Progettare un Bike-Computer con il MAXQ2000

L'obiettivo di questo articolo è quello di approfondire un'applicazione della famiglia di microcontrollori MAXQ2000 relativa ad un vero e proprio computer da bicicletta che include le informazioni su: velocità, orario, temperatura, umidità, battito cardiaco e cronometro. Per gli amanti di elettronica e ciclismo che non resistono al fai da te, questo progetto è veramente imperdibile.

MAXQ2000

MAXQ2000 è una famiglia di microcontrollori a 16 bit della Maxim Integrated dedicati ad applicazioni embedded low power. Integrato nel microcontrollore troviamo un LCD controller, una porta SPI, un real time clock, due UART e una unità hardware di moltiplicazione e accumulazione (MAC). Il tutto abbinato ad un numero di general purpose I/O notevole, in grado di soddisfare tantissime applicazioni. La particolarità di questa famiglia di microcontrollori è la capacità di eseguire moltissime operazioni in un piccolo lasso di tempo (grazie al core singolo e alle modalità di low power), questo consente all'MAXQ2000 di essere una scelta ideale per dispositivi a batteria. Originariamente questa famiglia di microcontrollori era nata per applicazioni di misura del glucosio nel sangue ma con il tempo il suo utilizzo si è esteso a numerosi altri dispositivi portatili invadendo settori industriali, dell'elettronica di consumo e dell'automazione domestica.

L'LCD del MAXQ2000 supporta fino a 132 segmenti, a sufficienza per il progetto del bike-computer, e ha un RTC integrato che permetterà di effettuare le funzionalità di orologio e cronometro. Per la misura della temperatura e dell'umidità ci si può far aiutare dal DS1923 che in autonomia registra l'andamento delle due grandezze. Le altre due funzionalità base del bike-computer, ossia la misura della velocità e del battito cardiaco, meritano una discussione un po' più approfondita.

Per la misura della velocità di utilizza un magnete ed il contatore DS2423 con interfaccia 1-wire. Il magnete viene posizionato sulla ruota della bicicletta ed ad ogni giro il DS2423 riceve un impulso che ne incrementa il conteggio. Ricavare il numero di giri rimane solo una questione matematica, o di geometria per la precisione. Per misurare il battito cardiaco è stata sfruttata una classica fascia da petto. Solitamente questi dispositivi sono abbinati ad un orologio o polsiera che visualizza il valore rilevato dal sensore posizionato sul petto. Il sensore trasmette un impulso a 5kHz ad ogni battito (anziché utilizzare l'orologio per rilevarlo si può costruire un avvolgimento che sia in grado di catturarlo). Qualche stadio di elaborazione ad operazionali utile a filtrare ed amplificare il segnale e poi il segnale ottenuto può essere dato in ingresso ad un pin di un microcontrollore per la misura.

Realizzazione del prototipo

Per prototipare il ciclo-computer, il MAXQ2000 Evaluation Kit (figura 1) è un ottimo punto di partenza, infatti abbiamo a disposizione un display LCD, due pulsanti e tutti gli I/O necessari per collegare DS1923, DS2423 e il circuito di misura del battito cardiaco. Una volta completata la prototipazione veloce grazie all'evaluation kit sarà possibile costruire una scheda dedicata che quindi potrà avere anche dimensioni e forma che più si adattano ad essere integrate nella bicicletta. Non bisogna dimenticare durante la realizzazione del software che si tratta di una applicazione batterizzata, quindi dovrà essere efficiente in termini di corrente consumata. Per questo motivo MAXQ2000 deve essere messo in low power stop mode appena possibile per [...]

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2 Commenti

  1. Maurizio Di Paolo Emilio Maurizio Di Paolo Emilio 4 gennaio 2019
  2. Doc77 Doc77 9 gennaio 2019

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