Как сделать секундомер своими руками

Делаем секундомер на основе Ардуино

В этом уроке для начинающих мы покажем как сделать секундомер на основе платы Arduino Uno и ЖК-дисплея своими руками.

Шаг 1: Что нам понадобится

Для создания нашего секундомера нам понадобятся следующие комплектующие:

• 1x Arduino Uno
• 1x Модуль ЖК-дисплея, как вариант — SainSmart 1602 LCD Shield Module Display V3 for Arduino UNO R3 MEGA2560 Nano DUE
• 1x USB A-B кабель

Дополнительно можно купить магнит для размещения устройства на какой-либо металлической поверхности.

Шаг 2. Размещаем ЖК-дисплей на Arduino

Этот шаг очень простой, мы всего лишь должны присоединить модуль ЖК-дисплея к Arduino Uno.

Шаг 3: Код для Ардуино

Загрузите с помощью ПК на Ардуино код, который представлен ниже. Более подробную инструкцию по работе с программным обеспечением можно посмотреть а нашем материале «Класс Arduino Nano», где мы подробно прошли по всем шагам работы с микроконтроллерам Ардуино.

Шаг 4: Запустите свой секундомер

На этом всё — наш секундомер на основе Ардуино готов. Осталось только его запустить.

Источник

Цифровой лабораторный секундомер на 0,01-99 секунд (CD4060, 74C926)

Схема самодельного цифрового секундомера, который позволяет измерять временные интервалы от 0,01 секунды, до 99,99секунд. В основе прибора микросхема ММ74С926 (или другие аналоги «74С926», которая представляет собой десятичный четырехразрядный счетчик, объединенный с системой индикации из дешифратора в код для семисегментного индикатора и схемы опроса для динамической индикации. На этой микросхеме выполнен счетчик времени.

Принципиальная схема

Генератором тактовых импульсов служит схема на микросхеме CD4060. Она вырабатывает импульсы частотой 100 Гц. Микросхема CD4060 состоит из двоичного счетчика и мультивибратора. Частота мультивибратора задана кварцевым резонатором Q1 на 500 кГц. А на счетчике микросхемы сделан делитель этой частоты на 5000.

Коэффициент деления 5000 задан диодами VD1-VD5, которые все одновременно оказываются закрытыми только тогда, когда счетчик сосчитал до 5000 (4096+512+256+128+8=5000).

В этот момент через резисторы R1 и R2 на вход «R» (вывод 12) счетчика поступает логическая единица, и он обнуляется. В результате такой работы на его выводе 2 имеются импульсы с частотой 100 Гц. Они и поступают на счетчик времени на D2.

Рис. 1. Схема самодельного цифрового секундомера на микросхемах CD4060, 74C926.

Запуск и остановка секундомера производится выключателем S1. Когда он включен через него на вывод 12 D1 поступает напряжение единицы, и счетчик D1 заблокирован, импульсов на его выводе 2 нет.

Когда S1 выключен он не мешает работе микросхемы D1. и она генерирует импульсы 100 Гц, поступающие на D2. Кнопка S2 служит для сброса показаний счетчика времени на D2. При её нажатии на вывод 13 D2 поступает единица, и все счетчики микросхемы D2 обнуляются.

Детали

Светодиодные индикаторы HDSP-H211H можно заменить любыми семисегментными цифровыми светодиодными индикаторами с общим катодом. Если при работе будут сбои, нужно между выводом 2 D1 и общим минусом включить конденсатор 10-100 пФ (подобрать экспериментально).

Источник

Схема электронного секундомера на микроконтроллере AT89C4051

Большинство лабораторий и учебных заведений нуждаются в точных секундомерах для измерения времени. Этот простой проект фокусируется на построении секундомера с точностью до 0,01 секунды. Секундомер можно использовать для спортивных событий, подключив датчик через разъем CON2.

Схема и работа электронного секундомера

Принципиальная схема прецизионного секундомера показана ниже. Она построена на стабилизаторе напряжения 7805 (IC1), микроконтроллере AT89C4051 (IC2), 4-разрядном 7-сегментном дисплее с общим анодом (DIS1) и нескольких дополнительных компонентах.

Схема питается от сети 220В с помощью понижающего трансформатора X1 (на схеме не показан). С выход X1 (7,5В-0-7,5В) переменное напряжение выпрямляется диодами D1 и D2 и сглаживается конденсаторами C1 и C4.

После стабилизатора 7805 напряжение 5В запитывает оставшуюся часть схемы, в том числе и микроконтроллера.

Микроконтроллер (IC2) работает на частоте 12МГц. Это достигается за счет подключения кварца 12МГц к выводам XTAL1 и XTAL2 IC2.

Конденсатор C5 и резистор R8 составляют часть схемы сброса для IC2 при включении. Кнопка S2 используется для ручного сброса IC2 и сброса счетчика на ноль. Кнопка S3 используется для запуска и остановки секундомера. 4-разрядный 7-сегментный дисплей работает в режиме мультиплексированния.

Когда переключатель S1 замкнут, дисплей DIS1 указывает 00.00. При нажатии кнопки S3, на DIS1 отображается отсчет до момента отпускания S3. Максимальный отсчет времени составляет 99,99 секунд.

Программное обеспечение написано на языке C и скомпилировано с использованием программного обеспечения Keil μVision V5. Задержка на языке C зависит от компилятора. Иногда может потребоваться небольшая коррекция в цикле задержки для точной калибровки.

Hex файл, созданный программным обеспечением Keil, записывается в микроконтроллер с использованием подходящего программатора.

Конструкция и тестирование

Рисунок печатной платы с односторонним расположением компонентов приведен ниже.

После пайки всех компонентов, запрограммируйте микроконтроллер AT89C4051 и поместите его на печатную плату с использованием панельки. Подайте питание с помощью S1. Убедитесь, что на индикаторе отображается 00.00. Если этого нет, то проверьте схему на предмет ошибок.

Когда вы нажимаете S3, дисплей начинает отсчет, отпускаете S3 — отсчет останавливается. Если снова нажать S3, отсчет Если в любой момент нажать S2, то произойдет сброс показаний в ноль.

Для настройки сравните показания с откалиброванным секундомером. Если в показаниях есть несоответствие, отрегулируйте цикл задержки в коде до достижения точного показания.

Скачать прошивку секундомера (33,5 KiB, скачано: 333)

Источник

Спортивный секундомер — Система «Старт финиш» своими руками

Вот он результат работы которая длилась несколько месяцев. Это проектирование, разработка схем, испытание и много разных процессов было. Начиналось все с простого секундомера на Attiny 2313. Похожих проектов в сети найдено не было. Профессиональная система старт финиш стоит слишком больших денег.

Однако уже сейчас становятся более доступны заводские системы для отсчета времени на соревнованиях. Такие системы практически универсальны в использовании. Посмотрите несколько различных вариантов:
Вариант 1
Вариант 2
Вариант 3
Вариант 4

Данный спортивный секундомер предназначен для такого вида как пожарно-прикладной спорт. С ее помощью можно замерить время как при подъеме по штурмовой лестнице в окна учебной башни так и на стометровую полосу с препятствиями. Показания выводятся на светодиодное табло. Отсчет времени будет начинаться одновременно с выстрелом стартового пистолета. Осуществить это нам поможет звуковой сенсор Arduino.

В принципе данная система универсальна. Может использоваться и в других видах спорта.
За основу взята все так же схема секундомера на Attiny 2313. Имеет 4 символа. Если Вам понадобиться больше, все просто будет изменить.

Старт производится выстрелом из стартового пистолета. В качестве датчика звука выступает звуковой сенсор для Arduino с дискретным выходом D0.

Работает она так: настраиваем чувствительность подстроечным резистором, замеряем его сопротивление и впаиваем на его место постоянный резистор чтобы не сбилось значение. Будет неприятно если система на соревнованиях будет стартовать от чиха стартера). Сенсор я разместил за сто метров от финиша и расположения плат управления которые спрятал в корпусах табло. Подключен по витой паре и глюков не замечал.
По это схеме подключаем звуковой сенсор к плате. Транзистор VT3 — S8050. На плате он не предусмотрен, будьте внимательны!

С этим разобрались. Финиш пока трогать не будем, т.к. у меня нет схем (упс..). Я схитрил и использовал готовые ИК-барьеры для финиша. Если будут просьбы, я обязательно нарисую для вас. Выглядят они в нашем проекте примерно так:

Вот и дошли руки доделать проект до конца. Собрал нормальный лазерный финиш и смастерил красивые и удобные коробки для подключения финишных площадок.

Сейчас расскажу про лазерный финиш. Лазеры использовал обычные китайские на 5 Вольт. Модель используемого фотодиода — BPW-34. Корпус для платы использовал Gainta G403. Всего установлено 5 стоек. Так как у меня 4 дорожки в манеже, у меня 4 платы приемника. Последняя пятая стойка держит лишь один лазер, и для нее корпус меньше Gainta G403. А у самой первой стойки плата без лазера. Остальные три стойки с лазером на плате. На плате предусмотрено место под него.
Вот как разрабатывалась плата под корпус Gainta G401. Часами сидел и все правильно вымерял. Чтобы все аккуратно сидело. После уже подгонял плату с помощью машинки для гравировки. Разъем на плате использовал для удобства. И пригодилось несколько раз. Так же рекомендую его использовать.
Шаровое крепление для настройки направления лазера использовал не очень распространенные на рынке крепление для фотоаппаратуры.

И теперь готовое устройство.

Схему лень рисовать, поэтому просто скрин платы из Sprint Layout.

Теперь расскажу как собирал корпус для подключения площадок финишных. Ранее использовались телефонные разъемы. После недолгого использования разъемы эти пришли в негодность и пропал контакт, что на соревнованиях недопустимо. И решено было сделать что то более надежное и простое. Для этого были выбраны разъемы «Бананы» вилка и розетка. Соединяются площадки с разъемами проводом ПВС. Для красоты сделал наклейку с номерами контактов чтобы было понятно что куда подключать. Потом понял что чего то не хватает и добавил еще место под светодиод синий а к нему рамку еще чтобы сидел красиво и ровно. Все собрал, приклеил, припаял и коробку прикрутил к стене. И теперь когда мы бегаем по учебной башне у нас горят все коробочки. Их три кстати, на каждом этаже. P.S. Тут я задумался о большом видео работы все системы.

Чуть не забыл самое важное. Вот основная схема самого секундомера.

Тут видите «умощнитель нагрузки» транзисторную сборку Дарлингтона, микросхему ULN2003 (подойдут и аналоги ULN2004, UDN и прочая чепуха). Вот схема которая включает каждую цифру по очереди согласно программе:

Пояснения. VT1 — КП503, VT2 — КТ972. Можно и аналоги использовать.

Кнопку «Сброс» я решил не использовать. Ведь если остановлен отсчет времени, то следующее начало отсчета «старт» будет начинаться с нуля.

В начале в целях экономии предполагалось использовать корпус для табло из ДСП. Вот как бы они выглядели.

Но все же это было все не то. В итоге получился такой корпус в эскизе.

Теперь расскажу о светодиодах. Ушло примерно 18 метров. Мощность 14 Вт/М. В нашем варианте 4 двусторонних светодиодных табло, в итоге получилось 224 сегмента. Схема тянет свое табло без проблем.
Плату повесил в воздухе внутри корпуса как то так:

В качестве шайб-подставок был использован простой кембрик сделанный из изоляции какого-то провода.

Теперь о плате. На фото Вы можете увидеть реле. Это планировалось реализовать функцию которая в итоге не пригодилась, так что его я исключил. Файл платы в формате SL в конце статьи.

Вот что в итоге получилось. Тестировали систему старт-стоп сразу на соревнованиях.

Файл печатной платы секундомера в формате Sprint Layout — Загрузить.
Файл прошивки и исходник для 6 разрядов секундомера — Загрузить.
Файл прошивки и исходник а так же файлы протеуса — Загрузить.
Файл печатной платы лазерного финиша для корпуса Gainta G403 в формате Sprint Layout — Загрузить.
Файл наклейки для коробок с разъемами в формате PDF — Загрузить.
Схема будет работать в режиме работы «Общий катод». Вот сразу готовый файл прошивки рабочий если вдруг не знаете как сделать — Загрузить.

Обещаю статью постепенно обновлять, так как материала много, мог что то и забыть.

Список электронных компонентов.

Звуковой сенсор Arduino

Наименование	Тип	Количество	Магазин
Звуковой сенсор Arduino	1	Да
Микроконтроллер	Attiny 2313	1	Да
Транзисторная сборка	ULN 2003	1	Да
Транзистор VT1	КП503	4	—
Транзистор VT2	КТ972	4	—
Транзистор VT3	S8050	1	—
Лазер	5 Вольт	4	Найти
Шаровое крепление	1\4	5	Найти
Вилка 4 мм	«Банан»	Найти
Розетка 4 мм	«Банан»	—	Найти
Фотодиод	BPW-34	4	Найти

Не пропустите обновления! Подписывайтесь на нашу страницу в Instagram.
Так же у нас есть Telegram канал.

Вам понравился наш проект? Поделитесь с друзьями!

Источник