensore che rileva il "passaggio del treno". Per questa funzione si possono usare modulini radar a ultrasuoni, rivelatori a infrarossi, fotocellule a riflessione oppure semplici microswitch da installare sul percorso in corrispondenza del punto in cui si vuole "rilevare" il passaggio del modellino. Nel caso di convogli con più vagoni, il LED giallo DL1 rimane acceso fino quando non sarà transitato l'ultimo vagone.


 M4 - ON/OFF  - Su questo morsetto va collegata l'alimentazione che fa "muovere" la locomotiva. Dal momento che i valori di tensione potrebbero essere molto diversi da plastico a plastico (in base ai diversi protocolli delle case costruttrici), sarà necessario applicare un potenziometro ed effettuare delle prove (vedi figura a lato). Il potenziometro (o trimmer) dovrebbe essere regolato in modo tale che quando il livello di tensione raggiunge un valore tale da mettere in movimento il locomotore, il LED rosso siglato DL2 si spegne (e contemporaneamente si accende quello verde siglato DL3).
Originariamente questo morsetto era stato progettato solo ed esclusivamente per rilevare lo stato ON/OFF della centralina che alimenta i binari ma, come appena detto, con l'aggiunta di un potenziometro e qualche prova, è possibile "estendere" la funzione e renderla più interessante.
IMPORTANTE - Se M4 non viene utilizzato, è necessario comunque collegare un positivo di almeno 2 Vcc sul pin caldo del morsetto (quello contrassegnato con il +): in questo modo il LED rosso DL2 risulterà sempre spento e quello verde (DL3) sempre acceso.

COMANDI E SPIE    [ TORNA ALL'INDICE ]

I pulsanti del CONTAGIRI sono quattro:

•   PROG
• Premendo questo pulsante si entra nella fase di programmazione.


•   MODE
• Pulsante per la selezione della modalità di visualizzazione sulla seconda riga del display LCD. Il pulsante funziona in modo ciclico, ad ogni pressione si seleziona una delle seguenti modalità:
  • Visualizza la VELOCITA' media del giro.
  • Visualizza il TEMPO medio per percorrere un intero giro.


•   RESET
• Questo pulsante azzera il contatore dei giri.


•   Frecce ▲ e ▶ (in PROGRAMMAZIONE)
• I pulsanti MODE ▲ e RESET ▶ hanno una doppia funzione. Infatti, quando si entra nella fase di PROGRAMMAZIONE, questi pulsanti consentono di:
  ▲ inserire i valori da programmare,
  ▶ spostare la posizione del cursore sul modulo LCD.
  Quando si esce dalla programmazione, essi tornano ad essere i normali pulsanti MODE e RESET.


•   CONFIRM
• Con questo pulsante si confermano i valori programmati.

I LED sulla scheda sono tre:

•   LED Rosso acceso
• Indica che sul plastico non c'è alimentazione.


•   LED Verde acceso
• Indica che il circuito è alimentato (e quindi i modelli sono in movimento).


•   LED Giallo acceso
• Indica il passaggio del modello (locomotiva o automobile) in una precisa posizione del plastico.

USO CON IL MODULO LCD    [ TORNA ALL'INDICE ]

All'accensione, dopo le tre schermate iniziali, il CONTAGIRI si predispone sull'ultima modalità impostata dall'utente (visualizzazione della velocità in Km/h oppure del tempo in HH:MM:SS) come indicato nelle seguenti foto:

Per cambiare modalità di visualizzazione, premere il pulsante MODE: ad ogni pressione si alterna la visualizzazione dei Km/h e del Time.

Nel modulo LCD, i cerchietti a sinistra hanno la stessa funzione dei LED rosso (DL2) e giallo (DL1): il cerchietto vuoto indica che la spia è spenta e il cerchietto pieno indica l'accensione del LED.

PROGRAMMAZIONE    [ TORNA ALL'INDICE ]

L'unico valore da programmare nel CONTAGIRI è la lunghezza del circuito (espressa in metri): in questo modo il microcontrollore riesce a calcolare sia il tempo medio impiegato dal locomotore per effettuare un giro completo, sia la velocità media.

•  ENTRATA IN PROGRAMMAZIONE

• Per entrare in programmazione, premere il pulsante PROG : sul display appare la schermata 'PROGRAMMING' e un valore già preimpostato (ad esempio, 100.00 metri).
  

•  IMPOSTAZIONE DELLA LUNGHEZZA DEL CIRCUITO (Lenght)

Utilizzare il pulsante MODE per scegliere la cifra da inserire in corrispondenza del cursore (da 0 a 9). Ad ogni pressione del pulsante, la cifra aumenta di una unità e dopo il numero 9, il ciclo inizia nuovamente da 0.
Utilizzare il pulsante RESET per spostare il cursore sulla cifra successiva. Alla quinta cifra, la pressione del pulsante RESET riporta il cursore all'inizio.

•  USCITA DALLA PROGRAMMAZIONE

• Una volta terminata la fase di inserimento, premere il pulsante CONFIRM per confermare la lunghezza del circuito appena inserita oppure, in alternativa, premere il pulsante PROG per uscire dalla programmazione senza confermare il valore.
  

LE FOTO DEL CONTAGIRI    [ TORNA ALL'INDICE ]

DOWNLOAD    [ TORNA ALL'INDICE ]

Cliccando sui seguenti links, potete scaricare il manuale tecnico e le istruzioni del CONTAGIRI: per tutte le altre richieste (firmware HEX, domande, suggerimenti, ecc.) utilizzare SEMPRE la sezione COMMENTI.

Scarica il Manuale d'Uso del Contagiri per Modellismo 'A1' (1 MB) Scarica il Manuale Tecnico del Contagiri per Modellismo 'A1' (1 MB) Scarica il Datasheet del Microcontrollore PIC16F886 (4.3 MB)

COMMENTI    [ TORNA ALL'INDICE ]

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