Arduino-frequentiemeter met 16 × 2-display

Probeer Ons Instrument Voor Het Oplossen Van Problemen





In dit artikel gaan we een digitale frequentiemeter bouwen met Arduino waarvan de meetwaarden worden getoond op een 16x2 LCD-scherm en een meetbereik hebben van 35 Hz tot 1 MHz.

Invoering

Als elektronicafanaat zouden we allemaal een punt zijn tegengekomen waarop we de frequentie in onze projecten moeten meten.



Op dat moment hadden we ons gerealiseerd dat een oscilloscoop zo'n handig hulpmiddel is om frequentie te meten. Maar we weten allemaal dat een oscilloscoop een duur hulpmiddel is, dat niet alle hobbyisten zich er een kunnen veroorloven en dat een oscilloscoop misschien een overdreven hulpmiddel is voor beginners.

Om het probleem van het meten van frequentie op te lossen, hebben hobbyisten geen dure oscilloscoop nodig, we hebben alleen een frequentiemeter nodig die de frequentie met redelijke nauwkeurigheid kan meten.



In dit artikel gaan we een frequentiemeter maken, die eenvoudig te construeren en beginnersvriendelijk is, zelfs niemand in Arduino kan dit gemakkelijk bereiken.

Laten we, voordat we ingaan op constructieve details, onderzoeken wat frequentie is en hoe deze kan worden gemeten.

Wat is frequentie? (Voor noobs)

We zijn bekend met de term frequentie, maar wat betekent het eigenlijk?

Welnu, frequentie wordt gedefinieerd als het aantal oscillaties of cycli per seconde. Wat houdt deze definitie in?

Het betekent het aantal keren dat de amplitude van 'iets' in EEN seconde op en neer gaat. Bijvoorbeeld de frequentie van wisselstroom in onze woning: de amplitude van 'spanning' ('iets' wordt vervangen door 'spanning') gaat in één seconde omhoog (+) en omlaag (-), wat in de meeste landen 50 keer is.

Een cyclus of een oscillatie bestaat uit op en neer. Dus één cyclus / oscillatie is dat de amplitude van nul naar een positieve piek gaat en terug naar nul gaat en naar een negatieve piek gaat en terugkeert naar nul.

'Tijdsperiode' is ook een term die wordt gebruikt bij het omgaan met frequentie. De tijdsperiode is de tijd die nodig is om 'één cyclus' te voltooien. Het is ook de omgekeerde waarde van frequentie. 50 Hz heeft bijvoorbeeld een tijdsperiode van 20 ms.

1/50 = 0,02 seconde of 20 milliseconde

Inmiddels zou je een idee hebben over frequentie en de gerelateerde termen.

Hoe frequentie wordt gemeten?

We weten dat één cyclus een combinatie is van een hoog en een laag signaal. Om de duur van hoge en lage signalen te meten, gebruiken we 'pulseIn' in arduino. pulseIn (pin, HIGH) meet de duur van hoge signalen en pulseIn (pin, LOW) meet de duur van lage signalen. De pulsduur van beide wordt opgeteld, wat een tijdsperiode van één cyclus oplevert.

De bepaalde tijdsperiode wordt dan berekend voor één seconde. Dit wordt gedaan door de volgende formule:

Freq = 1000000 / tijdsperiode in microseconden

De tijdsperiode van arduino wordt verkregen in microseconden. De arduino bemonstert de ingangsfrequentie niet gedurende een hele seconde, maar voorspelt de frequentie nauwkeurig door slechts de tijdsperiode van één cyclus te analyseren.

Nu weet je hoe de arduino meet en de frequentie berekent.

Het circuit:

Het circuit bestaat uit Arduino, het brein van het project, 16x2 LCD-display, IC 7404-omvormer en een potentiometer voor het aanpassen van het contrast van LCD scherm ​

De voorgestelde opstelling kan variëren van 35Hz tot 1 MHz.

Arduino display-aansluiting:

Het bovenstaande diagram spreekt voor zich, de bedradingsverbinding tussen arduino en display is standaard en we kunnen vergelijkbare verbindingen vinden op andere arduino en LCD-gebaseerde projecten.

Arduino-frequentiemeter met 16x2-display

Het bovenstaande diagram bestaat uit omvormer IC 7404. De rol van IC 7404 is om ruis van de input te elimineren, zodat de ruis zich niet voortplant naar Arduino, wat onjuiste metingen kan geven en IC 7404 kan een korte piekspanning tolereren die niet naar arduino pinnen. IC 7404 voert alleen rechthoekige golven uit waar arduino gemakkelijk kan meten en vergelijken met analoge golven.

OPMERKING: De maximale piek-tot-piekingang mag niet hoger zijn dan 5V.

Programma:

Testen van de frequentiemeter:

Nadat u het project met succes heeft gebouwd, is het noodzakelijk om te controleren of alles goed werkt. We moeten een bekende frequentie gebruiken om de metingen te bevestigen. Om dit te bereiken, gebruiken we de ingebouwde PWM-functionaliteit van Arduino met een frequentie van 490Hz.

In het programma is pin # 9 ingeschakeld om 490Hz te geven bij een werkcyclus van 50%, de gebruiker kan de ingangsdraad van de frequentiemeter pakken en in pin # 9 van Arduino steken, zoals weergegeven in de afbeelding, we kunnen 490 Hz zien op het LCD-scherm (met enige tolerantie), als de genoemde procedure succesvol was, staat uw frequentiemeter klaar om u experimenten te dienen.

Prototype van de auteur:

Prototype afbeelding van Arduino-frequentiemeter

De gebruiker kan dit prototype van dit Arduino-frequentiemetercircuit ook testen met behulp van een externe frequentiegenerator die in de bovenstaande afbeelding wordt weergegeven.




Een paar: Arduino Pure Sine Wave-omvormercircuit met volledige programmacode Volgende: Een enkelkanaals oscilloscoop maken met Arduino