TIMER MINIMO

tutti gli argomenti pratici e teorici inerenti agli orologi a pendolo
Rispondi
Avatar utente
oscar
Messaggi: 204
Iscritto il: mer 10 gen 2018, 13:36
Località: venezia

TIMER MINIMO

Messaggio da oscar »

Un sistema estremamente semplice ed economico (~ 10 €) può eseguire misurazioni straordinariamente precise delle caratteristiche di un orologio a pendolo. Ciò che viene proposto misura il periodo (+ -4μs), la velocità massima del pendolo (.01%), la pressione atmosferica (+ - 2mb), la temperatura (+ - 1 ° C). Non è necessaria alcuna esperienza precedente con la programmazione di Arduino.
Dalla velocita' massima si puo' derivare semplicemente l'ampiezza dell'oscillazione e il Q del pendolo.

3 componenti hardware:
1) ARDUINO LEONARDO PRO MICRO https://www.amazon.it/gp/product/B01MTU ... UTF8&psc=1
2) SPARKFUN MS5637 DEL SENSORE DI PRESSIONE / TEMPERATURA https://www.sparkfun.com/products/14688
3) RILEVATORE FOTOINTERRUPT Photo%20Interrupter%20-%20GP1A57HRJ00F[/url]+ SCHEDA PHOTOINTERRUPTER[url]https://www.sparkfun.com/products/9322

4 PROGRAMMI ARDUINO https://drive.google.com/file/d/1CZTPgt ... l6O3O/view

1) LEO_Blink - per verificare le connessioni Arduino
2) LEO_BAROM_MS56237 - per controllare il sensore di pressione / temperatura
3) LEO_DELT - per verificare l'acquisizione dei tempi
4) LEO_ENCHILADA - tutti insieme

Ho acquistato 3 Arduino contemporaneamente, uno aveva una precisione di alcune ppm, gli altri due erano adeguati ma 10 volte meno precisi. Il clock del processore può essere facilmente calibrato nel software di analisi.
I collegamenti dei cavi sono descritti nei commenti del software.
Esempio di printout del monitor seriale:
img1.jpg
img1.jpg (81.15 KiB) Visto 1626 volte
le singole colonne rappresentano: timestamp di acquisizione, semi- periodo (in micro s), durata dell'impulso di fotointerruzione(in micro s), temperatura (gradi C), pressione (mbar). In questo caso è stato acquisito un impulso lungo 1 Hz, 20 ms da un'uscita del generatore di funzioni.
Questi dati possono essere facilmente taglincollati o acquisiti su un file con un emulator terminale (ad esempio Teraterm).
img2.jpg
img2.jpg (133.79 KiB) Visto 1626 volte
Leonardo Pro Micro e sensore di pressione / temperatura
img3.jpg
img3.jpg (41.07 KiB) Visto 1626 volte
posizionamento del fotosensore.
Per ulteriori informazioni contattatemi o meglio rispondete sul blog.

Avatar utente
carlo
Site Admin
Messaggi: 7555
Iscritto il: gio 23 feb 2006, 10:19
Località: Bella Liguria - Lavagna
Contatta:

Re: TIMER MINIMO

Messaggio da carlo »

Ottimo! Splendido!
Lo strumento che , immagino, molti appassionati di orologeria hanno sempre ambito possedere.

Auguro a coloro che ne hanno le competenze il miglior successo nella costruzione di questo strumento; forse , fra loro ci sarà qualche anima buona che vorrà fare un passo-passo ( o meglio, un passetto-passetto per coloro che si muovono in un "girello-informatico" ) sul come è riuscito a realizzarlo.

Peraltro ringrazio sentitamente oscar per aver condiviso la sua esperienza , ma sopratutto per il modo in cui la fatta <><>

Cordialità.
Carlo

PS
oscar ha scritto:
sab 26 ott 2019, 19:21
Il clock del processore può essere facilmente calibrato nel software di analisi.
Felicissimo di sapere che dentro a queste diavolerie elettroniche c'è pur sempre un "orologio"...chissà forse una mini-micro pendoletta... :lol: :lol: :lol:
The best is yet to come
cchiù lluonga è a pinsata, cchiù granni è a minchiata :lol:
_________________________________________________

Immagine

elenco dell'attrezzatura usata in vendita per orologiai hobbisti

Avatar utente
oscar
Messaggi: 204
Iscritto il: mer 10 gen 2018, 13:36
Località: venezia

Re: TIMER MINIMO

Messaggio da oscar »

Mi son dimenticato di enfatizzare la specifica scelta del modello di Arduino, incidentalmente un prodotto nazionale di cui dovremmo essere particolarmente fieri. Arduino <-> Ivrea, non e' un caso, diventato il piu' diffuso/popolare computer di processo al mondo.
La scelta di Arduino Leonardo e' specifica perche' il piu' popolare Arduino UNO non utilizza un clock quarzato bensi' un clock ceramico, molto meno stabile e preciso. Un dettaglio che mi era sfuggito inizialmente perche' un quarzo e' ben visibile sul circuito stampato ma non e' preposto a fare da clock del processore, e' dedicato alla temporizzazione delle trasmissioni USB. Leonardo, grazie a un nuovo processore, ha riunito le due funzioni che sono quindi entrambe quarzate. Considerazioni queste tutte trasparenti all'utilizzatore, la programmazione rimane la stessa.
Nell'immagine seguente di Arduino UNO si vede il quarzo, ovale metallico sulla sinistra e, cerchiato in rosso, il quasi invisibile oscillatore ceramico
cristallo arduino copy.jpg
cristallo arduino copy.jpg (11.89 KiB) Visto 1600 volte
Per chi volesse leggere i dati su uno schermetto in tempo reale, come fa per esempio il popolare MICROSET, https://www.bmumford.com/microset.html, e' sicuramente possibile farlo ance con Arduino ma includere un display a cristalli liquidi, per quanto molto comune e ben documentato, e' meglio realizzarlo quando quanto descritto precedentemente e' funzionante. In questo caso un modello Arduino Leonardo tous court, senza il suffisso PROMICRO, sarebbe piu' adatto. Lo stesso vale per chi fosse interessato all'acquisizione di sensori diversi dall'ottico, un pick up microfonico per esempio.
Per quanto riguarda il montaggio passo passo menzionato da Carlo sono disponibile a entrare in dettaglio. Ci son due tipi di potenziali difficolta': hardware e software. Per quanto riguarda l'hardware bisogna saper fare una saldatura a stagno, per il software bisogna imparare a caricare programmi sul processore. Molti video su youtube comunicano come fare queste cose molto meglio di quanto potrei fare io, che rimango comunque disponibile per quel che so.

Avatar utente
1972merlino
Messaggi: 1004
Iscritto il: lun 25 nov 2013, 19:03

Re: TIMER MINIMO

Messaggio da 1972merlino »

Ciao , sarebbe interessante fare un orologio con dei voltmetri comandati da arduino, ne ho visto uno in rete.
Anche un cronocomparatore non sarebbe male .
l'invincibile non è quello che vince sempre ma quello che anche se perde non è vinto mai

Avatar utente
oscar
Messaggi: 204
Iscritto il: mer 10 gen 2018, 13:36
Località: venezia

Re: TIMER MINIMO

Messaggio da oscar »

Merlino, cos'e' un cronocomparatore? forse e' quello che sto proponendo a meno della calibrazione assoluta, che si puo' aggiungere abbastanza semplicemente. Incidentalmente, avendone comprati 3, uno dei 3 aveva un clock molto vicino al nominale, adatto per essere un buon cronocomparatore (<1 ppm come si vede dal tabulato piu sopra) senza nessuna calibrazione aggiuntiva.
Il clock di arduino, a meno di ricalibrarlo hardware o software, non e' in generale sufficientemente preciso (qualche decina di s alla settimana), non e' quindi adatto come orologio, e' pero' molto stabile. Quanto proposto e' ideale per capire cosa succede, sia della regolarita' di un orologio come della sua energetica. Per esempio nel mio Synchronome ho scoperto una marea di cose interessanti, sia difetti ineluttabili che ricalibrabili. Il mio pendolo non ha mai funzionato come orologio, non mi son messo mai a contare i battiti, ne a calibrarlo per bene. Ho misurato pero' che effetto fa sulla sua regolarita' lasciare aperta la porta a vetri (una perturbazione dell'aerodinamica del pendolo), come mostrato su un altro post. Piu' interessante, misurando l'errore sul periodo indotto dall'impulsazione periodica, ho potuto minimizzarla regolando l'istante in cui interviene lo scappamento a gravita'. Questa della centratura dell'impulso, correzione dell' errore della tangente, e' una calibrazione dalla quale qualsiasi pendolo meccanico trarrebbe giovamento. Woodward ne parla citando un caso esemplare in cui era stata utilizzata per compensare l'errore circolare legato alla scarica della molla in un orologio francese con carica settimanale. Spero di essermi ricordato bene i dettagli. La misura della durata del tempo di interruzione del fascio misura l'energia dell'oscillazione (E∞1/DT^2), comodissimo per capire se una qualsiasi miglioria, lubrificazione, sostituzione, sta portando un vantaggio e in che misura. Queste dell'energetica son le misure piu' semplici, richiedono meno precisione di quelle sul periodo. Misurando con gran precisione anche temperatura e pressione questo timer permette di correlare le variazioni di battito alle due variabili esterne normalmente piu' significative evitando quindi di inseguire cause per le quali niente si puo' correggere semplicemente.
A proposito di variabili esterne ne approfitto per fare una confessione rischiando il ridicolo. la mia ambizione attuale e' quella di raffinare il synchronome abbastanza da riuscire a misurare le forze di marea, cosa che a mia conoscenza non e' mai riuscita a nessuno con un pendolo in aria. Ma solo ora ci sono dei computer di processo cosi' accessibili e non e' mai stato cosi' semplice trattare una cosi grande massa di dati.

Avatar utente
1972merlino
Messaggi: 1004
Iscritto il: lun 25 nov 2013, 19:03

Re: TIMER MINIMO

Messaggio da 1972merlino »

Ciao ,ti faccio i complimenti per la tua dedizione per i tuoi approfondimenti da laboratorio , sei per me lontano anni luce ,io non saprei da dove cominciare %%$%%
Se magari hai qualche lavoretto con arduino già svezzato pubblicalo
l'invincibile non è quello che vince sempre ma quello che anche se perde non è vinto mai

Avatar utente
oscar
Messaggi: 204
Iscritto il: mer 10 gen 2018, 13:36
Località: venezia

Re: TIMER MINIMO

Messaggio da oscar »

Una cosa positiva del maltempo è che permette di misurare la sensibilità del proprio orologio alle fluttuazioni di pressione, nel mio caso intorno a 0,5 μs / mbar per un periodo di 2 s.
La temperatura sembra essere un effetto trascurabile rispetto alla pressione in una casa con riscaldamento e termostato. Presto riceverò dalla Cina uno scaldabagno per acquari da 10 W che mi permetterà di eseguire test di modulazione della temperatura e quantificare esattamente la sensibilita' del synchronome. Ad ora sembra vero quello che han riportato altri, la causa preponderante degli errori di quest'orologio sembra essere la variazione di pressione atmosferica.
period vs pressure.jpg
period vs pressure.jpg (77.61 KiB) Visto 1525 volte
L'altro giorno un amico mi ha invitato a cena, la porta della sua cucina era tenuta aperta da un proiettile da cannone circa del peso del mio pendolo, di tungsteno.
Ho chiesto se me lo prestava per testare la sensibilità del mio orologio alla pressione con un peso di materiale più denso del ferro. Non sono sicuro che abbia capito cosa intendevo, ma ha accettato e presto faro' anche l'esperimento, il tungsteno è due volte più denso dell'acciaio, una grande differenza in galleggiamento e aerodinamica.
Per gli amanti della teoria, ho ripetuto l'esperimento dello spostamento laterale della sospensione descritto in precedenza, spostamento del tempo dell'impulso, e ottengo lo stesso risultato, una risposta da funzione pari attorno al "punto centrale".
L'errore tangente dovrebbe dare una risposta dispari e invertire il segno del picco nella variazione del periodo quando si attraversa la posizione centrale.
L'errore circolare produrrebbe una risposta da funzione pari, consistente con quanto osservo, ma nel mio caso implicherebbe un effetto troppo grande per la variazione di energia che misuro simultaneamente.
Presto sarò in grado di sperimentare il trigger computerizzato, una semplificazione che spero aiutera' a illuminare quest'aspetto crucciale agli effetti della regolarità dell'orologio.

Avatar utente
carlo
Site Admin
Messaggi: 7555
Iscritto il: gio 23 feb 2006, 10:19
Località: Bella Liguria - Lavagna
Contatta:

Re: TIMER MINIMO

Messaggio da carlo »

Un copia e incolla dello stesso identico messaggio....quello proprio no! Grazie per aver partecipato al forum.

viewtopic.php?f=2&t=1805

Cordialità.
Carlo
The best is yet to come
cchiù lluonga è a pinsata, cchiù granni è a minchiata :lol:
_________________________________________________

Immagine

elenco dell'attrezzatura usata in vendita per orologiai hobbisti

Rispondi