Penghitung frekuensi menggunakan arduino

Hampir setiap penghobi elektronik pasti pernah menghadapi skenario di mana dia harus mengukur frekuensi sinyal yang dihasilkan oleh jam atau penghitung atau pengatur waktu. Kita dapat menggunakan osiloskop untuk melakukan pekerjaan itu, tetapi tidak semua dari kita mampu membeli osiloskop. Kami dapat membeli peralatan untuk mengukur frekuensi tetapi semua perangkat ini mahal dan tidak untuk semua orang. Dengan pemikiran tersebut kita akan merancang Penghitung Frekuensi yang sederhana namun efisien menggunakan gerbang pemicu Arduino Uno dan Schmitt.

Ini Frekuensi Arduino Kontra adalah biaya efektif dan dapat dengan mudah dibuat, kita akan menggunakan UNO Arduino untuk mengukur frekuensi sinyal, UNO adalah jantung dari proyek di sini.

Untuk menguji Pengukur Frekuensi, kita akan membuat generator sinyal tiruan. Generator sinyal tiruan ini akan dibuat dengan menggunakan chip timer 555. Rangkaian pengatur waktu menghasilkan gelombang persegi yang akan diberikan ke UNO untuk pengujian.

Dengan semua yang ada, kita akan memiliki pengukur Frekuensi Arduino dan generator gelombang persegi. Arduino juga dapat digunakan untuk menghasilkan bentuk gelombang lain seperti gelombang sinus, gelombang gigi gergaji dll.

Komponen yang Diperlukan:

• IC timer 555 dan gerbang pemicu Schmitt 74LS14 atau gerbang NOT.
• Resistor 1K Ω (2 buah), resistor 100Ω
• Kapasitor 100nF (2 buah), kapasitor 1000µF
• 16 * 2 LCD,
• Panci 47KΩ,
• Breadboard dan beberapa konektor.

Penjelasan Sirkuit:

Diagram rangkaian Pengukuran Frekuensi menggunakan Arduino ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Rangkaiannya sederhana, LCD dihubungkan dengan Arduino untuk menampilkan frekuensi sinyal yang diukur. 'Input Gelombang' akan dikirim ke Sirkuit Generator Sinyal, dari mana kami memberi sinyal ke Arduino. Gerbang pemicu Schmitt (IC 74LS14) digunakan untuk memastikan bahwa hanya gelombang persegi panjang yang diumpankan ke Arduino. Untuk menyaring kebisingan kami telah menambahkan beberapa kapasitor di seluruh daya. Pengukur Frekuensi ini dapat mengukur frekuensi hingga 1 MHz.

Rangkaian pembangkit sinyal dan pemicu Schmitt telah dijelaskan di bawah ini.

Generator Sinyal menggunakan IC Timer 555:

Pertama-tama kita akan berbicara tentang generator gelombang persegi berbasis IC 555, atau harus saya katakan 555 Multivibrator Astabil. Rangkaian ini diperlukan karena, dengan Pengukur Frekuensi di tempat kita harus memiliki sinyal yang frekuensinya diketahui. Tanpa sinyal itu kita tidak akan pernah bisa mengetahui cara kerja Pengukur Frekuensi. Jika kita memiliki kuadrat yang memiliki frekuensi yang diketahui, kita dapat menggunakan sinyal itu untuk menguji Pengukur Frekuensi Arduino Uno dan kita dapat men-tweaknya untuk penyesuaian akurasi, jika terjadi penyimpangan. Gambar Signal Generator menggunakan IC Timer 555 diberikan di bawah ini:

Sirkuit tipikal 555 dalam mode Astable diberikan di bawah ini, dari mana kami telah menurunkan Sirkuit Generator Sinyal yang diberikan di atas.

Frekuensi sinyal keluaran tergantung pada RA, resistor RB dan kapasitor C. Persamaan diberikan sebagai, Frekuensi (F) = 1 / (Jangka waktu) = 1,44 / ((RA + RB * 2) * C).

Di sini RA dan RB adalah nilai resistansi dan C adalah nilai kapasitansi. Dengan meletakkan nilai resistansi dan kapasitansi pada persamaan di atas kita mendapatkan frekuensi gelombang persegi keluaran.

Dapat dilihat bahwa RB dari diagram di atas diganti dengan pot di Sirkuit Generator Sinyal; Hal ini dilakukan agar kita bisa mendapatkan gelombang persegi frekuensi variabel pada keluaran untuk pengujian yang lebih baik. Untuk mempermudah, seseorang dapat mengganti pot dengan resistor sederhana.

Gerbang Pemicu Schmitt:

Kita tahu bahwa semua sinyal pengujian bukanlah gelombang persegi atau persegi panjang. Kami memiliki gelombang segitiga, gelombang gigi, gelombang sinus, dan sebagainya. Dengan UNO yang hanya dapat mendeteksi gelombang persegi atau persegi panjang, kami memerlukan perangkat yang dapat mengubah sinyal apa pun menjadi gelombang persegi panjang, oleh karena itu kami menggunakan Gerbang Pemicu Schmitt. Gerbang pemicu Schmitt adalah gerbang logika digital, dirancang untuk operasi aritmatika dan logika.

Gerbang ini menyediakan OUTPUT berdasarkan level tegangan INPUT. Schmitt Trigger memiliki level tegangan THERSHOLD, ketika sinyal INPUT yang diterapkan ke gerbang memiliki level tegangan yang lebih tinggi dari THRESHOLD gerbang logika, OUTPUT menjadi TINGGI. Jika level sinyal tegangan INPUT lebih rendah dari THRESHOLD, OUTPUT gerbang akan menjadi RENDAH. Kami biasanya tidak mendapatkan pemicu Schmitt secara terpisah, kami selalu memiliki gerbang NOT setelah pemicu Schmitt. Cara kerja Pemicu Schmitt dijelaskan di sini: Gerbang Pemicu Schmitt

Kami akan menggunakan chip 74LS14, chip ini memiliki 6 gerbang Schmitt Trigger di dalamnya. Gerbang ENAM ini terhubung secara internal seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

The Truth Table gerbang Inverted Schmitt Trigger adalah acara di bawah angka, dengan ini kita harus memprogram UNO untuk membalik periode waktu positif dan negatif pada terminal.

Sekarang kita akan memasukkan semua jenis sinyal ke gerbang ST, kita akan memiliki gelombang persegi panjang periode waktu terbalik pada output, kita akan memberi sinyal ini ke UNO.

Penjelasan Kode Penghitung Frekuensi Arduino:

Kode untuk pengukuran frekuensi ini menggunakan Arduino cukup sederhana dan mudah dimengerti. Di sini kami menjelaskan fungsi pulseIn yang terutama bertanggung jawab untuk mengukur frekuensi. Uno memiliki fungsi khusus pulseIn , yang memungkinkan kita menentukan durasi status positif atau durasi status negatif dari gelombang persegi panjang tertentu:

Htime = pulseIn (8, HIGH); Ltime = pulseIn (8, LOW);

Fungsi yang diberikan mengukur waktu di mana level Tinggi atau Rendah hadir di PIN8 dari Uno. Jadi dalam satu siklus gelombang, kita akan memiliki durasi untuk level positif dan negatif dalam detik Mikro. Fungsi pulseIn mengukur waktu dalam mikro detik. Dalam sinyal yang diberikan, kami memiliki waktu tinggi = 10mS dan waktu rendah = 30ms (dengan frekuensi 25 HZ). Jadi 30000 akan disimpan dalam integer Ltime dan 10000 dalam Htime. Ketika kita menambahkannya bersama-sama kita akan memiliki Durasi Siklus, dan dengan membalikkannya kita akan memiliki Frekuensi.

Kode dan video lengkap untuk Pengukur Frekuensi ini menggunakan Arduino diberikan di bawah ini.