Mehrere Stoppuhren realisieren

Hallo,

ich hatte mir vorgenommen mit meinem Genuino UNO mehrere (um genau zu sagen drei) Stoppuhren mit Start- und Stoppschalter zu realisieren.

Nach einigem Gebastel und Programmieren habe ich es schon einmal hinbekommen eine 7-Segment Anzeige (vierstellig) inklusive Startknopf anzusteuern. Dasselbe ist mir auch mit einem LCD-Display gelungen.

Allerdings stehe ich nun vor dem Problem, dass ich das ganze verdreifachen möchte: Sprich, ich möchte drei Stoppuhren realisieren, die über einen Startschalter gestartet werden und über drei separate Stoppschalter nach betätigen gestoppt werden.
Dafür reichen die Anschlüsse für das Genuino Uno nicht mehr aus, zumindest wenn ich es auf herkömmliche Art und Weise anschließe, wie hier zu sehen ist.

Nach weiterem recherchieren und rumprobieren, habe ich dann herausgefunden, dass man das ganze auch über Shift-Register steuern kann. Als studierter Informatiker sollte das Programmieren nicht das große Problem darstellen. Den Schaltplan würde ich auch hinbekommen.

In Sachen Elektrotechnik in Hinblick auf das Zusammenspiel der Bauteile habe ich allerdings wenig Erfahrung und wollte daher, fragen wie sowas am besten zu realisieren ist.

Ziel ist es, wie im zweiten Absatz schon erwähnt, dass am Ende drei ("semi-unabhängige") Stoppuhren angesteuert werden. Ob mit LCD-Display, 7-Segement-Anzeige (vierstellig) oder einer ganz anderen Variante ist eigentlich nebensächlich. Wichtig ist dabei, dass die Ziffernhöhe ca. 5 cm sein sollte. Bei Conrad oder Reichelt finde ich wiederum nur einstellige 7-Segement-Anzeigen. Dazu weiß ich nicht, wie es mit der Versorgungsspannung usw. aussieht.

Könnt ihr mir da weiterhelfen?

MfG Alex

Du hast mehrere Möglichkeiten.
Du kannst das Display per I2C ansteuern. dazu brauchst du noch einen Dekoderbaustein dazwischen.
Oder du verwendest auch die analogen Pins, die auch als digitale Eingänge genutzt werden können.

So große 7 Segment LED Displays haben mehrere LED in Reihe geschaltet und darum hat Dein vorgeschlagenes Display SA 23-12 RT eine Durchflußspannung von 7,4V bis10V (Dezimalpunkt hat 3,7V bis 5V). Als Spannungsversorgung zb 12V
Darum mußt Du die Ansteuerung mit Treibern (zb ULN2803 und A2983) und zB Schieberegistern selbst bauen und in Multiplex ansteuern.
Alternativ kannst Du jedem Display ein eignes Schieberegister mit Treiber spendieren zb TPIC6B595N (normale 75HC595 können die notwendigen 12V nicht vertragen).

Grüße Uwe

Hallo,

auch wenn diese Anordnung grundsätzlich funktioniert, ist der Strom Verbrauch pro I/O eher ungünstig. Besonders wenn die Steuerleitungen permanent geschaltet sind. Und du riskierst die Zerstörung einzelner .. wenn nicht aller I/O. Es gibt dafür Treiber die mithilfe der I2C Schnittstelle displays ansteuern können. Einfach mal bei Google "Arduino Siebensegment Treiber" eingeben. Der Hardware Aufwand wir bei deinem Projekt schon etwas umfangreicher.

Nur so als kleines Rechenbeispiel (Nur Teoretisch) eine 7. Segment hat 7 Dioden mal 10-20 mA. Das sind 70-140 mA. Bei 4 Stück landest du bei 280 - 560 mA. Das ganze mal 3 .. da du ja mer Stopuhren machen möchtest. Das übersteigt bei weiten die Fähigkeiten eines Arduino. Auch ein Mega kan das nicht direkt so handhaben. Du must also dein Projekt überdenken.

Ich würde in solch einem Fall 3 Mini nehmen und je einen Segment Treiber. Oder den Treiber weglassen und die Software so anpassen das schnell hintereinander immer nur ein Display oder besser noch ein Segment angesteuert wird. Der Nachteil ist, das die Helligkeit darunter leidet.

Und wenn es nicht so wichtig ist welche anzeige art du nimmst. Dann benutz ein BlouTooth Modul und benutze eine App Software um deine Timer auf dem Handy anzuzeigen inclusive Start und Stop Button.

Nur so als Gedanklicher Schupser.

Gruss Temucin

vor einiger Zeit (Wochen) gab es einen Beitrag mit großen 7 Segment-Anzeigen. Den kannst du mal suchen.

Bei "wenig Erfahrung" mit Elektronik würde ich

4 derartige Module ergeben eine ensprechende "Große Anzeige" und du bist nicht nur auf Zahlen beschränkt! Verdrahtungsaufwand sehr gering

@temucin

Bitte bedenke welches Display der TO verwenden will: SA 23-12 RT
Da geht nichts ohne Treiber weil das Display 7,4V bis 10V braucht (zb 12V mit Vorwiderstände).

@noiasca
Aus dem selben Grund ist auch der MAX7219 nicht geeignet.

Grüße Uwe

Das ist meine große 7-Segment-Anzeige (Ziffernhöhe ca. 10 cm):
7sement-anzeige_12x36cm_.jpg
Ich verwende sie für verschiedene Projekte und sie ist immer ein “Hingucker” :slight_smile:
Sie besteht aus 4 einzelnen 7-Segment-Displays, die ich zusammenmontiert habe (geklebt).
Die Ansteuerung ist mit 4 “Power-Shift-Registern” TPIC6B595N realisiert, so wie es Uwe in #2 unter “Alternative” beschreibt.
Das TPIC6B595 schafft 8 x 150mA und bis zu 50 Volt.

Die Vorwärtsspannung der Segmentanzeige ist 7,4 V (Dezimalpunkt 3,7 V), Vorwärtsstrom 60 mA (bzw. DP: 30 mA)

Die Ansteuerung funktioniert mit diesen “Power-Shift-Registern” problemlos und braucht nur 3 Arduino-Pins (Latch, Clock, Data). Auch wenn du mehrere von diesen Anzeigen ansteuern willst (wie in deinem Fall 3), ist es möglich mit diesen 3 Pins auszukommen.

Das Display hat ursprünglich eine “Requisiten-Rolle” in einem kleinen Film gespielt. Deshalb war es wichtig es ohne Multiplex zu realisieren (damit es im Film keinesfalls flackert). Wie sich später herausstellte, tut das auch “den Augen gut”. :slight_smile:

uwefed:
@noiasca
Aus dem selben Grund ist [...]

ich schrieb 1. explizit er möge zum 7219 passende Anzeigen suchen
und 2. für die 8x8 reichen sie alle mal (nicht nachkontrolliert - aber so werden sie verkauft)

Hallo,

soweit ich das verstanden habe war das Beispiel zur Anzeige das was er gefunden hat.

Link zu ganz vielen 7 Segment Anzeigen

Die get sogar mit wenigwe als 2 Volt.

Gruss Temucin

Es gibt aber keine 5cm (2 INCH) großen Displays mit nur einer LED pro Segment, sondern da sind immer mehrere in Reihe geschaltet damit das Segment gut ausgeleutet wird. Dadurch brauchen sie eine Höhere Versorgungsspannung.

LassMiRanDa braucht ein 5m 5 cm hohes Display.

Grüße Uwe

uwefed:
LassMiRanDa braucht ein 5m hohes Display.

Übertreibst du jetzt nicht ein wenig ?

Nur ein kleines Bißchen.Das Display sollte sicher schon von weitem zu lesen sein. :wink:
Gemeint waren, wie wahrscheinlich gedacht, 5cm oder anders gesagt 50mm.
Grüße Uwe

Hallo,

vielen Dank für die vielen schnellen und konstruktiven Rückmeldungen.

Um mein Anliegen ein wenig zu konkretisieren, erläutere ich mal worum es geht:
Im April wird ein Wettbewerb veranstaltet, bei dem es um Schnelligkeit geht.
Dort wird von einem "Schiedsrichter" das Startsignal gegeben. Die drei Teilnehmer ermitteln dann den Gewinner mit Hilfe von drei Schaltern. Bei Demjenigen, bei dem der Schalter zuerst betätigt wird, leuchtet eine kleine Lampe auf.
An dieses "System" sollen nun noch zusätzlich die 7-Segment-Anzeigen gekoppelt werden, die dann auch die Zeit ausgeben, damit man einen absoluten Wert hat, wie "schnell" nun jemand ist.
Das ganze soll dann im nächsten Schritt (optional für April) auch mit 3 LED-Anzeigen gekoppelt werden. Auf den LED-Anzeigen sollen die Namen der Teilnehmer zu sehen sein. Das Nonplusultra wäre dann die Kopplung an ein Datenbank-System, wo die Daten der Teilnehmer gesammelt werden können.

Wie die Schaltung genau aufgebaut ist, kann ich leider nicht sagen. Aber soweit ich weiß, soll dahinter einfachste Logik sitzen. Beim Start der Anlage ("Strom an") werden alle Schalter zurückgesetzt. Bei betätigen eines Schalters leuchtet ein jeweiliges Lämpchen. Die anderen Schalter sind dann inaktiv und ein Drücken bewirkt dann erst nach Neustart des Systems wieder etwas. Das System soll auch "nur" mit 5V betrieben werden. Daher dachte ich, dass ein Arduino dafür die perfekte Erweiterung wäre.

Es muss daher auch nicht unbedingt die genannte 7-Segement-Anzeige von Reichelt sein.
Ich hatte auch schon überlegt, ob man die 7-Segment Anzeigen weglässt und dafür größere LCD-Displays benutzt, die dann die Zeit UND den Teilnehmer anzeigen. Mir wäre es nur wichtig zu wissen, wobei vermutlich der größere Aufwand (zeitlich gesehen) entsteht. Nicht, dass ich mich nachher Variante A oder B entscheide und die total umständlich ist.

Aber danke schon mal für die Rückmeldungen und Tipps. Das wird mir am Wochenende sicherlich weiterhelfen :slight_smile:

Hi

Vom Programmieren sehe ich Da keine größeren Probleme.
5 Taster (Reset, Start, Stop 1, Stop 2, Stop 3)
Da alle Tasten nur 1x erkannt werden müssen stört ein Prellen nicht, müssen also auch nicht entprellt werden.
Reset setzt alle Zähler auf Null (nur die Anzeigen)
Start startet die Messung (im Endeffekt wird sich nur der aktuelle millis()-Wert gemerkt)
Stop 1 - 3 setzen die entsprechende Endzeit.
Daraus lässt sich die Laufzeit berechnen und ggf. anzeigen.

Wenn man die Stop-Taster per Interrupt abfragt, kann man auch schon beim Stop die Laufzeit berechnen und anzeigen lassen.
Beim Stop-Taster-Pollen dürfte während der Rechnerei und dem Ansteuern der Anzeige zu viel Zeit vergehen, um einen weiteren Stop-Taster sicher - und wichtiger: zeitnah, zu erkennen.

Für möglichst geringen Verkabelungsaufwand würde ich die 7-Segment-Anzeigen mit einzeln ansprechbaren LEDs aufbauen.
So reicht ein einzelner µC-Pin für sämtliche Anzeigen - und man kann Diese auch noch in Bunt machen :wink:

Ein LCD, wo man auch noch aus etwas Entfernung was drauf lesen kann, dürfte langsam Geld kosten.
Also Teilnehmer-Namen oder gar eine ewige High-Score-Liste könnten Da schon anspruchsvoller werden.

Wenn die Teilnehmer aber fortlaufende Nummern bekommen, könnte man die Teilnehmernummer nebst Laufzeit in EEprom/FRam ablegen und so nach jedem Durchgang die aktuelle Platzierung der Teilnehmer ausgeben.
FRam hätte hier die Nase vorne, da sehr schnell ud beliebig oft beschreibbar - was hier aber wohl weniger ausschlaggebend sein dürfte - sofern Du nicht vor hast, den Event mit 100.000 Teilnehmern anzugehen :wink:

MfG