Descrizione Sistema Monitoraggio Contametri

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Vittorio Angeli
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MANUALE CONTAMETRI Descrizione Sistema Monitoraggio Contametri Il sistema di monitoraggio CONTAMETRI è stato progettato specificatamente per l industria tessile Il sistema si compone di 36 sensori ad

1 MANUALE CONTAMETRI Descrizione Sistema Monitoraggio Contametri Il sistema di monitoraggio CONTAMETRI è stato progettato specificatamente per l industria tessile Il sistema si compone di 36 sensori ad effetto hall distribuiti su 12 canali, ogni canale è composto da un microcontrollore (Slave) e tre sensori che rilevano i giri delle rispettive carrucole e con una conversione matematica vengono rilevati i metri di filato prodotti dalla linea di produzione.

Il sistema di monitoraggio è strutturato come in figura Fig 1 Tutti i microcontrollori, ognuno con un proprio indirizzo, sono connessi tra loro in modalità Master/Slave, per mezzo del protocollo di

2 Il sistema di monitoraggio è strutturato come in figura Fig 1 Tutti i microcontrollori, ognuno con un proprio indirizzo, sono connessi tra loro in modalità Master/Slave, per mezzo del protocollo di comunicazione I2C pertanto il bus è composto da due linee (dati / clock) il cavo di massa e di alimentazione. L interfaccia è costituita da una tastiera alfanumerica 4x4 ed un display grafico LCD 128x64 Il sistema base prevede le seguenti funzioni; 1 Visualizzazione metri per Bobina con annessi 3 contatori (bobina1, bobina2, bobina3) 2 Azzeramento bobina individuale ovvero è possibile azzerare ogni singolo contatore 3 Possibilità di Impostare con step da 100 dei valori numerici da 1 a 9999 per ogni singola bobina al raggiungimento dei quali è possibile attivare segnalatori luminosi e/o sonori (*) (*) da valutare in funzione delle limitazioni della libreria keypad 4 Download dati canali/bobine in formato excel In considerazione dell elevata flessibilità del sistema sono possibili implementazioni in ragione delle esigenze specifiche

3 Fasi di sviluppo Progetto Contametri 1) Definizione caratteristiche e prestazioni modulo Slave 1.1) Definizione caratteristiche sensori dati ingresso 1.2) Definizione caratteristiche segnali uscita (led/buzzer) 1.3) Definizione caratteristiche protocollo comunicazione 1.4) Definizione sketch Slave 1.5) Definizione P.C.B. 1.6) Definizione layout 2) Definizione caratteristiche e prestazioni modulo Master 3) Definizione caratteristiche e prestazioni interfaccia ingresso Keypad 4) Definizione caratteristiche e prestazioni interfaccia uscita Display 5) Definizione caratteristiche e prestazioni protocollo comunicazione 6) Definizione sketch Master 7) Definizione modulo Power supply Modulo Slave Il modulo slave identificato è costituito da un arduino nano avente le seguenti caratteristiche

4 Microcontroller Tensione di funzionamento Tensione in ingresso Tensione in ingresso I / O digitale Ingresso analogico Corrente continua per I / O Flash Memory SRAM EEPROM Velocità di clock Comunicazione Dimensioni Atmel Atmega328 5 V 7-12 V (cosigliati) 6-20 V (limiti) 14 pins (di cui 6 PWM) 8 pins 40 ma 32 kb di cui 2 KB utilizzati dal bootloader 2 kb 2 KB 16 MHz I2C - SPI 4,31 x 1,85 cm SCHEMA COLLEGAMENTO SLAVE

Sensori effetto hall Questi interruttori ad effetto Hall sono circuiti integrati monolitici con caratteristiche magnetiche più strette, progettati per funzionare continuamente per temperature estese

5 Sensori effetto hall Questi interruttori ad effetto Hall sono circuiti integrati monolitici con caratteristiche magnetiche più strette, progettati per funzionare continuamente per temperature estese a C, e sono più stabili con entrambe le variazioni di tensione di alimentazione e temperatura. La caratteristica di commutazione unipolare rende questi dispositivi ideali per l'uso con una semplice barra o cilindro magnetico. I quattro dispositivi di base (3141, 3142, 3143, e 3144) sono identiche tranne che per punti di commutazione magnetici. Ogni dispositivo comprende un regolatore di tensione per il funzionamento con tensioni di alimentazione di 4,5 a 24 volt, protezione della batteria diodo inverso, quadratico generatore Hall-tensione, un circuito di compensazione della temperatura, piccolo amplificatore di segnale, trigger di Schmitt e un'uscita opencollector per affondare fino a 25 ma. Con uscita adatto pull up, possono essere utilizzati con i circuiti logici bipolari o CMOS.

6 I sensori sono applicati in prossimità di tre carrucole alle quali è stato montato un magnete per il rilevamento dei giri Indicatori Led contatori n 3 yellow Led PWR n 1 green Led Fault n 1 red Definizione caratteristiche segnali uscita (led/buzzer) Lo slave è provvisto di alert che consentono di visualizzare lo stato di funzionamento a) Led PWR green b) Led I2C orange c) Led fault red d) Led bobina 1 yellow e) Led bobina 2 yellow f) Led bobina 3 yellow

FUNZIONI DELLA TASTIERA Procedura di prova All accensione del sistema sullo display appare la digitura: Fig 2 Inserire codice Canale/Bobina (es 11) e premere ( * )

7 FUNZIONI DELLA TASTIERA Procedura di prova All accensione del sistema sullo display appare la digitura: Fig 2 Inserire codice Canale/Bobina (es 11) e premere ( * ) CODICE CANALE/BOBINA VERIFICA CODICE MENU Fig 3 Appare la seguente finestra dove l operatore potrà selezionare le diverse funzioni che saranno di seguito espletate in dettaglio

8 Relativamente alle funzioni attivabili tramite i tasti: A avvio comunicazione I2C B Visualizzazione valori predefiniti D Visualizzazione contatore bobina DESCRIZIONE MENU Premessa fondamentale: La funzionalità di questi tasti è estremamente importante per un corretto utilizzo dell impianto di monitoraggio metrico. In particolare il programma permette di rilevare lo stato di pressione del tasto, infatti premendo uno dei tasti suelencati si attiva la relativa funzione e ripremendo lo stesso tasto la funzione si disattiva. (nota *) Per accedere alle funzionalità della tastiera è necessario che i suindicati tasti siano disattivati ( le funzioni dei tasti A ; B ; D ; sono BLOCCANTI Attualmente lo stato del tasto è visualizzabile dall assenza di intermittenza del led installato sul Master Successivamente potremo inserire altre istruzioni per rendere l interfaccia umana più semplice ed immediata per l operatore Tasto A Avvio comunicazione I2C Con questa funzione è possibile attivare la comunicazione tra Master e tutti gli Slave facenti parte della rete di comunicazione. Per attivare la comunicazione I2C non è necessario selezionare nessuna bobina, è sufficiente premere il tasto A per disattivare la funzione ripremere il tasto A ( vedi nota*) Sul monitor vi sarà lo scrolling di tutti i contatori associati agli slaves collegati alla linea di comunicazione Nel caso in cui il valore di metri raggiunto dalla bobina è uguale e/o superiore al valore predefinito si attiva un alert che attiverà una segnalazione luminosa e sonora ed inoltre potrà essere visualizzato sull informativa canali/bobine dello scrolling ( vedi figura 5 )

9 N N CANALE/SLAVE (2) CONTATORI SENSORI CANALE N N CANALE/SLAVE (3) CONTATORI SENSORI CANALE Fig 4 VALORE PREDEFINITO = VALORE BOBINA Fig 5

10 Tasto B Elenco valori predefiniti Con l attivazione di questa funzione è possibile visualizzare i valori predefiniti per ogni singola bobina. Quando il contatore raggiunge il valore predefinito si attiva una segnalazione luminosa e/o sonora che informa che la bobina ha raggiunto il valore predefinito. Nella fase di collaudo i valori predefiniti sono fissati via software. In seguito sarà possibile inserire nuove impostazioni tramite tastiera L attivazione della funzionalità associata al tasto B non richiede la selezione di nessuna bobina INSERIRE CODICE SEGRETO Fig 6 Alla pressione del tasto B viene richiesto l inserimento di un codice per limitare la funzione al personale adeguatamente formato. Segret code 00 All inserimento del codice segreto verranno visualizzati i valori predefiniti relativi al canale selezionato. CODICE SEGRETO VERIFICA CODICE SEGRETO VALORI IMPOSTATI BOBINE Fig 7 Per uscire dalla Funzione valori prempostati selezionare il tasto # e premere il tasto B CHIUSURA FUNZIONE B Fig 8

11 In caso di inserimento di codice errato la finestra appare come segue: Come si può notare le istruzioni rimangono bloccate per uscire dalla funzione B premere il tasto (#) e successivamente ripremere il tasto B Fig 9 Fig 10

Tasto C Azzeramento contatori bobine A differenza dei tasti sinora illustrati, il tasto C non è BLOCCANTE Lo scopo di questa funzione attivabile tramite il tasto C è quello di poter azzerare il

12 Tasto C Azzeramento contatori bobine A differenza dei tasti sinora illustrati, il tasto C non è BLOCCANTE Lo scopo di questa funzione attivabile tramite il tasto C è quello di poter azzerare il contatore di ogni singola bobina a scelta dell operatore Per azzerare una bobina occorre selezionare il Canale/Bobina CANALE/BOBINA SELEZIONATA Fig 11 Premere il tasto C il display fornisce informazioni sul canale e bobina selezionata e chiede di confermare azzeramento contatore bobina Fig 12 Una volta confermato l azzeramento con il tasto (*) appare l informazione sul display Fig 13

13 Fig 14 Start sistema contatore Fig 15 Contatore Canale 1 Bobina 1 Fig 16 Azzeramento contatore Canale 1 Bobina 1 L azzeramento del contatore potrà essere annullato sino al passaggio precedente alla conferma dell azzeramento. Per annullare l operazione di azzeramento è necessario premere due volte il tasto (#) Fig 17 E si potrà procedere con la selezione di una nuova bobina

14 Tasto D Visualizzazione Canale/ Bobina Tramite l attivazione di questa funzione sarà possibile visualizzare singolarmente lo scrolling di ogni singolo canale con i tre sensori bobina ad esso associati. Per attivare questa funzione occorre selezionare un Canale/Bobina e premere il tasto D CANALE /SLAVE CANALE BOBINA FUNZIONE COUNTER ATTIVA CANALE /SLAVE CANALE /SLAVE Fig 18 Come si può vedere dalla figura nel display viene visualizzato solo il CANALE/BOBINA selezionato Per disattivare la funzione occorre ripremere il tasto D Fig 19 Premendo il pulsante reset sarà possibile selezionare una nuova bobina

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