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P1 - CRONOMETRO CENTESIMALE con DISPLAY 1"
(P1 - 1/100 second Accuracy Digital Stopwatch with 1" display - Based on 16F1933)
Indice:
CARATTERISTICHE [ TORNA ALL'INDICE ]
In questa pagina descrivo come realizzare un preciso cronometro centesimale digitale (Digital 1/100 second stopwatch) con display da 2,5 cm. (1 inch).
Di seguito l'elenco delle caratteristiche principali del Cronometro P1:
- Alimentazione: 12V cc.
- Gestione a microcontrollore (PICmicro 16F1933).
- Precisione al quarzo.
- Massimo tempo misurabile: 59min 59sec 99cent.
- Estensione conteggio fino a 1hour 59min 59sec 99cent. tramite accensione spia Overflow.
- Risoluzione 0.01 s (1 centesimo di secondo).
- Rilevamento dei tempi intermedi.
- Visualizzazione dei valori su 6 Display da 2,5 cm. (1 pollice).
- 4 modalità di funzionamento programmabili.
- 4 pulsanti per i comandi manuali: START STOP RESET e MODE .
- Morsettiere per il collegamento di attuatori esterni per START e STOP .
- Impostazioni utente salvate automaticamente in memoria.
- Protezione contro l'inversione di polarità dell'alimentazione.
- Facile da utilizzare.
- Dimensione scheda: mm. 170x80 (dimensione del gruppo display: circa 160x35 mm.).
- Modello P1-M per installazione a muro (tutti i componenti sulla stessa facciata della scheda) oppure modello P1-P per installazione a pannello (con le morsettiere saldate sul lato opposto per permettere i vari collegamenti una volta installata la scheda sul pannello).
Il cronometro può essere utilizzato anche in auto o in 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 (rosso).
Il gruppo Display/Led del cronometro è largo 16 cm mentre l'altezza di ogni cifra è di poco superiore a 2.5 cm (1 inch).
Per installare la scheda su un pannello, fare riferimento alle dimensioni riportate nel seguente disegno (cliccare sulla figura per ingrandirla).
La scheda del Cronometro P1 (170x80 mm.) può essere installata direttamente su un pannello frontale di un contenitore avendo cura di saldare le morsettiere sul lato opposto così da facilitare i collegamenti una volta installata la scheda.
Nella scheda P1-M, tutti i componenti sono montati sullo stesso lato: per questo, la scheda P1-M può essere installata a muro, su una parete oppure sul fondo di un contenitore.
Nella scheda P1-P, come accennato, le morsettiere sono montate sul lato opposto per consentire comunque dei facili collegamenti senza la necessità di rimuovere la scheda dal pannello.
Le successive foto mostrano le due versioni della scheda: P1-M (in alto) e P1-P (in basso).
NOTA - Per aumentare il contrasto ed ottenere una migliore visibilità, consiglio di applicare sul display un pezzo di plexiglass rosso trasparente (con spessore da 3 mm).
TARATURA (Calibration) [ TORNA ALL'INDICE ]
La taratura si effettua semplicemente agendo sul compensatore CV1 in modo tale da avere una frequenza stabile e precisasul di 8192000 Hz sul piedino 10 (RA6) del PICmicro: il tutto dovrebbe essere fatto con un frequenzimetro di precisione. Consiglio di lasciare acceso lo strumento per almeno 5 minuti prima di effettuare la taratura e ripetere quest'ultima almeno un paio di volte.
Se agendo sul trimmer CV1 la taratura non fosse ppossibile (frequenza di clock ancora troppo alta), aumentare il valore del condensatore C5 oppure saldarne uno in parallelo da 10-15 pF. Nel caso opposto (ovvero se la frequenza di clock fosse ancora troppo bassa anche girando il trimmer CV1), diminuire il valore di C5 portandolo a 15 o 18 pF.
NOTA - Si consiglia di tenere acceso il cronometro almeno 5 minuti prima di usarlo: questo consentirà al circuito e al quarzo di stabilizzarsi alla perfezione.
COMANDI e USO (Commands and Use) [ TORNA ALL'INDICE ]
NOTA - Come accennato, prima di utilizzare il cronometro, è consigliabile tenerlo acceso almeno 5 minuti per fare in modo che il circuito possa stabilizzarsi alla perfezione.
SELEZIONE DELLA MODALITA’ DI CONTEGGIO
Per impostare la modalità di CONTEGGIO, premere e mantenere premuto il pulsante MODE e contemporaneamente premere il pulsante STOP .
Rilasciare i pulsanti quando l’ultimo display a destra visualizza C oppure r secondo quanto specificato di seguito:
Continue count after each STOP - Il carattere C indica che dopo ogni STOP / INTERMEDIO, il tempo cronometrico continua senza mai resettarsi.
Reset count after each STOP - Il carattere r indica che dopo ogni STOP / INTERMEDIO, il tempo cronometrico si resetta e riparte automaticamente da "00:00.00".
SELEZIONE DELLA MODALITA’ DI COMANDO
Per impostare la modalità di COMANDO, premere e mantenere premuto il pulsante MODE e contemporaneamente premere il pulsante RESET .
Rilasciare i pulsanti quando il primo display a sinistra visualizza d oppure S secondo quanto specificato di seguito:
Double command for START and STOP - Il carattere d indica che il cronometro funziona con due pulsanti diversi: START per avviare il conteggio e STOP per rilevare i tempi intermedi.
Single command for START/STOP - Il carattere S indica che il cronometro funziona SOLO con il pulsante START (sia per lo Start che per lo STOP o INTERMEDI). In questa modalità, il pulsante STOP e la relativa morsettiera non hanno nessun effetto.
ISTRUZIONI PER L'USO DEL CRONOMETRO
Il cronometro rileva tempi nel range compreso fra "00:00.00" e "59:59.99" e l'accensione del puntino luminoso sull'ultimo display a destra indica che il cronometro ha già superato il massimo valore di misura consentito.
L'uso del cronometro è molto semplice ed intuitivo e le istruzioni sono descritte nel seguente elenco.
- All'accensione, dopo il TEST DISPLAY e la visualizzazione delle modalità di funzionamento, il cronometro visualizza il valore '00:00.00'.
- Per avviare il cronometro, premere il pulsante START . Sul display sarà mostrato il valore in tempo reale con risoluzione di 1 centesimo di secondo.
- Nella modalità "Double command for START and STOP", per ottenere i tempi intermedi, premere il pulsante STOP .
Il tempo intermedio è memorizzato sul display e “congelato” fino a quando non si preme il pulsante MODE per tornare alla visualizzazione in tempo reale. - Nella modalità "Single command for START/STOP", per ottenere i tempi intermedi, premere ancora il pulsante START : in questa modalità di funzionamento, ad ogni pressione del pulsante START si avrà il tempo intermedio.
Il tempo intermedio rimane visualizzato sul display e “congelato” per dar modo di annotare il valore su un foglio. Per tornare alla visualizzazione in tempo reale, premere il pulsante MODE . - In entrambe le modalità di comando, per ritornare alla visualizzazione in tempo reale del conteggio, premere il pulsante MODE .
- Per azzerare il conteggio premere il pulsante RESET , il cronometro si arresta e il display visualizza il valore '00:00.00'. Il pulsante RESET è attivo SOLO quando sul display è memorizzato un tempo intermedio: ogni altra pressione del pulsante RESET durante il conteggio in real-time non avrà nessun effetto.
- Quando il conteggio supera il valore ’59:59.99’ il puntino sull'ultimo display a destra si accende ed il cronometro continua il conteggio ripartendo da zero ('00:00.00.').
Il cronometro può essere avviato anche da remoto grazie alla morsettiera siglata M2 (START e STOP): i contatti degli attuatori devono essere di tipo Normalmente Aperto (N.O. - Normally Open) e gli impulsi di comando sono inviati al cronometro quando i contatti degli attuatori si chiudono.
COLLEGAMENTI (Wiring) [ TORNA ALL'INDICE ]
La scheda va alimentata con una tensione continua compresa tra 9 e 12 Volt. Per evitare che lo stabilizzatore scaldi eccessivamente, consiglio di non superare mai i 12V. L'alimentazione (da collegare al morsetto M1 rispettandone la polarità) può essere prelevata da una batteria oppure da un piccolo alimentatore in corrente continua da 9 o 12V, in grado di erogare almeno 0.5A.
Il consumo medio del cronometro è di circa 80 mA.
Il cronometro può essere utilizzato sia manualmente che da remoto collegando opportunamente degli attuatori sulla morsettiera M2: in quest'ultimo caso, per cablaggi molto lunghi, consiglio di utilizzare il cavetto schermato.
Nelle figure seguenti sono riportati alcuni tipici schemi di collegamento in base alla modalità di funzionamento selezionata.
NOTA - E' necessario che gli attuatori esterni (come ad esempio le fotocellule, i sensori o semplici microswitch) abbiano i contatti di tipo Normalmente Aperto (Normally Open - N.O.): i comandi arriveranno al cronometro quando i contatti verranno chiusi.
LE FOTO DEL PROTOTIPO (Photo Gallery) [ TORNA ALL'INDICE ]
Le foto seguenti mostrano il prototipo della scheda nella versione P1-M, con tutti i componenti montati sulla stessa faccia.
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Le foto successive, incvece, mostrano il prototipo della scheda in versione P1-P (da notare le morsettiere montate sul lato opposto per facilitarne l'accesso anche dopo l'installazione della scheda su un pannello).
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Nelle foto successive viene mostrato il prototipo completo del Cronometro Centesimale in un elegante contenitore plastico con pannello in alluminio.
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Cliccando sui seguenti link è possibile scaricare il manuale di servizio e i manuali d'uso (in italiano e inglese) del Cronometro P1. Per le richieste del firmware HEX, utilizzare SOLO la sezione COMMENTI.
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