Arduino N° 96 - Orologio senza modulo RTC

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Achille De Santis

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Oggi mi sono dedicato a misure di tempo per tarare con precisione il mio orologio appena preparato, gestito da Arduino e con visualizzazione su display LCD, senza fare uso del modulo RTC.

E’ stata una sfida, piuttosto che un’esigenza di progetto. Per effettuare la taratura mi sono avvalso del segnale campione dell’Istituto INRIM con il quale già in passato avevo avuto modo di lavorare.

Lo sketch da me preparato usa la funzione millis(), per effettuare misure piuttosto precise di tempo.

Una volta preparato lo sketch bisogna impostare la base tempi necessaria a scandire i secondi. Il valore scelto in origine era pari a 1000 mSec. Ho provato la sincronizzazione aprendo due finestre separate ed affiancate, per una agevole lettura; in una ho aperto la simulazione con Tinkercad, nell’altra ho aperto la pagina dell’INRIM con la lettura dell’orologio campione. Una volta misurato lo scostamento iniziale ho effettuato il trimming sul valore della costante di tempo da impostare, ottenendo misure via via più precise.

Alla fine, il valore della base tempi da impostare è risultato pari a 436 e lo stesso va inserito all’inizio dello sketch nella costante T.

Attenzione! Il valore è associato alla base tempi del simulatore. Facendo le prove “in presenza” esso va regolato opportunamente, poiché la base tempi di Arduino potrebbe essere diversa.    

 

Riferimenti:

INRIM Laboratorio di Tempo  Istituto Nazionale Ricerche Metrologiche

Simulazione: 

Digital Clock Without RTC Module

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Arduino N° 95 - Selettore 5 uscite

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Achille De Santis

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Selettore  a cinque posizioni, comandabili da altrettanti pulsanti.

Cinque spie a LED segnalano la posizione impostata dal selettore.

Un cicalino avverte acusticamente della ricezione del comando.

E' possibile modificare lo sketch per avere due note diverse nelle condizioni di "cambio stato" o mantenimento in memoria dello stato precedente, senza attivazione del relay.

Per commutare segnali a radiofrequenza è opportuno utilizzare dei relais coassiali, comandabili dalla logica di controllo. 

Nota 1: 

Volutamente non ho inserito i relais sulle uscite e lascio al lettore l'onere della ricerca della giusta configurazione, utilizzando 5 driver, a BJT o MOSFET, e 5 opportuni relay in tensione continua dotati, ognuno, di diodo di libera circolazione  (o di flyback). Il contatto "puro", in uscita dallo stadio pilota, andrà collegato NON ai 5 volt di Arduino ma ad una alimentazione SEPARATA (12 volt, 24 volt ecc...) o, nel caso, al segnale da commutare.

Nota 2: 

Alcuni relais sono già dotati di diodo interno; attenzione alla loro polarità!

Simulazione: 

Selettore 5 posizioni.

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Arduino N° 94 - Generatore di frequenze audio

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Achille De Santis

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Generatore ad onda quadra in banda audio.

Predisposizione digitale della frequenza, a passi di 100 Hz ed 1 Hz, avanti e indietro.

 Frequenza impostata e generata, con indicazione numerica su display LCD 16X2.

E'  possibile utilizzare una scheda Arduino, nelle versioni UNO, Nano ed anche Pro-mini.

Le versioni UNO e Nano sono direttamente configurabili attraverso la porta seriale; Per il Pro-Mini occorre essere un po' più esperti e fare uso di una interfaccia seriale di comunicazione; quest'ultima soluzione è consigliabile per un lavoro definitivo che non abbia più bisogno di correzioni o modifiche del firmware.

Fig. 1: generatore di frequenza audio;

All'uscita, potete inserire un condensatore di accoppiamento, per ottenere un'onda quadra a valore medio nullo.

La tensione di uscita è di 5 Vpp.

Caricate l'uscita con una opportuna resistenza e con un potenziometro, per non sovraccaricare la stessa e per avere la regolazione dell'ampiezza del segnale di uscita.

L'inserimento di un filtro passa-basso di primo ordine, opportunamente dimensionato, elimina le armoniche superiori.

Simulazione: 

Generatore di frequenze audio

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Arduino N° 93 - Selettore a Relay - 3 uscite

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Achille De Santis

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Il dispositivo che qui viene descritto potrebbe essere realizzato con un semplice selettore elettromeccanico ma con l'aggiunta del display LCD, del buzzer e della scheda a microcontrollore potrebbe essere la base di lavoro di un dispositivo molto più complesso, nel quale l'uso della logica di controllo diventi essenziale per ridurre la componentistica. 

Fig. 1: schema generale del selettore a 3 posizioni

Particolarità del circuito: sono stati utilizzati tre piedini di ingresso analogico per i tre pulsanti di comando, in modalità pull-up.

Tre spie LED, che si accendono una per volta, sono collegate con una unica resistenza verso massa; le tre uscite comandano i tre relais per la commutazione dei carichi. In questo caso, le lampadine simulano il carico e sono collegate ai 5 volt, con massa comune.

E' possibile isolare completamente i contatti di scambio dei relais ottenendo dei contatti 'puri', adatti per il collegamento a tensioni 'esterne' alla logica di controllo. In questo modo, ad esempio, si potrebbe alimentare un carico  a 230 Vca.  

Se il relay non ne è provvisto, provvedete a collegare un diodo di 'libera circolazione' in 'antiparallelo' sulla bobina, del tipo 1N4004,  1N4007 o 1N4148. 

Funzionamento:

alla pressione di uno dei pulsanti si attiva la relativa uscita, che viene rivelata da un segnale acustico sul piccolo altoparlante e dalla spia LED associata all'uscita stessa, che potremo numerare con 1,2,3.

E' possibile modificare lo sketch per avere due note diverse, nelle condizioni di "cambio stato" o mantenimento in memoria dello stato precedente, senza attivazione del relay.

La simulazione è disponibile per l'analisi e il download.

Nota 1:

Le lampade vanno ASSOLUTAMENTE collegate ad una sorgente di alimentazione separata. La figura le riporta collegate alla alimentazione di Arduino a puro titolo di esempio.

Nota 2:

Ovvio che non è necessario Arduino per realizzare un selettore manuale ma questo dispositivo potrebbe essere comandato via bluetooth, senza fili. Allora ecco aprirsi nuovi scenari e nuove applicazioni. 

Per commutare segnali a radiofrequenza (RF) utilizzate la logica di controllo per comandare dei relais coassiali.

Simulazione: 

Selettore a logica programmata con stadio driver a Relais

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Pilotaggio di un relay da un pulsante.

Il pulsante comanda l'uscita del relay nelle due posizioni.

I due led segnalano la posizione assunta.

Ricordate di inserire il diodo di libera circolazione (o di flyback ) in antiparallelo sulla bobina del relay!

Il resistore di polarizzazione dei led è unico e provvede alla giusta polarizzazione di entrambi.

Il resistore in serie alla bobina del relay serve per dare la giusta tensione alla stessa.

Nel caso di alimentazione a 5 volt si deve eliminare, come anche nel caso di uso di un relay a tensione nominale di 9 Vcc.

Nota: 

Alcuni relais a tensione continua sono polarizzati internamente; in questo caso non bisogna inserire il diodo esterno e bisogna controllare la polarità della bobina del relay, con un tester.

 

Simulazione:

Driver relay

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