Medidor de frecuencia Arduino con pantalla de 16 × 2

Medidor de frecuencia Arduino con pantalla de 16 × 2

En este artículo vamos a construir un medidor de frecuencia digital usando Arduino cuyas lecturas se mostrarán en una pantalla LCD de 16x2 y tendrán un rango de medición de 35 Hz a 1MHz.

Introducción

Siendo entusiastas de la electrónica, todos habríamos encontrado un punto en el que necesitamos medir la frecuencia en nuestros proyectos.



En ese momento nos habríamos dado cuenta de que un osciloscopio es una herramienta tan útil para medir la frecuencia. Pero todos sabemos que un osciloscopio es una herramienta cara que no todos los aficionados pueden permitirse y que el osciloscopio podría ser una herramienta excesiva para los principiantes.



Para superar el problema de la medición de la frecuencia, los aficionados no necesitan un osciloscopio costoso, solo necesitamos un medidor de frecuencia que pueda medir la frecuencia con una precisión razonable.

En este artículo vamos a hacer un medidor de frecuencia, que es simple de construir y amigable para principiantes, que incluso un novato en Arduino puede lograr con facilidad.



Antes de entrar en detalles constructivos, exploremos qué es la frecuencia y cómo se puede medir.

¿Qué es la frecuencia? (Para novatos)

Estamos familiarizados con el término frecuencia, pero ¿qué significa realmente?

Bueno, la frecuencia se define como el número de oscilaciones o ciclos por segundo. ¿Qué significa esta definición?



Significa el número de veces que la amplitud de 'algo' sube y baja en UN segundo. Por ejemplo, la frecuencia de la alimentación de CA en nuestra residencia: la amplitud de 'voltaje' ('algo' se reemplaza por 'voltaje') sube (+) y baja (-) en un segundo, que es 50 veces mayor en la mayoría de los países.

Un ciclo o una oscilación consta de arriba y abajo. Entonces, un ciclo / oscilación es la amplitud que va de cero a un pico positivo y vuelve a cero y va a un pico negativo y vuelve a cero.

'Período de tiempo' también es un término que se utiliza al tratar con la frecuencia. El período de tiempo es el tiempo necesario para completar 'un ciclo'. También es el valor inverso de la frecuencia. Por ejemplo, 50 Hz tiene un período de tiempo de 20 ms.

1/50 = 0.02 segundos o 20 milisegundos

A estas alturas ya tendrá alguna idea sobre la frecuencia y sus términos relacionados.

¿Cómo se mide la frecuencia?

Sabemos que un ciclo es una combinación de señal alta y baja. Para medir la duración de las señales altas y bajas, usamos 'pulseIn' en arduino. pulseIn (pin, HIGH) mide la duración de las señales altas y pulseIn (pin, LOW) mide la duración de las señales bajas. Se suma la duración del pulso de ambos, lo que da un período de tiempo de un ciclo.

A continuación, se calcula el período de tiempo determinado durante un segundo. Esto se hace mediante la siguiente fórmula:

Freq = 1000000 / período de tiempo en microsegundos

El período de tiempo de arduino se obtiene en microsegundos. El arduino no muestrea la frecuencia de entrada durante todo el segundo, pero predice la frecuencia con precisión analizando solo el período de tiempo de un ciclo.

Ahora sabes cómo el arduino mide y calcula la frecuencia.

El circuito:

El circuito consta de arduino, que es el cerebro del proyecto, pantalla LCD de 16x2, inversor IC 7404 y un potenciómetro para ajustar el contraste de pantalla LCD .

La configuración propuesta puede medir un rango de 35 Hz a 1 MHz.

Conexión de pantalla Arduino:

El diagrama anterior se explica por sí mismo, la conexión de cableado entre arduino y la pantalla es estándar y podemos encontrar conexiones similares en otros proyectos basados ​​en arduino y LCD.

Medidor de frecuencia Arduino con pantalla 16x2

El diagrama anterior consta del inversor IC 7404. La función del IC 7404 es eliminar el ruido de la entrada, de modo que el ruido no se propague a arduino, lo que podría dar lecturas falsas, y el IC 7404 puede tolerar picos de voltaje cortos que no pasarán a pines arduino. IC 7404 solo emite ondas rectangulares donde arduino puede medir fácilmente en comparación con ondas analógicas.

NOTA: La entrada máxima de pico a pico no debe exceder los 5V.

Programa:

|_+_|

Prueba del medidor de frecuencia:

Una vez que haya construido con éxito el proyecto, es necesario verificar si todo está funcionando bien. Tenemos que usar una frecuencia conocida para confirmar las lecturas. Para lograr esto, estamos utilizando la funcionalidad PWM incorporada de arduino que tiene una frecuencia de 490Hz.

En el programa, el pin # 9 está habilitado para dar 490Hz al 50% de ciclo de trabajo, el usuario puede tomar el cable de entrada del medidor de frecuencia e insertarlo en el pin # 9 de arduino como se muestra en la figura, podemos ver 490 Hz en la pantalla LCD (con cierta tolerancia), si el procedimiento mencionado fue exitoso, su medidor de frecuencia está listo para servirle experimentos.

Prototipo del autor:

Imagen de prototipo de medidor de frecuencia Arduino

El usuario también puede probar este prototipo de circuito de medidor de frecuencia Arduino utilizando un generador de frecuencia externo que se muestra en la imagen de arriba.




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