Fréquencemètre Arduino utilisant un écran 16 × 2

Dans cet article, nous allons construire un fréquencemètre numérique utilisant Arduino dont les lectures seront présentées sur un écran LCD 16x2 et auront une plage de mesure de 35 Hz à 1 MHz.

introduction

Étant passionnés d'électronique, nous serions tous tombés sur un point où nous devons mesurer la fréquence dans nos projets.

À ce stade, nous aurions réalisé qu'un oscilloscope est un outil si utile pour mesurer la fréquence. Mais nous savons tous qu'un oscilloscope est un outil coûteux que tous les amateurs ne peuvent pas se permettre et l'oscilloscope peut être un outil excessif pour les débutants.

Pour surmonter le problème de la mesure de la fréquence, les amateurs n'ont pas besoin d'un oscilloscope coûteux, nous avons juste besoin d'un fréquencemètre capable de mesurer la fréquence avec une précision raisonnable.

Dans cet article, nous allons créer un fréquencemètre, simple à construire et convivial pour les débutants, même les noob dans Arduino peuvent le faire facilement.

Avant d'entrer dans les détails de construction, explorons ce qu'est la fréquence et comment elle peut être mesurée.

Qu'est-ce que la fréquence? (Pour noobs)

Nous connaissons le terme fréquence, mais que signifie-t-il vraiment?

Eh bien, la fréquence est définie comme le nombre d'oscillations ou de cycles par seconde. Que signifie cette définition?

Cela signifie le nombre de fois où l'amplitude de «quelque chose» monte et descend en UNE seconde. Par exemple, la fréquence du courant alternatif chez nous: l’amplitude de la «tension» («quelque chose» est remplacé par «tension») augmente (+) et diminue (-) en une seconde, soit 50 fois dans la plupart des pays.

Un cycle ou une oscillation comprend le haut et le bas. Donc, un cycle / oscillation est l'amplitude va de zéro à un pic positif et revient à zéro et passe à un pic négatif et revient à zéro.

«Période de temps» est également un terme utilisé pour traiter de la fréquence. La période de temps est le temps nécessaire pour effectuer «un cycle». C'est aussi la valeur inverse de la fréquence. Par exemple, 50 Hz a une période de 20 ms.

1/50 = 0,02 seconde ou 20 milliseconde

À présent, vous auriez une idée de la fréquence et des termes associés.

Comment la fréquence est-elle mesurée?

Nous savons qu'un cycle est une combinaison de signal haut et bas. Pour mesurer la durée des signaux hauts et bas, nous utilisons «pulseIn» dans arduino. pulseIn (pin, HIGH) mesure la durée des signaux hauts et pulseIn (pin, LOW) mesure la durée des signaux bas. La durée d'impulsion des deux est ajoutée, ce qui donne une période de temps d'un cycle.

La période de temps déterminée est ensuite calculée pendant une seconde. Cela se fait par la formule suivante:

Fréq = 1000000 / période en microsecondes

La période de temps d'arduino est obtenue en microsecondes. L’arduino n’échantillonne pas la fréquence d’entrée pendant une seconde entière, mais il prévoit la fréquence avec précision en n’analysant qu’une période de temps d’un cycle.

Vous savez maintenant comment l'arduino mesure et calcule la fréquence.

Le circuit:

Le circuit se compose d'arduino qui est le cerveau du projet, d'un écran LCD 16x2, d'un onduleur IC 7404 et d'un potentiomètre pour régler le contraste de affichage LCD .

La configuration proposée peut mesurer de 35 Hz à 1 MHz.

Connexion d'affichage Arduino:

Le schéma ci-dessus est explicite, la connexion de câblage entre arduino et écran est standard et nous pouvons trouver des connexions similaires sur d'autres projets basés sur arduino et LCD.

Le diagramme ci-dessus se compose de l'onduleur IC 7404. Le rôle de l'IC 7404 est d'éliminer le bruit de l'entrée, de sorte que le bruit ne se propage pas à arduino, ce qui pourrait donner de fausses lectures et IC 7404 peut tolérer une tension de pointe courte qui ne passera pas à broches Arduino. IC 7404 ne produit que des ondes rectangulaires où Arduino peut mesurer facilement par rapport aux ondes analogiques.

REMARQUE: L'entrée crête à crête maximale ne doit pas dépasser 5V.

Programme:

//-----Program Developed by R.Girish-----//
#include
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2)
int X
int Y
float Time
float frequency
const int input = A0
const int test = 9
void setup()
{
pinMode(input,INPUT)
pinMode(test, OUTPUT)
lcd.begin(16, 2)
analogWrite(test,127)
}
void loop()
{
lcd.clear()
lcd.setCursor(0,0)
lcd.print('Frequency Meter')
X=pulseIn(input,HIGH)
Y=pulseIn(input,LOW)
Time = X+Y
frequency=1000000/Time
if(frequency<=0)
{
lcd.clear()
lcd.setCursor(0,0)
lcd.print('Frequency Meter')
lcd.setCursor(0,1)
lcd.print('0.00 Hz')
}
else
{
lcd.setCursor(0,1)
lcd.print(frequency)
lcd.print(' Hz')
}
delay(1000)
}
//-----Program Developed by R.Girish-----//

Test du fréquencemètre:

Une fois que vous avez construit le projet avec succès, il est nécessaire de vérifier si tout fonctionne correctement. Nous devons utiliser une fréquence connue pour confirmer les lectures. Pour ce faire, nous utilisons la fonctionnalité PWM intégrée d’arduino qui a une fréquence de 490 Hz.

Dans le programme, la broche n ° 9 est activée pour donner 490Hz à un cycle de service de 50%, l'utilisateur peut saisir le fil d'entrée du fréquencemètre et l'insérer dans la broche n ° 9 de l'arduino comme indiqué sur la figure, nous pouvons voir 490 Hz sur l'écran LCD (avec une certaine tolérance), si la procédure mentionnée a réussi, votre fréquencemètre est prêt à vous servir des expériences.

Prototype de l'auteur:

L'utilisateur peut également tester ce prototype de circuit de compteur de fréquence Arduino en utilisant un générateur de fréquence externe qui est illustré dans l'image ci-dessus.