Счетчик витков на МК и LCD от NOKIA 3310

Что такое счетчик витков? Счетчик витков - это устройство, которое устанавливается на намоточном станке (станок для намотки трансформаторов и катушек индуктивности, см. рисунок)

В некоторых моделях устройств промышленного иготовления есть встроенный механический или электронный счетчик витков, а в самодельных конструкциях радиолюбители сами прилаживают и изготовляют различного рода приспорсобления для подсчета намотанных витков, например как здесь:

Именно для использования в радиолюбительской практике я разработал данное устройство, которое совмещает в себе и устройство для подсчета витков и управление силовым приводом, например сервомотором, вращающим вал с наматываемой катушкой. Устройство не габаритно и не потребляет много энергии, так как собрано на КМОП микроконтроллере, а в качестве элемента индикации применен дисплей от мобильного телефона NOKIA 3310.

Принципиальная схема счетчика витков:

Схема не содержит дефицитных деталей (дисплей от нокиа за дефицитную деталь принимать не могу), и очень проста в управлении. В основном управление осуществляется пятью кнопками, они расположены в правой части схемы.

Печатная плата прибора выполнена на двухстороннем фольгтрованном материале (это может быть стеклотекстолит, гетинакс и т.д.). Она не особо сложна в изготовлении, особенно технологией ЛУТа. Вот ее рисунок:

Она имеет размеры 61мм х 35мм. На плате не изображена контактная площадка для кнопки (датчика) «защита». Провод он нее припаивается непосредственно к ножке микроконтроллера, а резистор R3 монтируется навесным монтажом.

Рассмотрим  функции кнопок  по-подробнее. При нажатии кнопки «установка счета», далее кн. «у.с.», в верхней части экрана высвечивается надпись «col-vo vitkov». Пока вы не введете с цифровой клавиатуры пятизначное число количества наматываемых витков (но не более 12000), устройство не будет реагировать на нажатия других кнопок, кроме кнопки «сброс», но об этом позже. Итак, когда вы ввели пятизначное число, например 10234, на экране будет такая надпись:

Это означает, что прибор готов принимать информацию дальше. После появления такой картинки на дисплее, вы можете просто начать наматывать витки, а можете нажать кнопку «пуск», и прибор запустит электродвигатель, вращающий вал намоточного станка. После достижения введенного вами числа, или при обрыве проволоки двигатель автоматически отключается, что позволяет вам  в процессе намотки заняться чем то другим, например травлением или сверление платы. Если вам необходимо намотать небольшую катушку аккуратно, то можно использовать устройство просто как счетчик витков, для этого просто не нажимайте кнопок , а сразу наматывайте катушку после включения сего девайса. В данном счетчике также реализована память на пять «намоток». С чем связано столь малое количество запоминаемых чисел, я объясню позже. Для просмотра сохраненных данных необходимо нажать кнопку «просмотр сохранений». Дисплей будет разделен на две части, в низу будут отображаться текущие данные намотки, а вверху – сохраненные ранее данные. Выглядит это так:

Что касается кнопки «сброс», то ее желательно не нажимать без причины, так как ее нажатие производит полный сброс оперативной памяти микроконтроллера, что может быть чревато потерей данных и т. п.

Теперь поговорим о ограничениях и особенностях прибора. Начнем с вопроса об небольшом количестве сохраняемых данных. Итак, существует несколько видов переменных, используемых в микроконтроллер. Есть переменные типа «string» (значение от -32768 до +32768), а также есть переменные типа «byte»(значение лежит в пределах 0-255).Конечно существуют и другие переменные, но нам нужны только эти. Как известно, для хранений данных в EEPROM микроконтроллер использует биты , в которые можно записать значение 0-255. Из этого вытекает, что число, например 11300, записать в одну ячейку памяти невозможно, поэтому я для записи такого длинного числа использовал не одну ячейку памяти EEPROM, а 50. В эти 50 ячеек данные записываются по мере заполнения каждой ячейки, а когда надо считать все число, просто необходимо сложить числа всех 50-ти ячеек. Размер EEPROM в микроконтроллере PIC16F877A составляет 256 байт, из чего следует, что оставив в резерве пять ячеек , мы сможем записать пять больших чисел , используя ячейки блоками по пятьдесят байт. Следующая проблема, или точнее необходимое неприятнгое обстоятельство – медленный ввод с клавиатуры. Это связано с тем, что для точной фиксации положения кнопки микроконтроллеру нужно некоторое время. И последнее не очень удобное обстоятельство – сохранение данных в EEPROM только при нажатии кнопки «просмотр сохранений». В следующем варианте прошивки я устраню этот недостаток.

Теперь о особенностях схемы с точки зрения электроники. Нужно учесть, что питание конструкции составляет 3,3 – 3,7В. Возможен вариант питание микроконтроллера от 5В, а дисплея отдельно от стабилизатора напряжения на вольтаж 3,3В. Но тогда придется включить между дисплеем и портами микроконтроллера резисторы номиналом около 1.2 кОм. Иначе дисплей может выйти из строя.

Кроме того, для правильного функционирования схемы, когда проволока натянута (при намотке) кнопка «защита» должна обязательно быть нажатой (под давлением проволоки), а в случае обрыва, разомкнуть свои контакты. Так же на схеме я подключил двигатель на прямую к порту микроконтроллера НЕ В КОЕМ СЛУЧАЕ ЭТОГО НЕ ДЕЛАЙТЕ! Я это сделал лишь потому, что симулировал работу в PROTEUS. В реале устройство давно сгорело бы! Для подключения двигателя используйте хотя бы самый простой усилитель мощности, хотя бы такой:

Но при этом поставьте транзистор помощнее, иначе он может перегреться.

Замена деталей

В данной конструкции заменить к сожалению ничего не получится, разве что кроме как микроконтроллер PIC16F877A на микроконтроллер PIC16F877. LCD от NOKIA 3310 заменить на практически аналогичный от SIEMENS А55 нельзя, у них различная система команд!

Что касается отладки, то устройство в ней не нуждается, оно начинает работать сразу после вкдючения (сборки). Но если все же что то у вас пошло не так, то действуйте следующим образом: проверьте целостность шин питания, исправность кварцевого резонатора, печатных проводников на плате. Если это не помогло, то попробуте перезалить программу в микроконтроллер, возможно при предыдущем программировании возникла ошибка. Так же используйте заведомо рабочий LCD.

Ниже вы можете скачать исходники, прошивку, проект в Proteus и Flowcode

Список радиоэлементов

^{Скачать список элементов (PDF)}

Теги:

• PIC
• Микроконтроллер
• LCD
• Proteus
• Flowcode