T-1000 - 1/1000 second StopWatch

www.narcisivalter.it
Progetti Elettronici

 

Translate Page


T-1000 - CRONOMETRO MILLESIMALE a DISPLAY
con MICROCONTROLLORE PIC16F887

(1/1000 seconds Accuracy Digital Stopwatch T-1000 based on PIC16F887)


1/1000 sec. Stopwatch - T1000 Cronometro Millesimale con PICmicro

CARATTERISTICHE    [ TORNA ALL'INDICE ]

Elenco le caratteristiche principali del Cronometro T-1000:

  • Alimentazione 9 - 12V.
  • Dimensione scheda: 114x68 mm.
  • Gestione a microcontrollore.
  • Precisione al quarzo.
  • Massimo tempo misurabile: 9h 59min 59sec 999mil.
  • Risoluzione 0.001 s (1 ms).
  • Spia "+10H" per estensione massimo tempo misurabile fino a 19h 59min 59sec 999mil.
  • Rilevamento dei tempi intermedi.
  • 4 modalità di funzionamento programmabili.
  • Visualizzazione dei valori su 8 Display a 7-segmenti da 13 mm (0.59).
  • 4 pulsanti per i comandi manuali:  START    INTERMEDIATE    STOP  e   RESET .
  • Morsettiere per il collegamento di attuatori esterni per  START  e   STOP .
  • Impostazioni utente salvate automaticamente nella memoria del microcontrollore.
  • Protezione contro l'inversione di polarità dell'alimentazione.
  • Facile da utilizzare.
  • Modello T-1000A per installazione a muro oppure modello T-1000S per installazione a pannello.

T-1000 Cronometro Millesimale

SCHEMA ELETTRICO (Schematic Diagram)    [ TORNA ALL'INDICE ]

La figura successiva mostra lo schema elettrico completo del CRONOMETRO MILLESIMALE T-1000 (cliccare sulla figura per ingrandirla).

T1000 - Schematic diagram of 1/1000 Stopwatch

Il cuore del cronometro è rappresentato dal microcontrollore PIC16F887 (costruito dalla Microchip Technology) ma con una piccolissima modifica al firmware, può essere utilizzato anche il microchip PIC16F877A.

Gli 8 display sono gestiti dal PICmicro attraverso il PORTC per i segmenti e il PORTD per il multiplexer: questi 8 display visualizzano il tempo cronometrico in real-time oppure i tempi intermedi.

Il Buzzer BZ emette un suono all'accensione oppure quando si premono i pulsanti. Il buzzer emette un impulso sonoro anche quando, da remoto, giungono gli impulsi di comando attraverso la morsettiera M2 (START e INTERMEDIATE remoti).

La precisione del cronometro dipende, oltre che dalla temperatura, dalla buona qualità del quarzo XTAL e dai due condensatori CV1 (variabile) e C5 (ceramico di tipo NPO/C0G): a tal proposito, per C5 possono essere utilizzati condensatori ceramici con valore compreso tra 18 e 27 pF. Il trimmer capacitivo CV1 è utile per "correggere" eventuali piccole tolleranze del quarzo, laddove si riscontrasse una sensibile percentuale di errore.

I display a 7 segmenti sono del tipo TDSL5150 (Orange, Super-Red, Low Current), necessari per non sovraccaricare eccessivamente le uscite del micro . In ogni segmento, quando acceso, scorre una corrente inferiore ai 10 mA.

NOTA - Per aumentare il contrasto ed ottenere una migliore visibilità delle cifre, consiglio di applicare sul display un pezzo di plexiglass rosso trasparente (con spessore da 2 o 3 mm).

Display of 1/1000 Stopwatch

REALIZZAZIONE PRATICA (Building the Stopwatch)    [ TORNA ALL'INDICE ]

Di seguito sono riportati i disegni del master (a doppia faccia) e i piani di montaggio dei componenti (Silkscreen) per realizzare il circuito stampato del cronometro (Per scaricare le immagini, cliccare su quella desiderata e, una volta ingrandite, con il tasto destro del mouse scegliere l'opzione 'Salva con Nome' oppure 'Salva immagine con Nome").

Top Silkscreen  Top Master  Bottom Silkscreen  Bottom Master

Le successive immagini mostrano il Composite MultiLayer e l'elenco dei componenti utilizzati per realizzare il cronometro mellesimale T-1000.

1/1000 STOPWATCH - Multilayer view    1/1000 Stopwatch - Component List

Come già accennato in precedenza, la scheda può essere installata direttamente su un pannello frontale di un contenitore: per questo tipo di installazione devono essere utilizzati dei pulsanti (tactile-switch) da almeno 15 mm di altezza e il quarzo DEVE essere in contenitore HC-49S. Anche il trimmer CV1 dovrebbe essere montato dal lato saldature per consentire una facile taratura senza smontare la scheda, ma è consigliabile lasciarlo sul lato componenti perché una volta tarato, il trimmer non dovrebbe essere più ritoccato.

Per installare la scheda su un pannello frontale è necessario utilizzare la versione T-1000S (con le morsettiere e il buzzer sul lato rame) per avere un facile accesso ai collegamenti una volta installata la scheda su un pannello. Le successive foto mostrano le due versioni: T-1000A (a sinistra) e T-1000S (a destra).

PICmicro 1/1000th of second Stopwatch

Nella successiva immagine sono riportate tutte le misure della scheda (comprese quelle per l'apertura della finestra per il display e quelle dei fori per i pulsanti di comando).

Dimensioni e piano foratura

Il connettore a 5 poli siglato MX (ICSP) è utile solo in fase di programmazione del microcontrollore quindi, per evitare di danneggiare il chip (a seguito di accidentali cortocircuiti sul connettore stesso), consiglio di rimuoverlo dalla scheda una volta programmato il PICmicro.

COLLEGAMENTI (Wiring)    [ TORNA ALL'INDICE ]

La scheda va alimentata con una tensione continua compresa tra 9 e 12 Volt. L'alimentazione (da collegare al morsetto M1 rispettandone la polarità) può essere prelevata da una batteria oppure da un piccolo alimentatore in corrente continua in grado di erogare almeno 0.5A (nell'esempio è stata utilizzata la scheda T-1000A).

Wired of 1/1000 StopWatch

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.

T1000 - Photocell connections   T1000 - Photocell connections

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.

TARATURA (Calibration)    [ TORNA ALL'INDICE ]

La taratura si effettua semplicemente agendo sul compensatore CV1 in modo tale da avere una frequenza stabile e precisa di valore pari a 8192000 Hz sul piedino 14 (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.

Va comunque detto che la taratura, come accennato all'inizio, è influenzata dalla temperatura, dalla bontà del quarzo e dalla qualità dei condensatori CV1 e C5 per cui, anche effettuando una taratura precisa, potrebbe esserci comunque una piccolissma percentuale di errore quantizzata nell'ordine di pochi millisecondi su un tempo cronometrico di 2 ore !

Se agendo sul trimmer CV1 la taratura non fosse ppossibile (frequenza di clock ancora troppo alta), aumentare il valore del condensatore C5 portandolo a 25-27 pF (oppure saldarne un altro da 3 o 5 pF in parallelo). 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.

COMANDI e USO (Commands and Use)    [ TORNA ALL'INDICE ]

NOTA - Come accennato, prima di utilizzare il cronometro, tenerlo acceso per 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 r oppure C secondo quanto specificato di seguito:

Reset count after each STOP - Il simbolo r indica che dopo ogni STOP / INTERMEDIO, il cronometro riparte sempre dal valore "0:00:00.050".

Continue count after each STOP - Il simbolo C indica che dopo ogni STOP / INTERMEDIO, il cronometro non si ferma mai continuando il suo normale conteggio.


  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 S oppure d secondo quanto specificato di seguito:

Single command for START/STOP - Il simbolo S indica che il cronometro funziona solo con il pulsante  START   (sia per lo Start sia per gli Intermedi). In questa modalità, il pulsante  STOP   e la relativa morsettiera sono disabilitati.

Double command for START and STOP - Il simbolo d indica che il cronometro funziona con due pulsanti diversi:  START   per avviare il conteggio e  STOP  per rilevare i tempi intermedi.


  ISTRUZIONI PER L'USO DEL CRONOMETRO

Il cronometro rileva tempi nel range compreso fra "0:00:00.050" e "9:59:59.999": inoltre, l'accensione del puntino luminoso sull'ultimo display a destra indica che sono già trascorse 10 ore per cui il massimo tempo che può misurare il cronometro è pari a "19:59:59.999".

L'uso del cronometro è molto semplice ed intuitivo e le istruzioni sono descritte nei seguenti paragrafi.

  • All'accensione, dopo il TEST DISPLAY e la visualizzazione delle modalità di funzionamento, il cronometro visualizza il valore '0:00:00.000'.

  • Per avviare il conteggio, premere il pulsante  START  . Sul display sarà mostrato il valore in tempo reale con risoluzione 1 millesimo di secondo.

  • 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 ritornare alla visualizzazione in tempo reale del conteggio, premere il pulsante  MODE  e così via.

  • Per azzerare il conteggio premere il pulsante  RESET , il cronometro si arresta e il display visualizza il valore '0:00:00.000'. 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 ’9:59:59.999’ il puntino dell'ultimo display si accende ed il cronometro continua ripartendo da zero ('0:00:00.000'). L'accensione del puntino luminoso indica che sono transcorse 10 ore: queste ore vanno sommate al tempo reale visibile sul display.
Commands
Dot Plus 10 Hours

Il cronometro può essere avviato anche da remoto per mezzo della morsettiera siglata M2 (START e STOP): i contatti degli attuatori esterni 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.

LE FOTO DEL PROTOTIPO (Photo Gallery)    [ TORNA ALL'INDICE ]

Nelle seguenti foto è mostrato il prototipo costruito dall'autore (versione T-1000S).

T1000 Digital Stopwatch T1000 Digital Stopwatch T1000 Digital Stopwatch T1000 Digital Stopwatchy T1000 Digital Stopwatch

 

Le foto seguenti mostrano il prototipo (T-1000S) installato sul pannello di un elegante contenitore plastico TEKO Pult 362 (con pannellino in alluminio). In questo caso, per alimentare il dispositivo, è necessario un alimentatore esterno con uscita in continua compresa tra 9 e 12Vcc (0.5A minimo). Le prese RCA sono utili per il collegamento degli attuatori esterni (per START e STOP).

T1000 Digital Stopwatch T1000 Digital Stopwatch T1000 Digital Stopwatch T1000 Digital Stopwatchy T1000 Digital Stopwatch

DOWNLOAD    [ TORNA ALL'INDICE ]

Cliccando sui seguenti link è possibile scaricare il manuale d'uso del Crononometro T-1000 (in italiano o inglese) e il datasheet del microcontrollore PIC16F887. Per domande o suggerimenti utilizzare la sezione COMMENTI.

Download

Scarica il Manuale di Istruzioni in ITALIANO (1,8 MB)

Download the Owner's Manual in ENGLISH (1,8 MB)

Scarica il Datasheet del Microcontrollore PIC16F887

COMMENTI (Comments)    [ TORNA ALL'INDICE ]

[ Torna all'inizio della pagina ]

DISCLAIMER (Dichiarazione di esclusione di responsabilità) - Tutti i progetti elettronici presentati e descritti nel sito internet https://www.narcisivalter.it possono essere utilizzati solo ed esclusivamente ad uso privato e senza scopo di lucro, pertanto non commercializzati. Le documentazioni dei progetti (schemi elettrici, disegni, foto, video, firmware, ecc.) non sono di dominio pubblico per cui i diritti d'autore rimangono dell'ideatore. Per utilizzare a fini commerciali i progetti (o parte di essi) presenti in questo sito web, si dovrà contattare l'Autore per concordare un'eventuale autorizzazione scritta.
- All the projects in this webpage is provided with no explicit or implicit warranties of operation. I do not assume any responsibility for any problems or damage to persons. The project is released "as is" and no support of any kind is provided. If you build the project, you implicitly accept my terms of not taking responsibility. If you do not agree, please, do not build this project and do not download any informations from this website!
- Tutti i progetti elettronici presenti nel sito internet www.narcisivalter.it sono stati realizzati e sperimentati personalmente dall'Autore, tuttavia l'Autore stesso non garantisce, a chi li realizzerà, un sicuro e perfetto funzionamento. Tutti i progetti elettronici presentati sul sito www.narcisivalter.it sono pensati e realizzati per un'utenza addetta ai lavori, specializzata nel settore elettrico ed elettronico e quindi in grado di valutare la correttezza e la funzionalità dei progetti stessi. Pertanto l'utente accetta espressamente di utilizzare i contenuti del sito sotto la propria responsabilità. I PROGETTI ELETTRONICI PRESENTATI SU QUESTO SITO SONO STATI RILASCIATI A PURO TITOLO HOBBISTICO E/O DI STUDIO E L'AUTORE NON GARANTISCE LA MATEMATICA CERTEZZA CIRCA IL LORO FUNZIONAMENTO E NON SI ASSUME ALTRESI' NESSUNA RESPONSABILITÀ, ESPLICITA O IMPLICITA, RIGUARDANTE INCIDENTI O CONSEGUENTI POSSIBILI DANNI A PERSONE E/O COSE DERIVANTI DALL'USO DEI PROGETTI STESSI. CHI REALIZZA E UTILIZZA I PROGETTI ELETTRONICI DESCRITTI IN QUESTE PAGINE, LO FA COME SUA LIBERA SCELTA ASSUMENDOSI TUTTE LE RESPONSABILITÀ CHE, EVENTUALMENTE, NE POTREBBERO DERIVARE.
AVVERTENZE IMPORTANTI - Molti circuiti descritti nelle pagine di questo sito sono sottoposti a tensione di rete 110-240 Vac e pertanto potenzialmente pericolosi; si può rimanere folgorati se non realizzati ed utilizzati secondo le norme di sicurezza vigenti. Pertanto l'utente e' tenuto a verificare se quanto realizza e' conforme alla normativa ed alla legislazione vigente. Per i non "addetti ai lavori" (improvvisati auto-costruttori) va ricordato che in particolari situazioni (diminuzione resistenza del corpo) già una tensione di 25V alternata potrebbe essere pericolosa. L'elettronica e l'elettricita' in genere affascina molte persone ma va ricordato che non basta uno schema scaricato da Internet per poter arrivare a un prodotto funzionante e sicuro: infatti ci vogliono un minimo di conoscienze delle fondamentali leggi della fisica, dell'elettricita' e dell'elettronica oltre all'esperienza pratica nell'uso di attrezzi e strumenti indispensabili, come saldatore, tester, oscilloscopio, ecc...

Privacy Policy - Cookie Policy - Condizioni d'Uso