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Progetti Elettronici
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CONTATORE DI EVENTI 4x1 in formato H'MM:SS
(4x1 Digital Event Counter UP/DOWN with PIC Microcontroller)
Indice:
Il video fa riferimento al normale contatore 1x1: per vedere il video 4x1 andare a IL FIRMWARE 4x1.
INTRODUZIONE [ TORNA ALL'INDICE ]
Questo progetto è praticamente uguale a quello già presentato in questa pagina: oltre ad essere pilotato anche da impulsi TTL di elevata frequenza (fino a 20 kHz), questo Event Counter 4x1 incrementa o decrementa il conteggio dopo 4 impulsi in entrata.
Anche in questo contatore i pulsanti per i comandi sono 3: UP DOWN e RESET , saldati direttamente sul circuito stampato (il passo è predisposto per i tactile switch).
LO SCHEMA ELETTRICO [ TORNA ALL'INDICE ]
La figura successiva riporta lo schema elettrico del NUOVO CONTATORE DI EVENTI (New Event Counter) (cliccare sulla figura per ingrandirla).
Il circuito è abbastanza semplice perché tutto il lavoro è svolto da un microcontrollore della Microchip, il PIC16F886.
In questo progetto è stato usato SOLO il clock interno del microcontrollore (a 8 MHz) per cui non sono stati necessari né il quarzo né i due condensatori.
La gestione dei segmenti del Display è affidata al Port C mentre il Multiplexer è gestito da una parte del Port A secondo quanto illustrato nelle seguenti tabelle.
I display a 7 segmenti sono del tipo HDN1131-O (Orange, Super-Red, del tipo a basso consumo, necessari per non sovraccaricare eccessivamente le uscite del micro): in ogni segmento, quando acceso, scorre una corrente inferiore ai 10 mA.
REALIZZAZIONE PRATICA [ TORNA ALL'INDICE ]
Nelle immagini successive sono visibili il Board Layout (Disposizione dei componenti sul PCB), il Bottom Master (lato rame), il Top Master (lato componenti) e le misure per taglio e foratura su un eventuale pannello comandi.
Come sempre, per l'assemblaggio della scheda, si inizierà con l'inserimento dei piccoli componenti assiali (diodi e resistenze), quindi tutti gli altri componenti. Si consiglia vivamente di utilizzare gli zoccoli sia per il PICmicro sia per i display.
I diodi D1-D7 sono stati inseriti a protezione degli ingressi (anche se il PICmicro ha già questo tipo di protezione): essi sono del tipo Schottky (BAT41, BAT42, BAT43) perché sono molto più "veloci" degli 1N4148 e offrono una caduta di tensione leggermente inferiore a quella dei normali diodi.
Per evitare di danneggiare il microcontrollore durante l'uso, consiglio di RIMUOVERE il connettore-strip siglato MX-ICSP perché esso è utile SOLO in fase di programmazione del microcontrollore: un eventuale cortocircuito tra i pin di questo connettore potrebbe danneggiare il PIC.
Le resistenze R1 e R2 non sono critiche: per esse possono essere utilizzati valori da 150 ohm fino a 1,5 kohm.
COLLEGAMENTI [ TORNA ALL'INDICE ]
Nell'immagine seguente sono schematizzati i collegamenti della scheda.
Gli attuatori remoti UP e DOWN (come, ad esempio, microswitches o fotocellule) dovrebbero avere contatti Normalmente Aperti (Normally Open, N.O.) e sono utili per inviare i comandi da remoto. Se gli attuatori remoti hanno un diverso tipo di uscita, è necessario costruire un piccolo circuito di adattamento (interfaccia).
Tutto il circuito va alimentato con una tensione stabilizzata di 12 Vcc: l'assorbimento medio del circuito si aggira intorno agli 80-85 mA ma consiglio di scegliere un alimentatore in grado di erogare almeno il doppio per evitare che scaldi eccessivamente durante un uso intensivo del dispositivo.
Sulla morsettiera M3 vanno collegati segnali TTL: ad ogni "fronte positivo" del segnale, il contatore si incrementa. Il circuito è in grado di contare impulsi ad onda quadra con frequenza fino a 40/50 kHz ma oltre i 20 kHz i display cominciano a lampeggiare sempre di più man mano che si sale di frequenza.
Il contatto System Reset (J1) non dovrebbe mai servire, ma se per qualche motivo (es., disturbi esterni) il dispositivo dovesse smettere di funzionare, sarà sufficiente cortocircuitarne i piedini così da resettare il microcontrollore (che ripartirà dal TEST DEI DISPLAY).
COMANDI E USO [ TORNA ALL'INDICE ]
Questo contatore di eventi lavora nel range compreso tra "0'00:00" e "9'59:59" e dunque in grado di rilevare ben 36000 eventi !
L'uso del dispositivo è molto semplice ed intuitivo.
- All'accensione, dopo il TEST dei DISPLAY, viene visualizzato il valore "0'00:00".
- Per incrementare il conteggio di UNA UNITA' premere il pulsante UP .
- Per decrementare il conteggio di UNA UNITA' premere il pulsante DOWN .
- Per azzerare il Display e riportarlo al valore "0'00:00", premere il pulsante RESET .
- Quando il conteggio supera il valore ’9'59:59’ il dispositivo riparte da zero ('0'00:00').
- Se si decrementa il conteggio con il valore '0'00:00', il display visualizza '9'59:59' e così via.
- I LED DL4-DL5, gialli o verdi (come preferite) indicano la 'direzione' del conteggio. In sostanza la loro accensione indica quale dei due pulsanti UP/DOWN è stato premuto per ultimo (oppure su quale morsetto è arrivato l'ultimo impulso UP/DOWN). Nel firmware 4x1, questi LED offrono un'indicazione "visiva" della direzione del conteggio.
Il conteggio può anche essere incrementato o decrementato da remoto per mezzo di attuatori da collegare alla morsettiera M2 (UP/DOWN). I contatti devono essere di tipo Normalmente Aperti (N.O. - Normally Open) e l'impulso di conteggio avviene nel momento del rilascio (ovvero quando l'attuatore torna ad avere i suoi contatti normalmente aperti).
Il RESET del conteggio può essere fatto solo manualmente premendo il pulsante RESET .
Di seguito, alcune procedure di esempio:
IL FIRMWARE 4x1 [ TORNA ALL'INDICE ]
Oltre al normale firmware (conteggio di ciascun impulso proveniente dalle morsettiere o generato manualmente con la pressione dei pulsanti UP/DOWN) è possibile caricarne uno che funziona praticamente allo stesso modo con l'unica differenza che per far incrementare/decrementare il contatore, servono 4 impulsi (4 impulsi x 1). Con questo particolare funzionamento, il LED DL2 (LED Pulse, posto a fianco del display delle ORE) segnala, con la sua accensione, che non ci sono impulsi 'pendenti'. Al contrario, quando il LED Pulse è spento, significa che almeno un impulso è stato inviato al contatore e che il contatore stesso è in attesa di riceverne altri 3 per effettuare il conteggio. Il seguente video mostra il mio prototipo funzionante con il firmware 4x1.
Ad ogni 'cambio di direzione' (ovvero quando si passa da UP a DOWN e viceversa) gli eventuali impulsi 'pendenti' sono sempre azzerati.
Nell'immagine successiva, il riassunto del funzionamento del firmware 4x1 visto sui display.
Cliccando sui seguenti link si possono scaricare il firmware 4x1 ed il datasheet del microcontrollore PIC16F886: per tutte le altre richieste, utilizzare la sezione COMMENTI oppure andare alla pagina New Event Counter.
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Scarica il Datasheet del Microcontrollore PIC16F886 (4.3 MB) |