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Mesure > Chronomètre 002 - Pro
Dernière mise à jour : 10/07/2022Présentation
Ce chronomètre permet un comptage au centième ou millième de seconde près. Il a été conçu pour pouvoir être enregistré en vidéo par une caméra "tournant" à une vitesse de 250 ou 1000 images par seconde, sans défaut d'affichage de type "perte de digits".
Caractéristiques principales
- Précision : 1/1000è de seconde (fréquence stabilisée par quartz, ajustage fin facultatif)
- Résolution affichage : 1/100è ou 1/1000è de seconde
- Affichage : sur 6 digits - de 00:00.00 à 59:59.99 (mode 1/100è) ou de 0:00.000 à 9:59.999 (mode 1/1000è)
- Alimentation : entre 4,5 V et 5,2 V
- Zéros non significatifs : affichage ou masquage
- Multiplexage affichage : sans
- Bouclage : avec ou sans
- Démarrage : automatique (à la mise sous tension) ou manuel (bouton-poussoir ou commande logique)
Schéma
Un microcontrôleur PIC 24F associé à une poignée de circuits logiques et d'afficheurs sept segments, et le tour est joué.
Affichage en mode 1/1000è : minutes, secondes et millièmes de seconde
Fonctionnement général
A l'opposé de mes chronomètres 001x, le chronomètre 002 présenté ici ne fonctionne pas en mode d'affichage multiplexé. Si ce mode d'affichage permet une économie en nombre de fils de liaison et une réduction de la consommation globale, il pose en revanche problème lors de la prise de vue photo ou vidéo. En effet, comme à un instant donné il n'y a toujours qu'un seul afficheur alimenté, il faut que le "temps d'ouverture" pour une image (photo ou vidéo) soit égal à un cycle complet d'affichage (tous les digits doivent avoir affiché leur chiffre).
Ce chronomètre 002 offre un affichage stable, avec tous les digits activés en permanence. Le taux de rafraichissement peut être choisi entre 100 fois et 1000 fois par seconde (modes 1/100è ou 1/1000è). Le temps de transition d'une valeur à la suivante ne prend qu'une infime fraction de seconde.
A noter que les modes d'affichage en 1/100è ou 1/1000è impliquent un "temps d'ouverture" de la caméra ou de l'APN très court, pour ne pas superposer plusieurs valeurs. Les modes d'affichage à la seconde près conviennent mieux pour une utilisation standard.
Modes
Ce chronomètre peut se trouver dans l'un des 3 états suivants :
- Arrêt : compteur complètement désactivé et affichage figé.
- Pause : compteur activé (incrémentation permanente en tâche de fond) et affichage figé
- Marche : compteur activé et affichage raffraichi
Presser le bouton-poussoir Marche quand le chronomètre est à l'état Arrêt redémarre le comptage là où il s'était arrêté. Presser le bouton-poussoir Marche quand le chronomètre est à l'état Pause permet d'afficher le temps comme si l'appareil n'avait jamais été arrêté.
Configuration
Plusieurs cavaliers (jumpers JPx) permettent de configurer le chronomètre selon les besoins de l'utilisateur.
Dans la colonne "Mode" du tableau récapitulatif suivant, m =
minutes, s = secondes, h = centièmes de seconde et t = millièmes de
seconde
| Conf. | JP4/Set4 (nota 1) |
JP3/Set3 | JP2/Set2 | JP1/Set1 | Résolution | Bouclage (nota 1) |
Mode | Plage |
| 0000 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1/100è | non | mm:ss.hh | 00:00.00 - 59:59.99 |
| 0001 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1/1000è | non | m:ss.ttt | 0:00.000 - 9:59.999 |
| 0010 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1/100è | non | ssss.hh | 0000.00 - 9999.99 |
| 0011 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1/1000è | non | sss.ttt | 000.000 - 999.999 |
| 0100 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1/1 | non | ssssss |
000000 - 999999 |
| 0101 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1/1 | non | mm:ssss |
00:0000 - 99:9999 |
| 0110 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1/100è | non | hhhhhh | 000000 - 999999 |
| 0111 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1/1000è | non | tttttt | 000000 - 999999 |
| 1000 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1/100è | oui | mm:ss.hh | 00:00.00 - 59:59.99 |
| 1001 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1/1000è | oui | m:ss.ttt | 0:00.000 - 9:59.999 |
| 1010 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1/100è | oui | ssss.hh | 0000.00 - 9999.99 |
| 1011 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1/1000è | oui | sss.ttt | 000.000 - 999.999 |
| 1100 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1/1 | oui | ssssss | 000000 - 999999 |
| 1101 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1/1 | oui | mm:ssss | 00:0000 - 99:9999 |
| 1110 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1/100è | oui | hhhhhh | 000000 - 999999 |
| 1111 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1/1000è | oui | tttttt | 000000 - 999999 |
Nota 1 - Le bouclage permet un reset automatique en bout de comptage. Par exemple dans le mode d'affichage "mm:ss.hh", le compteur est automatiquement remis à zéro après l'affichage "59:59.99". Si la fonction de bouclage n'est pas activée, alors le compteur s'immobilise après l'affichage "59:59.99".
Voici 2 exemples de types d'affichage, parmi les 8 implémentés.
Réactivité
Pour bénéficier de la précision au centième ou millième de seconde, le temps de réaction sur les entrées de commande Start et Pause est compensé. Ces entrées disposent en effet d'un système anti-rebonds logiciel (debounce) qui évite tout changement d'état indésirable causé par un parasite dans l'environnement, mais qui retarde la prise en compte des commandes. La compensation permet de faire comme si les commandes étaient prises en compte de manière instantanée.
Extensions d'affichage
Le
logiciel du microcontrôleur a été écrit pour piloter 8 digits et
permettre ainsi l'affichage des heures (mode hh:mm:ss.hh).
La version décrite ici est dotée de 6 afficheurs et ne
profite pas de cette possibilité.
D'autres paramètres pourraient être configurés au choix de l'utilisateur, en pressant le bouton-poussoir "Start" ou "Pause" au moment de la mise sous tension. Chaque nouvelle action de ce type inverserait le choix précédent (fonction bascule). Par exemple :
Start
: démarrage automatique du chronomètre immédiatement après la mise sous
tension (démarrage automatique désactivé par défaut)
Pause :
affichage ou masquage des zéros non significatifs (masquage désactivé
par défaut)
Prototype
Réalisé en double face selon implantation montrée plus loin. Tous les modes fonctionnent comme attendu.
Logiciel du PIC
Pro - Logiciel non disponible en libre service. Chronomètre 002 - PIC24FJ32GA002 (06/07/2022)
Circuit imprimé (PCB)
Réalisé en double face.
Les résistances de limitation de courant des segments lumineux
sont situées sous les afficheurs.
Historique
10/07/2022
- Rallongement à 2 us de la durée de l'impulsion en
sortie contrôle 1 kHz. Anciennement inférieure à 500 ns, les impulsions
étaient trop courtes pour être correctement visualisées sur un
oscilloscope (elle étaient toutefois suffisantes pour
être comptées par un fréquencemètre).
- Ajout photos prototype (version 002 à 6 chiffres).
26/06/2022
- Première mise à disposition.