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Progetti Elettronici

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CRONOMETRO MILLESIMALE 'LCD2021'
con MICROCONTROLLORE PIC16F886

(1/1000 seconds Stopwatch LCD2021 based on PIC16F886)

INTRODUZIONE e CARATTERISTICHE    [ TORNA ALL'INDICE ]

In questa pagina descrivo come realizzare un preciso cronometro millesimale con modulo LCD e microcontrollore PIC16F886 della Microchip. 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 a mente 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 degli attuatori. Questo cronometro millesimale è molto preciso anche sui tempi lunghi con piccoli margini di errore (durante i test sul mio prototipo, ho riscontrato una differenza di qualche decimo di secondo su un tempo cronometrato di 10 ore!).

     LE CARATTERISTICHE DEL CRONOMETRO MILLESIMALE LCD2021

• Alimentazione 12V (assorbimento massimo < 25mA).
• Risoluzione 0.001 s (1 ms).
• Gestione con microcontrollore PIC16F886.
• Precisione al quarzo.
• Range di misura: da 50ms 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  .
• Morsettiere per il collegamento di attuatori esterni per  START    INTERMEDIATE   e   STOP  .
• Possibilità di utilizzare una batteria da 9 V (alcalina oppure ricaricabile).
• Protezione contro l'inversione di polarità dell'alimentazione.

INSTALLAZIONE SCHEDA SU PANNELLO    [ TORNA ALL'INDICE ]

Per un'installazione della scheda a pannello, l'apertura minima da realizzare per il display LCD è di 64x14 mm. ma ovviamente è sempre meglio realizzarne una leggermente più grande. Di seguito il piano foratura utile per installare la scheda su un pannello.

COLLEGAMENTI    [ TORNA ALL'INDICE ]

Una volta collegata l'alimentazione a 12V sul morsetto M4 e l'interruttore ON/OFF sul Jumper SW1, il cronometro è pronto per poter funzionare con i comandi manuali sulla scheda (START, STOP, INTERMEDIATE e RESET).

Il cronometro è predisposto per poter essere utilizzato anche con una pila da 9V (alcalina oppure ricaricabile al Ni-Cd o Ni-MH). L'autonomia dipende dal tipo di batteria utilizzata (le normali pile alcaline non ricaricabili, ad esempio, offrono una maggiore autonomia che potrebbe arrivare anche alle DUE ore e oltre). La pila da 9V entra in funzione solo quando manca la corrente elettrica oppure quando non è collegato nessun alimentatore sulla morsettiera M4. Personalmente consiglio di utilizzare solo le pile alcaline da 9V (quelle non ricaricabili) perché offrono una maggiore potenza e autonomia. In ogni caso, è NECESSARIO impostare sulla scheda il tipo di batteria utilizzata agendo sul jumper SW2 (sul quale può eventualmente essere collegato anche un piccolo interruttore esterno per avere la possibilità di scegliere, di volta in volta, quale batteria utilizzare). Con l'uso di una pila alcalina NON RICARICABILE, il jumper SW2 DEVE ESSERE LASCIATO APERTO (NON INSERITO) come indicato nello schema elettrico o nell'immagine sopra. Per le pile Ni-Cd o Ni-MH, la corrente di ricarica è molto bassa (per non danneggiare le pile stesse) per cui una batteria totalmente scarica potrebbe impiegare anche molte ore per ricaricarsi completamente: per questo motivo, anche a Cronometro spento, è necessario lasciare collegata l'alimentazione 12V sulla morsettiera M4 in modo tale che la pila riceva sempre una piccola corrente di ricarica anche a cronometro spento.

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 (START), M2 (INTER.) e M3 (STOP).

L'assorbimento del circuito è inferiore ai 30 mA quindi anche con la batteria da 9V è assicurata una buona autonomia (specialmente quando si usa il cronometro saltuariamente e su tempi corti).

SCELTA DELLA MODALITA' DI FUNZIONAMENTO    [ TORNA ALL'INDICE ]

Il cronometro può funzionare in 4 MODALITA' di funzionamento differenti. Per impostare la modalità desiderata, quando il cronometro è fermo ("Ready to START"), premere e mantenere premuto il pulsante  STOP  e contemporaneamente premere il pulsante  INTERMEDIATE . Un breve messaggio avvertirà l'utente sulla modalità selezionata. Ad ogni sequenza, la modalità di funzionamento cambia. Una volta arrivata alla quarta modalità, si riparte dalla prima e così via.

NOTA - La modalità di funzionamento selezionata è memorizzata automaticamente nella Eeprom del microcontrollore: così facendo, ad ogni accensione, il cronometro funzionerà con l'ultima modalità scelta dall'utente.

NOTA - Nelle due modalità "SINGLE SHOT", tra un intermedio e l'altro, deve trascorrere almeno 1 secondo.

NOTA - Quando si usa il cronometro nelle due modalità "SINGLE SHOT", il pulsante e la morsettiera  INTERMEDIATE  non sono attivi.

Nelle figure seguenti sono riportati alcuni tipici schemi di collegamento in base alla modalità di funzionamento selezionata.

COMANDI E USO DEL CRONOMETRO    [ TORNA ALL'INDICE ]

NOTA - Per evitare accidentali RESET durante il conteggio, il pulsante  RESET  funziona SOLO quando il cronometro è in pausa (Stp).

GALLERIA FOTO    [ TORNA ALL'INDICE ]

DOWNLOAD    [ TORNA ALL'INDICE ]

Cliccare sui seguenti link per scaricare i manuali d'uso (in italiano o inglese). Per altre richieste o domande utilizzare la sezione COMMENTI.

Scarica il Manuale d'Uso del Cronometro LCD2021 (Italiano - 1.8 MB) Download the Owner's Manual of LCD2021 Stopwatch (English - 1.8 MB)

COMMENTI    [ TORNA ALL'INDICE ]

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