Arduino ఉపయోగించి ఫ్రీక్వెన్సీ కౌంటర్

దాదాపు ప్రతి ఎలక్ట్రానిక్ అభిరుచి గల వ్యక్తి తప్పనిసరిగా గడియారం లేదా కౌంటర్ లేదా టైమర్ ద్వారా ఉత్పత్తి అయ్యే సిగ్నల్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీని కొలవాలి. మేము పని చేయడానికి ఓసిల్లోస్కోప్‌ను ఉపయోగించవచ్చు, కాని మనమందరం ఓసిల్లోస్కోప్‌ను భరించలేము. ఫ్రీక్వెన్సీని కొలవడానికి మేము పరికరాలను కొనుగోలు చేయవచ్చు కాని ఈ పరికరాలన్నీ ఖరీదైనవి మరియు అందరికీ కాదు. దీన్ని దృష్టిలో ఉంచుకుని మేము ఆర్డునో యునో మరియు ష్మిట్ ట్రిగ్గర్ గేట్‌ను ఉపయోగించి సరళమైన ఇంకా సమర్థవంతమైన ఫ్రీక్వెన్సీ కౌంటర్‌ను రూపొందించబోతున్నాం.

ఈ ఆర్డునో ఫ్రీక్వెన్సీ కౌంటర్ ఖర్చుతో కూడుకున్నది మరియు సులభంగా తయారు చేయవచ్చు, సిగ్నల్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీని కొలిచేందుకు మేము ARDUINO UNO ని ఉపయోగించబోతున్నాము, UNO ఇక్కడ ప్రాజెక్ట్ యొక్క గుండె.

ఫ్రీక్వెన్సీ మీటర్‌ను పరీక్షించడానికి, మేము డమ్మీ సిగ్నల్ జెనరేటర్‌ను తయారు చేయబోతున్నాం. ఈ డమ్మీ సిగ్నల్ జెనరేటర్ 555 టైమర్ చిప్ ఉపయోగించి తయారు చేయబడుతుంది. టైమర్ సర్క్యూట్ ఒక చదరపు తరంగాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది, ఇది పరీక్ష కోసం UNO కి అందించబడుతుంది.

ప్రతిదానితో మనకు ఆర్డునో ఫ్రీక్వెన్సీ మీటర్ మరియు స్క్వేర్ వేవ్ జెనరేటర్ ఉంటుంది. సైన్ వేవ్, సా టూత్ వేవ్ వంటి ఇతర తరంగ రూపాలను ఉత్పత్తి చేయడానికి కూడా ఆర్డునోను ఉపయోగించవచ్చు.

అవసరమైన భాగాలు:

• 555 టైమర్ IC మరియు 74LS14 ష్మిట్ ట్రిగ్గర్ గేట్ లేదా NOT గేట్.
• 1 కె Ω రెసిస్టర్ (2 ముక్కలు), 100Ω రెసిస్టర్
• 100nF కెపాసిటర్ (2 ముక్కలు), 1000µF కెపాసిటర్
• 16 * 2 ఎల్‌సిడి,
• 47KΩ కుండ,
• బ్రెడ్‌బోర్డ్ మరియు కొన్ని కనెక్టర్లు.

సర్క్యూట్ వివరణ:

ఆర్డునో ఉపయోగించి ఫ్రీక్వెన్సీ కొలత యొక్క సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం క్రింద ఉన్న చిత్రంలో చూపబడింది. సర్క్యూట్ సులభం, సిగ్నల్ యొక్క కొలిచిన పౌన frequency పున్యాన్ని ప్రదర్శించడానికి ఒక ఎల్‌సిడిని ఆర్డునోతో ఇంటర్‌ఫేస్ చేస్తారు. 'వేవ్ ఇన్పుట్' సిగ్నల్ జనరేటర్ సర్క్యూట్కు వెళుతుంది, దాని నుండి మేము ఆర్డునోకు సిగ్నల్ తింటున్నాము. ఆర్డినోకు దీర్ఘచతురస్రాకార తరంగం మాత్రమే అందించబడుతుందని నిర్ధారించడానికి ష్మిట్ ట్రిగ్గర్ గేట్ (IC 74LS14) ఉపయోగించబడుతుంది. శబ్దాన్ని ఫిల్టర్ చేయడానికి మేము శక్తి అంతటా రెండు కెపాసిటర్లను జోడించాము. ఈ ఫ్రీక్వెన్సీ మీటర్ 1 MHz వరకు పౌన encies పున్యాలను కొలవగలదు.

సిగ్నల్ జెనరేటర్ సర్క్యూట్ మరియు ష్మిట్ ట్రిగ్గర్ క్రింద వివరించబడ్డాయి.

555 టైమర్ IC ఉపయోగించి సిగ్నల్ జనరేటర్:

మొదట మనం 555 ఐసి ఆధారిత స్క్వేర్ వేవ్ జెనరేటర్ గురించి మాట్లాడుతాము, లేదా నేను 555 అస్టేబుల్ మల్టీవైబ్రేటర్ అని చెప్పాలి. ఈ సర్క్యూట్ అవసరం ఎందుకంటే, ఫ్రీక్వెన్సీ మీటర్ స్థానంలో మన పౌన frequency పున్యం మనకు తెలిసిన సిగ్నల్ ఉండాలి. ఆ సిగ్నల్ లేకుండా ఫ్రీక్వెన్సీ మీటర్ యొక్క పనిని మేము ఎప్పటికీ చెప్పలేము. మనకు తెలిసిన పౌన frequency పున్యం ఉన్న చతురస్రం ఉంటే, ఆర్డ్యునో యునో ఫ్రీక్వెన్సీ మీటర్‌ను పరీక్షించడానికి మేము ఆ సిగ్నల్‌ని ఉపయోగించవచ్చు మరియు ఏదైనా వ్యత్యాసాల విషయంలో ఖచ్చితత్వం కోసం సర్దుబాట్ల కోసం దాన్ని సర్దుబాటు చేయవచ్చు. 555 టైమర్ ఐసిని ఉపయోగించి సిగ్నల్ జనరేటర్ యొక్క చిత్రం క్రింద ఇవ్వబడింది:

అస్టేబుల్ మోడ్‌లో 555 యొక్క సాధారణ సర్క్యూట్ క్రింద ఇవ్వబడింది, దీని నుండి మేము పైన ఇచ్చిన సిగ్నల్ జనరేటర్ సర్క్యూట్‌ను పొందాము.

అవుట్పుట్ సిగ్నల్ ఫ్రీక్వెన్సీ RA, RB రెసిస్టర్లు మరియు కెపాసిటర్ C. పై ఆధారపడి ఉంటుంది. సమీకరణం ఇలా ఇవ్వబడుతుంది, ఫ్రీక్వెన్సీ (F) = 1 / (కాల వ్యవధి) = 1.44 / ((RA + RB * 2) * C).

ఇక్కడ RA మరియు RB నిరోధక విలువలు మరియు C కెపాసిటెన్స్ విలువ. పై సమీకరణంలో నిరోధకత మరియు కెపాసిటెన్స్ విలువలను ఉంచడం ద్వారా మనకు అవుట్పుట్ స్క్వేర్ వేవ్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ లభిస్తుంది.

పై రేఖాచిత్రం యొక్క RB సిగ్నల్ జనరేటర్ సర్క్యూట్లో ఒక కుండ ద్వారా భర్తీ చేయబడిందని చూడవచ్చు; మెరుగైన పరీక్ష కోసం అవుట్పుట్ వద్ద వేరియబుల్ ఫ్రీక్వెన్సీ స్క్వేర్ వేవ్ పొందగలిగేలా ఇది జరుగుతుంది. సరళత కోసం, కుండను సాధారణ రెసిస్టర్‌తో భర్తీ చేయవచ్చు.

ష్మిత్ ట్రిగ్గర్ గేట్:

అన్ని పరీక్ష సంకేతాలు చదరపు లేదా దీర్ఘచతురస్రాకార తరంగాలు కాదని మాకు తెలుసు. మనకు త్రిభుజాకార తరంగాలు, దంత తరంగాలు, సైన్ తరంగాలు మొదలైనవి ఉన్నాయి. UNO చదరపు లేదా దీర్ఘచతురస్రాకార తరంగాలను మాత్రమే గుర్తించగలిగేటప్పుడు, దీర్ఘచతురస్రాకార తరంగాలకు ఏదైనా సంకేతాలను మార్చగల పరికరం మాకు అవసరం, అందువలన మేము ష్మిట్ ట్రిగ్గర్ గేట్‌ను ఉపయోగిస్తాము. ష్మిట్ ట్రిగ్గర్ గేట్ అనేది డిజిటల్ లాజిక్ గేట్, ఇది అంకగణిత మరియు తార్కిక కార్యకలాపాల కోసం రూపొందించబడింది.

ఈ గేట్ INPUT వోల్టేజ్ స్థాయి ఆధారంగా OUTPUT ను అందిస్తుంది. ష్మిట్ ట్రిగ్గర్ ఒక థర్షోల్డ్ వోల్టేజ్ స్థాయిని కలిగి ఉంది, గేట్‌కు వర్తించే INPUT సిగ్నల్ లాజిక్ గేట్ యొక్క THRESHOLD కన్నా ఎక్కువ వోల్టేజ్ స్థాయిని కలిగి ఉన్నప్పుడు, U ట్‌పుట్ అధికంగా వెళుతుంది. INPUT వోల్టేజ్ సిగ్నల్ స్థాయి THRESHOLD కన్నా తక్కువగా ఉంటే, గేట్ యొక్క అవుట్పుట్ తక్కువగా ఉంటుంది. మేము సాధారణంగా ష్మిట్ ట్రిగ్గర్ను విడిగా పొందలేము, ష్మిట్ ట్రిగ్గర్ను అనుసరించి మనకు ఎల్లప్పుడూ గేట్ లేదు. ష్మిత్ ట్రిగ్గర్ పని ఇక్కడ వివరించబడింది: ష్మిత్ ట్రిగ్గర్ గేట్

మేము 74LS14 చిప్‌ను ఉపయోగించబోతున్నాము , ఈ చిప్‌లో 6 ష్మిట్ ట్రిగ్గర్ గేట్లు ఉన్నాయి. క్రింద ఉన్న చిత్రంలో చూపిన విధంగా ఈ సిక్స్ గేట్లు అంతర్గతంగా అనుసంధానించబడి ఉన్నాయి.

విలోమ ష్మిట్ ట్రిగ్గర్ గేట్ యొక్క ట్రూత్ టేబుల్ క్రింద ఉన్న చిత్రంలో చూపబడింది, దీనితో మేము UNO ను దాని టెర్మినల్స్ వద్ద సానుకూల మరియు ప్రతికూల సమయ వ్యవధులను విలోమం చేయడానికి ప్రోగ్రామ్ చేయాలి.

ఇప్పుడు మేము ఏ రకమైన సిగ్నల్‌ను ఎస్టీ గేట్‌కు తింటాము, అవుట్‌పుట్ వద్ద మనకు విలోమ సమయ వ్యవధి యొక్క దీర్ఘచతురస్రాకార తరంగం ఉంటుంది, మేము ఈ సిగ్నల్‌ను UNO కి తింటాము.

ఆర్డునో ఫ్రీక్వెన్సీ కౌంటర్ కోడ్ వివరణ:

ఆర్డునో ఉపయోగించి ఈ ఫ్రీక్వెన్సీ కొలత కోసం కోడ్ చాలా సులభం మరియు సులభంగా అర్థమవుతుంది. ఇక్కడ మేము పల్స్ఇన్ ఫంక్షన్‌ను వివరిస్తున్నాము, ఇది ఫ్రీక్వెన్సీని కొలిచేందుకు ప్రధానంగా బాధ్యత వహిస్తుంది. యునోకు ఒక ప్రత్యేక ఫంక్షన్ పల్స్ఇన్ ఉంది , ఇది ఒక నిర్దిష్ట దీర్ఘచతురస్రాకార తరంగం యొక్క సానుకూల స్థితి వ్యవధిని లేదా ప్రతికూల స్థితి వ్యవధిని నిర్ణయించడానికి మాకు సహాయపడుతుంది:

Htime = పల్స్ఇన్ (8, HIGH); Ltime = పల్స్ఇన్ (8, తక్కువ);

ఇచ్చిన ఫంక్షన్ యునో యొక్క పిన్ 8 వద్ద అధిక లేదా తక్కువ స్థాయి ఉన్న సమయాన్ని కొలుస్తుంది. కాబట్టి వేవ్ యొక్క ఒకే చక్రంలో, మైక్రో సెకన్లలో సానుకూల మరియు ప్రతికూల స్థాయిలకు వ్యవధి ఉంటుంది. PulseIn ఫంక్షన్ సూక్ష్మ సెకన్లలో సమయాన్ని లెక్కిస్తుంది. ఇచ్చిన సిగ్నల్‌లో, మనకు అధిక సమయం = 10 ఎంఎస్ మరియు తక్కువ సమయం = 30 ఎంఎస్ (ఫ్రీక్వెన్సీ 25 ​​హెచ్‌జెడ్‌తో) ఉన్నాయి. కాబట్టి 30000 Ltime పూర్ణాంకంలో మరియు 10000 Htime లో నిల్వ చేయబడుతుంది. మేము వాటిని కలిపినప్పుడు మనకు సైకిల్ వ్యవధి ఉంటుంది మరియు దానిని విలోమం చేయడం ద్వారా మనకు ఫ్రీక్వెన్సీ ఉంటుంది.

Arduino ఉపయోగించి ఈ ఫ్రీక్వెన్సీ మీటర్ కోసం పూర్తి కోడ్ మరియు వీడియో క్రింద ఇవ్వబడ్డాయి.