Réalisez un "Compteur Horaire"

 

Je ne peux en aucun cas être tenu pour responsable en cas d'accident ou autre.

• A quoi sert le montage?:

  • Il sert à totaliser le nombre d'heures de fonctionnement d'une machine dans le but de gérer les opérations de maintenance (par exemple:vidange, nettoyage, ...).

• Le fonctionnement:

  • Le comptage va de "0000.0" à "9999.9" heures.
  • Dès la mise sous tension, le comptage se déclenche. Pour garder en mémoire la durée écoulée, on procède à un enregistrement toutes les 2 minutes. Par conséquent, lorsque le montage n'est pas alimenté, le comptage est arreté sur la dernière valeur enregistrée. Pour rectifiée l'erreur due à la mise en marche (et à l'arret), on donne une minute d'avance à chaque démarrage du comptage. (Cette minute sera compensée à l'arret.)

• Description:

  • L'alimentation typique est de 12V (régulée ensuite à 5V), la consommation est de l'ordre de 100 mA.
  • Le coeur du montage est un microcontrôleur PIC16F84. IL gère:
    • L'affichage du nombre d'heures.
    • L'enregistrement du nombre d'heures.
    • Le cadencement du décompte (quartz 4MHz).
  • Vous pouvez télécharger le schéma du montage en cliquant ici tout en appuyant sur la touche MAJUSCULE.
  • Voici le schéma du montage:
    
  • Les afficheurs sont de type anode commune.
  • Le port A gère le multiplexage et le port B pilote les segments des cinq afficheurs.
  • La circuiterie de reset est particulièrement conçue pour empêcher le PIC de fonctionner en dessous d'une tension trop faible.

• Le programme:
  • Le programme est réalisé pour un PIC16F84, il utilise les interruptions internes du PIC.
  • Remarque importante sur le programme:
    Le comptage réalisé par le PIC est en fait basé sur un décomptage: il décompte de 10 à 1. Quand un registre atteint la valeur 0, il est aussitôt réinitialisé à 10.
    Pour faire apparaitre un comptage au lieu d'un décomptage, on utilise le sous programme "affiche" qui renvoi un 0 pour un 10, un 1 pour un 9, un 2 pour un 8, un 3 pour un 7, un 4 pour un 6, un 5 pour un 5, un 6 pour un 4, un 7 pour un 3, un 8 pour un   et un 9 pour un 1.
    On obtient bien un comptage de 0 à 9 pour chaque registre.
  • Voici le fonctionnement de la partie enregistrement sous forme de GRAFCET:
    

    A première vue, le PIC doit juste compter en enregistrant le temps actuel dans sa memoire EEPROM. Il n'y aurait aucun problème si le protocole d'enregistrement n'éxigeait pas que l'on arrête les interruptions. Il est donc indispensable de stopper les interruptions internes à chaque enregistrement. Comme se sont les interruptions qui gèrent le comptage, on se trouve obligé de faire un compromis entre fréquence d'enregistrement et précision de l'horloge. La précision totale du système dépend donc de nos choix: plus on enregistre souvent, plus la précision est bonne pour les transitions "marche-arrêt" et plus elle est mauvaise pour l'horloge du comptage elle même. Après réflexion, j'ai choisi d'enregistrer toutes les deux minutes. Concrêtement, le PIC compte normalement pendant deux minutes au bout desquelles il s'arrête, enregistre et recommence à compter. On constate alors qu'il suffit de connaître le temps d'enregistrement et le tour est joué... On se reporte aussitôt à la fiche technique qui nous indique le temps typique d'enregistrement mais malheureusement ce temps peut fluctuer. Revenons au programme en nous référant au GRAFCET ci-contre. Tout d'abord, définissons les notations utilisées. Pour les étapes, les noms sont assez explicites; P1 et P2 correspondent aux parties de mémoire EEPROM utilisées par le PIC. Pour les transitions, "=1" signifie que la transition est validée, "test" est l'indicateur d'enregistrement, OK signifie que l'on attend que le transfert soit effectué et T est la temporisation de deux minutes. Au démarrage, le PIC doit aller chercher la dernière valeur enregistrée. Considérons qu'il parvienne sans difficulté dans la boucle. Lorsque T est valide (=1), on enregistre 0 dans test pour indiquer que l'on est en cours d'enregistrement dans le cas d'une coupure d'alimentation au moment de l'enregistrement. On enregistre alors P1, on remet test=1 et on enregistre P2. Examinons le cas du démarrage. On commence par lire le bit test, si il est à 1, c'est que P1 est valable, on lit alors P1 et on transfert P1 dans P2 (au cas ou P2 serait nonvalable). on est alors sûr que P1 et P2 sont tous les deux valables. Si le bit test est à 0, P1 est non valable, on lit P2. De cette manière, on remarque que même dans le cas le plus défavorable il reste toujours un emplacement valable (P1 ou P2). On note aussi que la première mise en marche du PIC exige que l'on ait déjà programmé les emplacements mémoire correspondant à P1 et P2 sur la valeur "0000,0". Il faut se reporter aux dernières lignes du programme pour voir comment on programme la mémoire EEPROM du PIC.

  • Vous pouvez télécharger le programme compt_heure.ASM en cliquant ici tout en appuyant sur la touche MAJUSCULE.
  • Vous pouvez télécharger le fichier éxécutable compt_heure.HEX en cliquant ici tout en appuyant sur la touche MAJUSCULE.
  • Voici le programme:
    

    ;****************************************************************************************************** ;montage compteur d'heure. ;24/09/2000 ;programme de compteur d'heure ; ;Auteur: Raphael Bourdon ;******************************************************************************************************     list p=16f84,f=inhx8m             ; Type de PIC et format de fichier     __config    B'11111111110001'    ; pas de protection du code, timer au demarrage,                         ; pas de chien de garde, oscillateur a quartz.     #include "p16f84.inc"             ; Librairie pour le compilateur ;definition des variables time1    equ    H'0C' time2    equ    H'0D' temp    equ    H'0E' afficheur    equ    H'0F' savstatus    equ    H'10' dizieme    equ    H'11' unite    equ    H'12' dizaine    equ    H'13' centaine    equ    H'14' millier    equ    H'15' temp1    equ    H'16' time3    equ    H'17' temp2    equ    H'18' ;definition des adresses memoires EEPROM s_test    equ    D'0'             ;s_test indique l'etat de la sauvegarde s_time3    equ    D'1' s_dizieme    equ    D'2' s_unite    equ    D'3' s_dizaine    equ    D'4' s_centaine    equ    D'5' s_millier    equ    D'6' ss_time3    equ    D'7' ss_dizieme    equ    D'8' ss_unite    equ    D'9' ss_dizaine    equ    D'10' ss_centaine    equ    D'11' ss_millier    equ    D'12'     org    0     goto    debut ;------------------------------------------------------------------------------------------------------     org    H'04'             ;INTERRUPTION     movwf    temp             ;sauvegarde de W dans temp     swapf    STATUS,0         ;sauvegarde de STATUS     movwf    savstatus         ;dans savstatus     bcf    STATUS,RP0         ;on passe dans la page memoire 0     movlw D'06'             ;on initialise TMR0 a 6     movwf TMR0     bcf INTCON,T0IF        ;remise a 0 du bit T0IF (il est mis a 1 a chaque interruption)     decfsz time1,1             ;time1 sert de diviseur par 250. On decompte qu'une     goto    fininterrupt         ;interruption sur 250.     movlw    D'250'             ;reinitialisation de time a 250.     movwf    time1        decfsz time2,1             ;time2 sert de diviseur par 30.     goto    fininterrupt         ;reinitialisation de time a 30.     movlw    D'30'        movwf    time2     bsf    temp2,0             ;temp2,0 permet l'enregistrement.     decfsz time3,1             ;time3 sert de diviseur par 3. On decompte qu'une     goto    fininterrupt         ;interruption sur 3.     movlw    D'3'             ;reinitialisation de time a 3.     movwf    time3     decfsz    dizieme,1         ;decremente dizieme     goto    fininterrupt     movlw    H'0A'     movwf    dizieme     decfsz    unite,1             ;decremente unite     goto    fininterrupt     movlw    H'0A'     movwf    unite     decfsz    dizaine,1         ;decremente dizaine     goto    fininterrupt             movlw    H'0A'     movwf    dizaine     decfsz    centaine,1         ;decremente centaine     goto    fininterrupt     movlw    H'0A'     movwf    centaine     decfsz    millier,1         ;decremente millier     goto    fininterrupt     movlw    H'0A'     movwf    millier fininterrupt     swapf    savstatus,0         ; restauration de STATUS     movwf    STATUS     swapf    temp,1             ; restauration de W     swapf    temp,0                 retfie ;------------------------------------------------------------------------------------------------------ debut    ; Initialisation     movlw    H'01'     movwf    PCLATH     movlw    D'250'             ; initialisation de time1 a 250     movwf    time1     movlw    D'15'             ; initialisation de time2 a 15     movwf    time2             ;on donne une minute d'avance au demarrage     movlw    D'3'             ; initialisation de time3 a 3     movwf    time3     clrf    afficheur     bsf    afficheur,4         ;initialisation de afficheur     clrf    temp2    ;on initialise les registres sauvegardes dans l'EEPROM     movlw    s_test             ;lecture de s_test     call    lecture     btfss    EEDATA,0         ;test sur s_test,0     goto    sauvegarde         ;si s_test,0 = 1, s_* registres -> * registres     movlw    s_time3     call    lecture     movwf    time3     movlw    s_dizieme     call    lecture     movwf    dizieme     movlw    s_unite     call    lecture     movwf    unite     movlw    s_dizaine     call    lecture     movwf    dizaine     movlw    s_centaine     call    lecture     movwf    centaine     movlw    s_millier     call    lecture     movwf    millier ;enregistrement de secour        * registres -> s_* registres     movlw    ss_time3     movwf    EEADR     movf    time3,0     movwf    EEDATA     call    ecriture     movlw    ss_dizieme     movwf    EEADR     movf    dizieme,0     movwf    EEDATA     call    ecriture     movlw    ss_unite     movwf    EEADR     movf    unite,0     movwf    EEDATA     call    ecriture     movlw    ss_dizaine     movwf    EEADR     movf    dizaine,0     movwf    EEDATA     call    ecriture     movlw    ss_centaine     movwf    EEADR     movf    centaine,0     movwf    EEDATA     call    ecriture     movlw    ss_millier     movwf    EEADR     movf    millier,0     movwf    EEDATA     call    ecriture     goto    fin_init sauvegarde                 ;si s_test = 0, ss_* registres -> * registres     movlw    ss_time3     call    lecture     movwf    time3     movlw    ss_dizieme     call    lecture     movwf    dizieme     movlw    ss_unite     call    lecture     movwf    unite     movlw    ss_dizaine     call    lecture     movwf    dizaine     movlw    ss_centaine     call    lecture     movwf    centaine     movlw    ss_millier     call    lecture     movwf    millier fin_init ; Configuration de l'interruption et des ports A et B     bsf    STATUS,RP0         ; selection de la page memoire n1     movlw    B'10000101'         ; On configure le prediviseur     movwf    OPTION_REG         ; interruption toutes les 64 instructions     movlw    B'10000000'         ;les pattes 0/6 du port     movwf    TRISB             ;B en sorties     clrf    TRISA             ; Tout le port A en sortie     bcf    STATUS,RP0         ; on repasse dans la page memoire 0     clrf    PORTA             ; on met le port A a zero     comf    PORTA,1     clrf    PORTB             ; on met le port B a zero     movlw    B'10100000'         ; on va configurer les interruptions     movwf    INTCON ;------------------------------------------------------------------------------------------------------ boucle                         bcf    STATUS,C         ;remise a zero de la retenue     rrf    afficheur,1         ;puis on fait tourner le bit de afficheur     movf    afficheur,1         ;afficheur-> afficheur     btfsc    STATUS,Z         ;si afficheur vaut zero     bsf    afficheur,4             btfsc    afficheur,0         ;si le bit 0 de afficheur vaut 1     movf    millier,0         ;on met millier dans W     btfsc    afficheur,1         ;si le bit 1 de afficheur vaut 1     movf    centaine,0         ;on met centaine dans W     btfsc    afficheur,2         ;si le bit 2 de afficheur vaut 1     movf    dizaine,0         ;on met dizaine dans W     btfsc    afficheur,3         ;si le bit 3 de afficheur vaut 1     movf    unite,0             ;on met unite dans W     btfsc    afficheur,4         ;si le bit 4 de afficheur vaut 1     movf    dizieme,0         ;on met dizieme dans W     call    affiche     movwf    PORTB     comf    afficheur,0         ;on complemente afficheur, on met le resultat dans W     movwf    PORTA             ;W -> portA             call    tempo             ;la tempo sert a ralentir la vitesse sur les ports A et B         btfss    temp2,0             ;on teste l'indicateur d'enregistrement temp2,0     goto    boucle             ;si temp2,0 = 0 on retourne a boucle     bcf    temp2,0             ;temp2,0 = 0 ;inserer l'enregistrement a cet endroit     movlw    H'FF'             ;on coupe l'affichage     movwf    PORTA     movlw    s_test             ;on enregistre 0 dans s_test     movwf    EEADR     clrf    EEDATA     bcf    INTCON,GIE     call    ecriture     movlw    s_time3             ;* registres -> s_* registres     movwf    EEADR     movf    time3,0     movwf    EEDATA     call    ecriture     movlw    s_dizieme     movwf    EEADR     movf    dizieme,0     movwf    EEDATA     call    ecriture     movlw    s_unite     movwf    EEADR     movf    unite,0     movwf    EEDATA     call    ecriture     movlw    s_dizaine     movwf    EEADR     movf    dizaine,0     movwf    EEDATA     call    ecriture     movlw    s_centaine     movwf    EEADR     movf    centaine,0     movwf    EEDATA     call    ecriture     movlw    s_millier     movwf    EEADR     movf    millier,0     movwf    EEDATA     call    ecriture valide     movlw    s_test             ;on enregistre 1 dans s-test     movwf    EEADR     clrf    EEDATA     comf    EEDATA,1     bcf    INTCON,GIE     call    ecriture     bsf    STATUS,RP0         ;on verifie que s_test = 1     bsf    EECON1,RD         ;sinon on va a valide     bcf    STATUS,RP0     btfss    EEDATA,0     goto    valide ;enregistrement de secour     movlw    ss_time3         ;* registres -> ss_* registres     movwf    EEADR     movf    time3,0     movwf    EEDATA     call    ecriture     movlw    ss_dizieme     movwf    EEADR     movf    dizieme,0     movwf    EEDATA     call    ecriture     movlw    ss_unite     movwf    EEADR     movf    unite,0     movwf    EEDATA     call    ecriture     movlw    ss_dizaine     movwf    EEADR     movf    dizaine,0     movwf    EEDATA     call    ecriture     movlw    ss_centaine     movwf    EEADR     movf    centaine,0     movwf    EEDATA     call    ecriture     movlw    ss_millier     movwf    EEADR     movf    millier,0     movwf    EEDATA     call    ecriture     movlw    D'241'             ;compense le retard du a l'enregistrement     movwf    time1     comf    afficheur,0         ;on remet en marche l'affichage     movwf    PORTA     bsf    INTCON,GIE         ;reactive les interruptions     goto    boucle ;------------------------------------------------------------------------------------------------------ ;sous-programmes lecture     movwf    EEADR     bsf    STATUS,RP0     bsf    EECON1,RD     bcf    STATUS,RP0     movf    EEDATA,W     return ecriture     bsf    STATUS,RP0     clrf    EECON1     bsf    EECON1,WREN     movlw    H'55'     movwf    EECON2     movlw    H'AA'     movwf    EECON2     bsf    EECON1,WR fin_ecriture     btfsc    EECON1,WR     goto    fin_ecriture     bcf    STATUS,RP0     bcf    temp2,0     return tempo     decfsz    temp1,1     goto    tempo     return affiche     addwf    PCL,1             ;on charge le registre PCL par la     nop                 ;valeur qu'il contient plus la valeur                retlw    b'01101111'     retlw    b'01111111'         ;de W     retlw    b'00000111'         ;On se deplace ainsi a l'adresse:         retlw    b'01111101'         ;adresse de 'addwf PCL,1' + W     retlw    b'01101101'         ;il faut intercaler une instruction nop     retlw    b'01100110'         ;car W varie de 0 à 9 Enfin, on     retlw    b'01001111'         ;retourne dans W la valeur a afficher     retlw    b'01011011'     retlw    b'00000110'     retlw    b'00111111' ;definition des contenus des registres de sauvegarde pour initialiser l'EEPROM a la premiere ;utilisation du montage ;le comptage demarre ainsi a "0000,0" apres la programmation du PIC     org    H'2100'     de     H'FF',H'03',H'0A',H'0A',H'0A',H'0A',H'0A',H'03',H'0A',H'0A',H'0A',H'0A',H'0A'     end

• Realisation:

  • Voici l'implantation des composants et le typon du circuit :
    

  • Il faut cabler les deux circuits imprimés perpendiculairement. C'est à cause du manque de place que les résistances ne sont pas sur le circuit mais soudées entre les deux parties. Pour établir les autres contacts entre les deux circuits vous devez souder des queues de résistances. Le montage est prévu pour un boitier TEKO metallique de 40x40x70 (constitué de deux parties vissées).

  • Les afficheurs sont des HDSP-F101 (Hewlett Packard), on peut les remplacer par des afficheurs ayant des caractéristiques équivalentes: même boitier, courant nominal de 5mA et anode commune.

  • Voici des photos de la réalisation:

    Le compteur en marche:	Le montage vu de dessus:

  • Vous devez telecharger le typon en cliquant ici tout en appuyant sur la touche MAJUSCULE.
    Je rappelle qu'il faut telecharger le logiciel ARES Lite qui est gratuit. Il est disponible sur le site suivant: http://www.multipower-fr.com
    Vous pouvez egalement cliquer ici pour voir comment faire pour imprimer votre typon

  • ATTENTION, ici il faut ouvrir le fichier de la manière suivante:
    ~ Ouvrez le logiciel ARES Lite
    ~ Cliquez sur File, puis sur Import Region.

• Essais:

  • Lorsque vous branchez le montage:  IL doit aussitôt afficher "0000,0".

  • En marche continue, j'ai mesuré une erreur de 1 seconde sur 24 heures (sans arrêt du montage).

  • Le clignotement bref toutes les deux minutes et normal, il correspond à l'enregistrement.

• Remarques:

  • Je vous rappelle que je ne suis en aucun cas responsable des dommages corporels ou materiels que pourrait causer le montage.

  • Pour tout renseignement, question, commentaire, ... n'hesitez pas à   m'écrire : rbourdon@enib.fr

© Xizard 1999: xizard@enib.fr et rbourdon@enib.fr