Arduino का उपयोग करके फ़्रिक्वेंसी काउंटर

लगभग हर इलेक्ट्रॉनिक हॉबीस्टिस्ट को एक परिदृश्य का सामना करना पड़ा होगा जहाँ उसे घड़ी या काउंटर या टाइमर द्वारा उत्पन्न सिग्नल की आवृत्ति को मापना चाहिए। हम काम करने के लिए आस्टसीलस्कप का उपयोग कर सकते हैं, लेकिन हम सभी एक आस्टसीलस्कप का खर्च नहीं उठा सकते। हम आवृत्ति को मापने के लिए उपकरण खरीद सकते हैं लेकिन ये सभी उपकरण महंगे हैं और सभी के लिए नहीं हैं। इसे ध्यान में रखते हुए, हम Arduino Uno और Schmitt ट्रिगर गेट का उपयोग करते हुए एक सरल लेकिन कुशल फ़्रिक्वेंसी काउंटर डिज़ाइन करने जा रहे हैं ।

यह Arduino फ्रीक्वेंसी काउंटर लागत प्रभावी है और आसानी से बनाया जा सकता है, हम सिग्नल की आवृत्ति को मापने के लिए ARDUINO UNO का उपयोग करने जा रहे हैं, UNO यहां प्रोजेक्ट का दिल है।

फ्रिक्वेंसी मीटर का परीक्षण करने के लिए, हम एक डमी सिग्नल जनरेटर बनाने जा रहे हैं। यह डमी सिग्नल जनरेटर 555 टाइमर चिप का उपयोग करके बनाया जाएगा । टाइमर सर्किट एक वर्ग तरंग उत्पन्न करता है जिसे परीक्षण के लिए UNO को प्रदान किया जाएगा।

सब कुछ के साथ हमारे पास एक Arduino फ्रीक्वेंसी मीटर और एक स्क्वायर वेव जनरेटर होगा। Arduino का उपयोग अन्य प्रकार की तरंगों को उत्पन्न करने के लिए भी किया जा सकता है, जैसे साइन वेव, आरा टूथ वेव आदि।

आवश्यक घटक:

• 555 टाइमर आईसी और 74LS14 Schmitt ट्रिगर गेट या गेट नहीं।
• 1K Ω रोकनेवाला (2 टुकड़े), 100or रोकनेवाला
• 100nF संधारित्र (2 टुकड़े), 1000FF संधारित्र
• 16 * 2 एलसीडी,
• 47K 47 पॉट,
• ब्रेडबोर्ड और कुछ कनेक्टर।

सर्किट स्पष्टीकरण:

Arduino का उपयोग करके आवृत्ति मापन के सर्किट आरेख को नीचे दिए गए आंकड़े में दिखाया गया है। सर्किट सरल है, संकेत की मापा आवृत्ति को प्रदर्शित करने के लिए एक एलसीडी को Arduino के साथ इंटरफ़ेयर किया जाता है। 'वेव इनपुट' सिग्नल जेनरेटर सर्किट पर जा रहा है, जहाँ से हम Arduino को सिग्नल खिला रहे हैं। श्मिट ट्रिगर गेट (IC 74LS14) का उपयोग यह सुनिश्चित करने के लिए किया जाता है कि केवल आयताकार लहर Arduino को खिलाया जाता है। शोर को फ़िल्टर करने के लिए हमने पूरे पावर में कैपेसिटर के जोड़े को जोड़ा है। यह फ्रीक्वेंसी मीटर 1 मेगाहर्ट्ज तक की फ्रीक्वेंसी को माप सकता है ।

सिग्नल जनरेटर सर्किट और श्मिट ट्रिगर को नीचे समझाया गया है।

555 टाइमर आईसी का उपयोग कर सिग्नल जेनरेटर:

सबसे पहले हम 555 IC आधारित स्क्वायर वेव जनरेटर के बारे में बात करेंगे, या मुझे 555 Astable Multivibrator कहना चाहिए। यह सर्किट आवश्यक है क्योंकि, फ्रिक्वेंसी मीटर के साथ हमारे पास एक संकेत होना चाहिए जिसकी आवृत्ति हमें ज्ञात है। उस सिग्नल के बिना हम फ्रिक्वेंसी मीटर के काम को कभी नहीं बता पाएंगे। अगर हमारे पास कोई वर्ग ज्ञात आवृत्ति का है तो हम Arduino Uno Frequency Meter का परीक्षण करने के लिए उस सिग्नल का उपयोग कर सकते हैं और हम किसी भी विचलन की स्थिति में सटीकता के लिए समायोजन के लिए इसे ट्वीक कर सकते हैं। 555 टाइमर आईसी का उपयोग कर सिग्नल जेनरेटर की तस्वीर नीचे दी गई है:

एस्टेबल मोड में 555 का विशिष्ट सर्किट नीचे दिया गया है, जिसमें से हमने ऊपर दिए गए सिग्नल जेनरेटर सर्किट को प्राप्त किया है।

आउटपुट सिग्नल फ्रीक्वेंसी RA, RB रेसिस्टर्स और कैपेसिटर C. पर निर्भर करती है। समीकरण इस प्रकार दिया गया है, आवृत्ति (एफ) = 1 / (समय अवधि) = 1.44 / ((आरए + आरबी * 2) * सी)।

यहां आरए और आरबी प्रतिरोध मान हैं और सी समाई मूल्य है। प्रतिरोध और समाई मूल्यों को उपरोक्त समीकरण में रखकर हमें आउटपुट स्क्वायर वेव की आवृत्ति मिलती है।

कोई यह देख सकता है कि सिग्नल जनरेटर सर्किट में एक आरेख से ऊपर के आरेख को बदल दिया जाता है; यह इसलिए किया जाता है ताकि हम बेहतर परीक्षण के लिए आउटपुट पर चर आवृत्ति वर्ग तरंग प्राप्त कर सकें। सादगी के लिए, एक साधारण अवरोधक के साथ बर्तन की जगह ले सकता है।

श्मिट ट्रिगर गेट:

हम जानते हैं कि सभी परीक्षण संकेत वर्गाकार या आयताकार तरंगें नहीं हैं। हमारे पास त्रिकोणीय लहरें, दांत की लहरें, साइन तरंगें आदि हैं। यूएनओ केवल वर्ग या आयताकार तरंगों का पता लगाने में सक्षम होने के साथ, हमें एक उपकरण की आवश्यकता होती है जो आयताकार तरंगों के किसी भी संकेत को बदल सकता है, इस प्रकार हम श्मिट ट्रिगर गेट का उपयोग करते हैं । श्मिट ट्रिगर गेट एक डिजिटल लॉजिक गेट है, जिसे अंकगणित और तार्किक संचालन के लिए डिज़ाइन किया गया है।

यह गेट INPUT वोल्टेज स्तर के आधार पर OUTPUT प्रदान करता है। श्मिट ट्रिगर में एक THERSHOLD वोल्टेज स्तर होता है, जब गेट पर लगाए गए INPUT सिग्नल में लॉजिक गेट के THRESHOLD से अधिक वोल्टेज स्तर होता है, OUTPUT हाई जाता है। यदि INPUT वोल्टेज सिग्नल स्तर THRESHOLD से कम है, तो गेट का OUTPUT कम होगा। हमें आमतौर पर श्मिट ट्रिगर अलग से नहीं मिलता है, हमारे पास श्मिट ट्रिगर के बाद हमेशा एक गेट नहीं होता है। श्मित ट्रिगर काम करने वाले को यहाँ समझाया गया है: शमित ट्रिगर गेट

हम 74LS14 चिप का उपयोग करने जा रहे हैं , इस चिप में 6 श्मिट ट्रिगर गेट हैं। ये SIX गेट आंतरिक रूप से जुड़े हुए हैं जैसा कि नीचे दिए गए आंकड़े में दिखाया गया है।

उल्टे श्मिट ट्रिगर फाटक की सच्चाई टेबल आंकड़ा नीचे में शो है, इस के साथ हम अपने टर्मिनलों पर सकारात्मक और नकारात्मक समय अवधि inverting के लिए संयुक्त राष्ट्र संघ कार्यक्रम है।

अब हम एसटी गेट को किसी भी प्रकार के सिग्नल खिलाएंगे, हमारे पास आउटपुट पर उल्टे समय अवधि की आयताकार लहर होगी, हम इस सिग्नल को यूएनओ को खिलाएंगे।

Arduino फ़्रिक्वेंसी काउंटर कोड स्पष्टीकरण:

Arduino का उपयोग करके इस आवृत्ति माप के लिए कोड काफी सरल और आसानी से समझने योग्य है। यहां हम पल्स इन फ़ंक्शन के बारे में बता रहे हैं जो मुख्य रूप से आवृत्ति को मापने के लिए जिम्मेदार है। ऊनो में एक विशेष फ़ंक्शन पल्सइन है , जो हमें एक विशेष आयताकार लहर की सकारात्मक राज्य अवधि या नकारात्मक राज्य अवधि निर्धारित करने में सक्षम बनाता है:

HIME = नाड़ी (8, उच्च); चूना = पल्स (8, एलओडब्ल्यू);

दिए गए फ़ंक्शन उस समय को मापते हैं जिसके लिए उच्च या निम्न स्तर Uno के PIN8 पर मौजूद है। इसलिए तरंग के एक चक्र में, हमारे पास माइक्रो सेकंड में सकारात्मक और नकारात्मक स्तर के लिए अवधि होगी। PulseIn समारोह माइक्रो सेकंड में समय को मापता है। दिए गए संकेत में, हमारे पास उच्च समय = 10mS और निम्न समय = 30ms (आवृत्ति 25 HZ के साथ) है। तो 30000 लाइम पूर्णांक और 10000 HIME में संग्रहीत किया जाएगा। जब हम उन्हें एक साथ जोड़ते हैं तो हमारे पास Cycle Duration होगा, और इसे इन्वर्ट करके हमें फ़्रिक्वेंसी मिलेगी।

Arduino का उपयोग करके इस फ़्रीक्वेंसी मीटर के लिए पूरा कोड और वीडियो नीचे दिया गया है।