Es handelt sich hier um ein kleines Projekt. Ich möchte Euch eine kleine Stoppuhr vorstellen. Die Stoppuhr bringt die gemessene Zeit auf vier Siebensegment-Anzeigen zur Darstellung. Über einen separaten Taster wird die Messung gestartet und gestoppt. Versorgt werden kann die Stoppuhr über Batterie.

Technisches

Zur mobilen Zeitmessung wurde die Stoppuhr auf eine Versorgung mit Batterien ausgelegt. Bei der Entwicklung der Software war daher ein wichtiger Faktor, dass die Uhr möglichst wenig Strom benötigt. Die Stoppuhr verbraucht im Ruhemodus etwa 30 µA. Bei einer Speisung mit 2000 mAh Akkus würde sich somit eine Laufzeit von fast 8 Jahren ergeben. Aber das ist natürlich nur die halbe Wahrheit. Schließlich ist die Uhr nicht die ganze Zeit aus. Man möchte sie natürlich auch verwenden. Im Betrieb klettert der Strombedarf auf etwa 50 mA. Was im ersten Moment nicht nach “viel” klingt, wird umso deutlicher durch die Rechnung der Laufzeit.

\text{Laufzeit} = \frac{\text{Kapazitaet}}{\text{Strombedarf}} = \frac{2000\,\text{mA}}{50\,\text{mA}} = 40\,\text{Stunden}

Eine reale Laufzeit sollte zwischen 1-2 Jahren liegen. Die Zeit hängt dabei natürlich starkt von der Häufigkeit der Verwendung ab. Die Stoppuhr misst bis maximal 9 Min 59 Sek und 999 Millisekunden. Die Bereiche werden durch die Dezimalpunkte der Siebensegment Anzeigen abgegrenzt. Damit die Stoppuhr möglichst präzise misst habe ich mich beim Quarz für einen temperaturkompensierten Quarzoszillator entschieden. Wer dieses Projekt nachbauen möchte und den Quarz nicht kriegt, der kann sich gerne vertrauensvoll an mich wenden.

Schaltplan

Wie man sieht betreibe ich die vier Siebensegment-Anzeigen im Multiplexbetrieb. Anders wäre es auch gar nicht möglich, da man sonst viel zu viele Ausgangspins des Controllers bräuchte die er einfach nicht in der Menge besitzt.

So werden für alle Anzeigen die selben Signale verwendet (Segmente A-G, sowie DP) und über einen Transistor je Anzeige wird die Anzeige aktiviert, für die die Signale bestimmt sind. Anschließend wird die Anzeige ausgeschaltet die Signale werden für die nächste Anzeige auf den Leitungen bereit gestellt und der nächste Transistor aktiviert die zugehörige Anzeige. Dies geschieht nun so schnell, dass die Trägheit des menschlichen Auges dafür sorgt, dass wir denken, dass alle Anzeigen dauerhaft eingeschaltet sind. Üblicherweise genügt hierfür bereits eine Frequenz von etwa 100 Hz. Die Vorwiderstände für die Segmente (LEDs) könnten theoretisch noch kleiner gewählt werden, denn durch den pulsartigen Betrieb vertragen die LEDs einen höheren Strom. Hierbei ist jedoch zu beachten, dass der Strom nicht zu groß wird, so dass der Ausgangstreiber des PIC keinen Schaden nimmt. Außerdem verringert sich durch den höheren Strom die Laufzeit der Batterien.

Download

Ich möchte Euch hier die HEX-Datei zu diesem kleinen Projekt zum Download  anbieten. Über ein entsprechendes Tool könnt Ihr die Datei direkt auf den PIC übertragen und die Stoppuhr verwenden.

Nachtrag

Mittlerweile hat die Stoppuhr ihren geplanten Einsatzort gefunden. Verwendet wird sie nun in einem kleinen Gehäuse direkt unter einem riesen “Buzzer” platziert.

Und tatsächlich benutzt wird die Apparatur nun in einer freiwilligen Feuerwehr in Niedersachsen für die Wettkampf-Vorbereitung. Viel Erfolg dabei 🙂

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