Il circuito
Il cuore di tutto il circuito è il PIC12F675 opportunamente programmato. Questo piccolo
microprocessore, oltre a funzionare egregiamente fino a soli 2V (e anche meno), ha un
oscillatore interno ed un convertitore analogico-digitale commutabile su diversi piedini,
consentendo di ridurre molto le dimensioni del circuito.
Il diodo zener D2 fornisce una tensione "quasi stabile" al Pic. In realtà, al variare
della tensione di batteria, varia leggermente anche la tensione ai capi dello Zener, e con
una sola cella, quando la tensione è bassa, ben presto il diodo diventa praticamente inutile,
portando la tensione ai capi del pic quasi proporzionale a quella di batteria.
Le Resistenze R6 ed R5, fanno da partitore per ridurre la tensione ad un livello inferiore a
quella di alimentazione del PIC in modo che possa essere regolarmente letta.
I valori resistivi alti, garantiscono anche l'integrità dell'ingresso del PIC, visto il
rumore che spesso viene generato dal motore e/o regolatore.
I transistor Q1,Q2, insieme ad R2, costituiscono un semplice generatore di corrente
costante (20mA circa), in modo da fornire sempre la massima corrente in range di sicurezza
per il Led anche con lampeggi prolungati o continui.
In caso di inversione di polarità, lo Zener D2, direttamente polarizzato, causa una
caduta di appena 0,6-0,7V, ed il resto della tensione cade sulle resistenze R3 ed R4. Il
pic si trova alimentato con -0,6V che è una tensione inversa che non provoca danni permanenti.
Il diodo Led polarizzato inversamente si oppone al passaggio di corrente, pertanto tutto
lo stadio finale rimane al sicuro.
Ovviamente, nulla funziona fino al ripristino della corretta polarità.
La resistenza serie allo Zener (R3+R4) è stata scomposta in due resistenze per dissipare
adeguatamente il calore in caso di alimentazione con 3 e 4 celle.
La maggior complessità risiede nel software...
All'interno della memoria, vengono memorizzate due piccole tabelle:
valori di soglia per la determinazione delle celle (con relativi trigger).
valori di soglia per la determinazione di celle scariche (con relativi trigger).
I valori delle tabelle sono state ricavate sperimentalmente in base ad un preciso diodo Zener.
Se si cambia lo Zener, la curva caratteristica di esso cambia e pertanto anche i valori
delle tabelle non saranno più validi, portando ad errate determinazioni delle soglie reali.
All'accensione, viene acceso temporaneamente il Led per segnalare che il circuito è
alimentato e si sfrutta questo tempo e del tempo ulteriore per attendere che i servi
si posizionino e i regolatori emettano eventuali beep tramite il motore. Quando si presume
che tutto questo sia finito, e quindi la batteria non sia sotto carico, in particolare sotto
carichi induttivi ( del motore e servi), il PIC inizia a leggere ad intervalli regolari
la tensione. Inoltre subito dopo lo spegnimento del Led viene controllato se è richiesta
la (ri)taratura, ma di questo si parlerà nell'apposita sezione.
Il PIC, esegue ben 256 letture di tensione e viene fatta la media del valore rilevato. Viene
poi confrontato con i valori della prima tabella e quindi determina quante celle
stanno alimentando il circuito.
A seconda del numero di celle rilevate, viene fatto lampeggiare il LED "n. celle rilevate" volte.
A questo punto viene fatta una pausa di circa 3 secondi, per evitare che in caso di celle scariche,
il lampeggio di allarme e il lampeggio di detect risultino attaccati, impedendo all'utente di
capire con precisione quante celle sono state rilevate.
Il LiPoly monitor è pronto. Ancora una volta, vengono eseguiti ciclicamente "pacchetti" di 256
misure, dal quale si ricava il valore medio, così si filtrano eventuali bruschi cambiamenti
di tensione dovuto alle commutazioni dei regolatori. Il valore ricavato viene costantemente
confrontato con la parte di tabella relativa al numero di celle rilevate e quando il confronto
indica la batteria scarica, inizia il lampeggio. Più lo scostamento fra il valore misurato e
il valore in tabella è alto, più la frequenza di lampeggio è alta. Sono previsti fino a 10
frequenze (compreso lo spento :P) per 2,3,4 celle. Anche per una cella, sono previsti via software
10 frequenze, ma sotto i 2,7-2,8 Volt, i bilanci energetici del circuito sono gravemente
influenzati dalla curva dello zener che si trova a funzionare in modo poco lineare e quindi,
normalmente si riescono ad ottenere solo 4-5 frequenza diverse. Scendendo ulteriormente, si
rischia di non vedere aumentare la frequenza di lampeggio. E' anche vero comunque che l'obiettivo
di allarme a 3V non è mancato e quindi il circuito risulta comunque utile, in particolare per
gli F3K o modelli da pendio che vogliono utilizzare una sola cella per alimentare i servi.
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