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 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
2
3
4
Visualizzazione metri per Bobina con annessi 3 contatori (bobina1, bobina2, bobina3)
Azzeramento bobina individuale ovvero è possibile azzerare ogni singolo contatore
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
Download dati canali/Bobine in formato excel
In considerazione dell’elevata flessibilità del sistema sono possibili implementazioni in ragione delle
esigenze specifiche
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
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
5V
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 a + 150 ° 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.
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)
b)
c)
d)
e)
f)
Led PWR
Led I2C
Led fault
Led bobina 1
Led bobina 2
Led bobina 3
green
orange
red
yellow
yellow
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 ( * )
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
DESCRIZIONE MENU’
Premessa fondamentale:
Relativamente alle funzioni attivabili tramite i tasti:
“A” avvio comunicazione I2C
“B” Visualizzazione valori predefiniti
“D” Visualizzazione contatore bobina
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 )
N°N° CANALE/SLAVE (2)
CONTATORI SENSORI CANALE
2 (1,2,3)
N° CANALE/SLAVE (3)
N°
CONTATORI SENSORI CANALE
3 (1,2,3)
Fig 4
VALORE PREDEFINITO = VALORE BOBINA
Fig 5
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
In caso di inserimento di codice errato la finestra appare come segue:
Fig 9
Come si può notare le istruzioni rimangono bloccate per uscire dalla funzione “B” premere il tasto (#) e
successivamente ripremere il tasto “B”
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 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
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
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”
FUNZIONE COUNTER ATTIVA
CANALE BOBINA
CANALE /SLAVE
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
