Как собрать генератор прямоугольных импульсов на Arduino. Какие компоненты потребуются для сборки. Как настроить частоту и скважность генерируемых импульсов. Какой код нужно загрузить в Arduino для работы генератора.
Принцип работы генератора прямоугольных импульсов на Arduino
Генератор прямоугольных импульсов на базе Arduino представляет собой устройство для формирования периодического сигнала прямоугольной формы с заданной частотой и скважностью. Основные компоненты такого генератора:
- Плата Arduino (например, Arduino Uno) — формирует управляющие сигналы
- Матричная клавиатура — для ввода параметров сигнала
- ЖК-дисплей — для отображения текущих настроек
- Выходной каскад на транзисторе — для усиления сигнала
Принцип работы генератора заключается в следующем:
- Микроконтроллер Arduino формирует прямоугольные импульсы на одном из цифровых выходов с заданной частотой и скважностью
- Пользователь вводит желаемые параметры сигнала с помощью клавиатуры
- Текущие настройки отображаются на ЖК-дисплее
- Выходной каскад усиливает сигнал по току для подключения нагрузки
Такая схема позволяет гибко управлять параметрами выходного сигнала и использовать генератор для различных задач.
Схема генератора прямоугольных импульсов на Arduino
Рассмотрим типовую схему генератора прямоугольных импульсов на базе Arduino:
- Arduino Uno — основной управляющий элемент
- Матричная клавиатура 4×4 — подключена к цифровым пинам D2-D9
- ЖК-дисплей 16×2 — подключен по I2C интерфейсу (пины A4, A5)
- Транзистор IRF540N — выходной каскад, подключен к пину D10
- Резисторы, конденсаторы — обвязка схемы
Выходной сигнал снимается с коллектора транзистора IRF540N. Частота и скважность задаются программно.
Программа для Arduino
Основные функции программы для реализации генератора прямоугольных импульсов на Arduino:
- Инициализация периферии (клавиатура, дисплей)
- Обработка нажатий клавиш и изменение параметров
- Формирование ШИМ-сигнала на выходе
- Вывод информации на дисплей
Ключевой фрагмент кода для генерации сигнала:
void loop() {
// Формирование ШИМ-сигнала
analogWrite(outputPin, dutyCycle);
// Изменение состояния каждые полпериода
if (micros() - lastToggle >= period/2) {
digitalWrite(outputPin, !digitalRead(outputPin));
lastToggle = micros();
}
// Остальной код
}
Здесь period — период сигнала в микросекундах, dutyCycle — скважность (0-255).
Настройка частоты и скважности
Частота и скважность генерируемого сигнала задаются через клавиатуру и отображаются на дисплее. Типовой алгоритм настройки:
- Нажатие кнопки «F» — переход в режим установки частоты
- Ввод числового значения частоты в Гц
- Нажатие «Enter» для подтверждения
- Нажатие «D» — переход к установке скважности
- Ввод значения скважности в процентах (1-99)
- Нажатие «Enter» для применения настроек
Диапазон частот обычно ограничен возможностями Arduino и составляет от долей Гц до сотен кГц.
Применение генератора прямоугольных импульсов
Генератор на Arduino может использоваться для различных задач:
- Тестирование и отладка цифровых схем
- Формирование тактовых сигналов
- Управление шаговыми двигателями
- Генерация звуковых сигналов
- ШИМ-регулирование в системах автоматики
Гибкость настройки и простота реализации делают такой генератор удобным инструментом для радиолюбителей и инженеров.
Улучшение характеристик генератора
Для повышения качества выходного сигнала и расширения возможностей устройства можно предпринять следующие меры:
- Использование внешнего кварцевого генератора для повышения стабильности частоты
- Добавление цифро-аналогового преобразователя для формирования сигналов произвольной формы
- Применение более мощного выходного каскада для увеличения нагрузочной способности
- Реализация дополнительных режимов работы (пачки импульсов, ЧМ и др.)
Это позволит создать более функциональный прибор на базе простой схемы.
Советы по сборке и настройке
При реализации генератора на Arduino следует учитывать некоторые моменты:
- Использовать качественные компоненты для повышения стабильности работы
- Обеспечить хорошее экранирование для уменьшения помех
- Применять отдельный стабилизированный источник питания
- Тщательно откалибровать частоту с помощью осциллографа
- Предусмотреть возможность программного обновления прошивки
Это поможет получить надежно работающее устройство с хорошими характеристиками.
Заключение
Генератор прямоугольных импульсов на базе Arduino — это простое, но функциональное устройство, которое может найти применение во многих областях электроники. Гибкость настройки и широкие возможности программирования делают его удобным инструментом для разработки и тестирования. При этом схема остается достаточно простой для самостоятельной сборки.
Low frequency square wave generator with memory rev. 2.2 | Низкочастотный генератор прямоугольных импульсов с памятью
Файлы по проекту
Основа схемы микроконтроллер ATmega8A в корпусе TQFP32, выбран с запасом, чтобы под конец разработки не споткнуться об недостаточное кол-во памяти или портов ввода/вывода. Подключение стандартное, АЦП не используется — к порту C подключен LCD-дисплей 16х2. Тактируется от внутреннего генератора — для ?низкочастотника? вполне достаточно. Оба внешних прерывания заняты: INT0 – энкодер, INT1 – кнопки управления. Все кнопки управления ?висят? на одном прерывании. Подтягивающие резисторы относительно низкого сопротивления для того, что-бы повысить помехоустойчивость прибора во время проверки высоковольтных катушек зажигания.
Антидребезг контактов кнопок и энкодера реализован программно — как показала практика, толку от параллельных конденсаторов нет абсолютно никакого.
Выход генератора ?умощнен? N-канальным MOSFET-ом и может напрямую подключаться к нагрузке — без реле по принципу ?открытый коллектор?. Да, именно ?открытый коллектор?, а не ?открытый сток? как думают многие недоучки — это условное обозначение типа подключения дающее понимание о способе работы выхода на нагрузку. MOSFET следует использовать именно с логическим уровнем управления затвором (типа IRLZ44) — в схеме не предусмотрен драйвер для управления MOSFET-ом потому, что для такого ?оченьнизкочастотного? генератора он просто не нужен.
На плате имеется индикация подачи питания и выходных импульсов. В схему встроен диод для защиты от переполюсовки и 5-вольтовый стабилизатор напряжения, благодаря которому устройство можно питать напряжением до 30V.
Верхняя частота генератора, чисто символически, ограничена 9999Гц потому, что больше не было нужно.
Нижняя граница частоты пока ограничена 1Гц-ем, но в планах ?опустить? ее до 0.1Гц — недавно возникла такая потребность (чтобы форсунки, ну прям, очень неторопливо попшикивали).
На LCD-дисплее одновременно отображаются две строки (дисплей-то 2-строчный):
FREQ (частота, Гц)
DURATION (насыщение, скважность, %)
Выбор строки осуществляется кнопкой энкодера и указывается символом ?>?. Значение выбранного параметра изменяется вращением энкодера. Для параметра FREQ значение изменяется с шагом 1Гц, для DURATION с шагом 10% (мне так удобно).
Красная кнопка (на схеме SB1) запускает или останавливает генерацию импульсов. При подаче питания на прибор, из памяти достаются последние сохраненные параметры частоты и скважности импульсов, но генерация не запускается. Так сделано для того, что-бы случайно не повредить подключенное устройство, не рассчитанное на предварительно сохраненные настройки.
Всего, в ПЗУ микроконтроллера организован массив на 5 предустановок.
Ограничение чисто символическое и может быть практически бесконечным. Выбор нужной осуществляется ?белыми? кнопками SB2 и SB3 ?по кругу?, т.е. после пятой предустановки будет первая. Значения параметров частоты и скважности в каждой выбранной предустановке сразу отображаются на дисплее. Их можно корректировать и ?пересохранить? в ту же предустановку одновременным нажатием кнопок SB2 и SB3.
Автор: Дмитрий ЗАХАРОВ | UNCENZORED
NS047 — Генератор прямоугольных импульсов 250 Гц — 16 кГц
NS047 — Генератор прямоугольных импульсов 250 Гц — 16 кГц — набор для пайки купить в Мастер Кит. Драйвер, программы, схема, отзывы, инструкция, своими руками, DIY
NS047 — Генератор прямоугольных импульсов 250 Гц — 16 кГц — набор для пайки купить в Мастер Кит. Драйвер, программы, схема, отзывы, инструкция, своими руками, DIY
У нас Вы можете купить Мастер Кит NS047 — Генератор прямоугольных импульсов 250 Гц — 16 кГц — набор для пайки: цена, фото, DIY, своими руками, технические характеристики и комплектация, отзывы, обзор, инструкция, драйвер, программы, схема
Мастер Кит, NS047, Генератор прямоугольных импульсов 250 Гц — 16 кГц — набор для пайки, цена, описание, фото, купить, DIY, своими руками, отзывы, обзор, инструкция, доставка, драйвер, программы, схема
https://masterkit.
ru/shop/1313462
Набор для сборки
Наборы для сборки / Начинающим электронщикам
Измерение / Лаборатория
Набор для пайки предназначен для сборки генератора прямоугольных импульсов своими руками. Регулируемый генератор импульсов позволяет формировать импульсы прямоугольной формы с частотой 250 — 16000 Гц. Питание схемы осуществляется источником постоянного напряжения 5 — 15 В при максимальном токе потребления 50 мА. Для Вашей домашней радио лаборатории генератор прямоугольных импульсов незаменимым помощником в настройке усилителей звуковых частот и других схем. Схема генератора очень простая, поэтому собрать его Вы сможете за несколько минут, а использовать на протяжении многих лет!
Возрастное ограничение 14+.
Есть в наличии
Как получить:
Стоимость и варианты доставки будут рассчитаны в корзине
Купить сегодня в магазине Чип и Дип
2 290
+ 115 бонусов на счет
Где купить
Набор для пайки предназначен для сборки генератора прямоугольных импульсов своими руками.
Регулируемый генератор импульсов позволяет формировать импульсы прямоугольной формы с частотой 250 — 16000 Гц. Питание схемы осуществляется источником постоянного напряжения 5 — 15 В при максимальном токе потребления 50 мА. Для Вашей домашней радио лаборатории генератор прямоугольных импульсов незаменимым помощником в настройке усилителей звуковых частот и других схем. Схема генератора очень простая, поэтому собрать его Вы сможете за несколько минут, а использовать на протяжении многих лет!
Возрастное ограничение 14+.
Технические характеристики
| Частота формируемых импульсов, Гц | 250 — 16000 |
| Форма импульсов | прямоугольная |
| Напряжение питания, В | 5 — 15 |
| Максимальный ток потребления, мА | 50 |
| Размеры печатной платы, мм | 59х37 |
| Вес без упаковки, г | 29 |
| Вес с упаковкой, г | 52 |
Инструкции
- Инструкция
Дополнительная информация
Генератор низкой частоты выполнен на базе таймера NE555 (DA2) с перестраиваемой частотой генерации в указанном диапазоне.
Выходной сигнал – прямоугольной формы. Частотозадающие элементы таймера – R3, R4, R5 и C4. Перестройка частоты осуществляется потенциометром R2. На ИМС DA1 выполнен стабилизатор напряжения питания схемы генератора. Емкости С1,С2 и С3 – фильтрующие, по питанию. Уровень выходного сигнала регулируется потенциометром R6. Переключатель SW1 предназначен для включения-выключения устройства. Светодиод HL1 индицирует работу генератора. Источник питания подключается к контактам X1 (+) и X2 (-). Сигнал НЧ снимается с контактов X3 (+) и X4 (-).
Конструктивно генератор выполнен на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита. Конструкция предусматривает установку платы в корпус, для этого имеются монтажные отверстия по краям платы под винты Ø3 мм.
Схемы
Схема
Техническое обслуживание
- Производитель оставляет за собой право изменять внешний вид, комплектацию, конструкцию и параметры, не изменяющие технические характеристики товара.
Вопросы и ответы
- Добрый день.
даный генератор подойдет для имитации спидометра и тахометра? Для установки электроусилителя руля.
Спасибо.- Теоретически должен подойти, нужно пробовать.
- Здравствуйте, примерно сколько вермени уйдет на доставку товара?
- Смотря какой способ доставки выберите. В среднем 3-4 дня.
даный генератор подойдет для имитации спидометра и тахометра? Для установки электроусилителя руля.
Спасибо.Комментарии
Задать вопрос на Форуме
Аналогичные устройства
С этим товаром покупают
Обсудить на форуме
Copyright www.maxx-marketing.net
Генератор прямоугольных импульсовс использованием Arduino
— Реклама —
В этом проекте Arduino Uno сконфигурирован как генератор прямоугольных импульсов с выбираемым пользователем контролем частоты и рабочего цикла. Рабочий диапазон системы до 10 кГц. Желаемая частота и рабочий цикл генерируемой прямоугольной волны могут быть получены с помощью матричной клавиатуры, которая сопряжена с цифровыми выводами Arduino.
Авторский прототип генератора показан на рис. 1.
Схема и работа
Принципиальная схема генератора прямоугольных импульсов, построенного на плате Arduino Uno, матричной клавиатуры и некоторых других компонентов, показана на Рис. 2.
Рис. 2: Принципиальная схема генератора на базе Arduino генератор прямоугольных импульсовВ качестве устройства ввода используется матричная клавиатура 4×3. Четыре ряда (с RW1 по RW4) клавиатуры подключены к цифровым контактам 10, 11, 12 и 13 платы Arduino Uno. Три столбца (от CL1 до CL3) клавиатуры подключены к аналоговым входным контактам Arduino (от A0 до A2). Каждая колонка подключена к источнику питания 5В через резистор сопротивлением 1 кОм (от R1 до R3).
— Реклама —
Arduino Uno — это плата для разработки на базе микроконтроллера (MCU) AVR ATmega328P с шестью контактами аналогового ввода и 14 контактами цифрового ввода-вывода. MCU имеет 32 КБ флэш-памяти ISP, 2 КБ RAM и 1 КБ EEPROM.
Плата обеспечивает последовательную связь через UART, SPI и I2C.
MCU может работать на тактовой частоте 16 МГц. Здесь цифровые контакты ввода-вывода 13, 12, 11, 10 и 9 Arduino настроены как выходные контакты. Выводы A0, A1 и A2 служат в качестве аналоговых входных контактов.
Программное обеспечение
Исходный код написан на языке программирования Arduino. Микроконтроллер программируется с помощью программного обеспечения Arduino IDE.
Выберите плату Arduino Uno в меню Tools->Board в Arduino IDE и загрузите код wavegenerator.ino через стандартный USB-порт вашего компьютера. Функция Serial.begin(9600) инициализирует последовательный порт со скоростью передачи 9600 бод. В этом проекте последовательный монитор Arduino IDE также отображает введенное значение частоты и рабочего цикла для прямоугольной волны.
Примечание. Arduino необходимо сбрасывать каждый раз, когда требуется новая частота и рабочий цикл.
Схема работает просто. После загрузки кода в Arduino подключите клавиатуру, как показано на схеме.
Включите питание и введите желаемое значение частоты с клавиатуры. Затем нажмите кнопку рабочего цикла S11 (см. рис. 2) и введите желаемое значение рабочего цикла, нажимая цифровые клавиши (от S0 до S9). Наконец, нажмите клавишу Enter (S12). Выходной прямоугольный сигнал доступен через CON1, который подключен к цифровому контакту 9.Ардуино Уно.
Загрузить
Папка с исходным кодомШибенду Махата — MTech (золотой медалист) в области приборостроения и электроники Университета Джадавпур. У него есть несколько публикаций в области обработки сигналов в известных международных журналах и на конференциях.
Автор: Соувик Кумар Дас увлечен электроникой и проектированием систем на базе микроконтроллеров.
д. Хотя заявлено, что он работает на частоте до 40 МГц, я обнаружил, что выходное напряжение начало падать
на частоте около 2,6 МГц — и цифровой прицел 50 МГц, и аналоговый прицел 20 МГц показали идентичные результаты. Поэтому я ограничил
доступный диапазон частот от 10 Гц до 10 МГц в программном обеспечении.
Контакт D9 подключается к контакту светодиода дисплея через 100-омную клемму.
резистор. D9 — это вывод ШИМ, поэтому при желании яркость подсветки дисплея можно отрегулировать. Я установил его в программном обеспечении на «255», т.е.
максимальная яркость.
У энкодеров, которые я использовал, были металлические основания, поэтому я поскользнулся.
кусок тонкого утеплителя под них.
rocketnumbernine.com/2011/10/25/programming-the-ad9851-dds-synthesizer */ #include 
интсилкГц = 4; // Кнопка энкодера, управляемого прерываниями, - установить частоту 1 кГц. Поворотный i = Поворотный (шагPin1, stepPin2); // Энкодер Rotart для установки приращения. Поворотный r = Поворотный (2, 3); // Вращающийся энкодер для частоты подключается к контактам прерывания длинное целое число без знака freq = 1000; // Установить начальную частоту.
длинное целое число без знака freqOld = freq; длинный таймер; const char* stepText[11] = {" 1 Гц", " 10 Гц", " 50 Гц", "100 Гц", "500 Гц", " 1 кГц", "2,5 кГц",
«5 кГц», «10 кГц», «100 кГц», «500 кГц»}; интервал stepPointer = 0;
unsigned long incr = 0;
Строковые единицы = stepText[stepPointer]; #define pulseHigh(pin) {digitalWrite(pin, HIGH); цифровая запись (контакт, НИЗКИЙ); } // передает байт, бит за раз, LSB сначала к 9850 через последовательную линию DATA
void tfr_byte (байтовые данные) {
for (int i = 0; i < 8; i++, данные >>= 1) {
цифровая запись (ДАННЫЕ, данные и 0x01);
импульсВысокий (W_CLK); //после каждого отправленного бита CLK импульсно высокий
}
} void sendFrequency (двойная частота) {
int32_t freq1 = частота * 4294967295/AD9850_CLOCK; // обратите внимание на тактовую частоту 125 МГц на 9850
for (int b = 0; b < 4; b++, freq1 >>= 8) {
tfr_byte (частота1 и 0xFF);
}
tfr_byte (0x000); // Конечный управляющий байт, все 0 вместо 9чип 850
импульсный максимум (FQ_UD); // Сделанный! Должен увидеть вывод
} недействительная установка () { pinMode (шагPin1, INPUT_PULLUP); // Выводы для энкодера на аналоговых выводах A2, A3
pinMode (шагPin2, INPUT_PULLUP); pinMode(2, INPUT_PULLUP); // Выводы для поворотного энкодера и кнопок, управляемых прерываниями
pinMode(3, INPUT_PULLUP);
pinMode (forceHzStep, INPUT_PULLUP);
pinMode (форс кГц, INPUT_PULLUP);
pinMode (FQ_UD, ВЫХОД); // Настраиваем выводы для вывода на AD9850 модуль.
pinMode (W_CLK, ВЫХОД);
pinMode (ДАННЫЕ, ВЫВОД);
pinMode (СБРОС, ВЫВОД);
pinMode (TFT_RST, ВЫХОД); // Настроить контакты для вывода на TFT-дисплей.
pinMode (TFT_DC, ВЫХОД);
pinMode (TFT_LED, ВЫХОД);
аналоговая запись (TFT_LED, 255); // Настройка яркости подсветки.
// Настроить прерывание и включить поворотный энкодер.
PCICR |= (1 << PCIE2);
PCMSK2 |= (1 << PCINT18) | (1 << PCINT19);
сэй(); tft.initR (INITR_BLACKTAB); // инициализируем микросхему ST7735S, черная вкладка
tft.setRotation (3);
tft.setTextWrap (ложь); // Разрешить тексту выходить за правый край
tft.fillScreen(ST7735_BLACK);
tft.setCursor(15, tft.height() -20);
tft.setTextSize (1);
tft.drawFastHLine(0, tft.height() - 23, tft.width()-10, ST7735_BLUE);
tft.setTextColor (ST7735_BLUE);
tft.println("AD9850 от 1 Гц до 5 МГц");
tft.print(" генератор синусоиды");
// Инициализируем AD9850 модуль.
импульсВысокий(СБРОС);
импульсВысокий (W_CLK);
импульсный максимум (FQ_UD); // этот импульс включает последовательный режим - Техническое описание, стр.
12, рис. 10
обновить дисплей (); // Обновить TFT-дисплей.
} недействительным getStep () {
переключатель (шаговый указатель) {
случай 0: прибавление = 1; перерыв;
случай 1: прибавление = 10; перерыв;
случай 2: прибавление = 50; перерыв;
случай 3: прибавление = 100; перерыв;
случай 4: прибавление = 500; перерыв;
случай 5: прибавление = 1000; перерыв;
случай 6: прибавка = 2500; перерыв;
случай 7: прибавка = 5000; перерыв;
случай 8: прибавление = 10 000; перерыв;
случай 9: прибавление = 100 000; перерыв;
случай 10: инкр = 500000; перерыв;
}
} недействительным updateDisplay () {
получитьшаг(); //
единицы = stepText[stepPointer];
tft.fillRect(0, 15, 160, 20, ST7735_BLACK);
tft.setTextColor (ST7735_YELLOW);
tft.setCursor(10, 20);
tft.setTextSize (1);
tft.print("Шаг: ");
tft.setTextSize (2);
tft.setCursor(60, 15);
tft.print (единицы);
tft.fillRect(0, 40, 160, 60, ST7735_BLACK);
tft.setTextColor (ST7735_GREEN);
tft.setTextSize (2);
если (частота < 1000) {
tft.
setCursor(78, 50);
если (частота < 1000) tft.print (" ");
если (частота < 100) tft.print (" ");
tft.print (частота);
tft.setCursor(58, 75);
tft.print ("Гц");
} еще
если (частота < 1000000) {
tft.setCursor(40, 50);
если (частота < 10000) tft.print (" ");
tft.print((float)freq/1000, 3);
tft.setCursor(58, 75);
tft.print ("кГц");
} еще {
формат(частота);
tft.setCursor(58, 75);
tft.print ("МГц");
}
} пустой формат (длинное значение) {
int M = (значение/1000000);
int T100 = ((значение/100000)%10);
int T10 = ((значение/10000)%10);
int T1 = ((значение/1000)%10);
int U100 = ((значение/100)%10);
int U10 = ((значение/10)%10);
int U1 = ((значение/1)%10);
tft.setCursor(25, 50);
tft.print(M);tft.print(".");tft.print(T100);tft.print(T10);tft.print(T1);
tft.print(",");tft.print(U100);tft.print(U10);tft.print(U1);
} недействительный цикл () {
// Проверить поворотный энкодер «Шаг».
результат беззнакового символа = i.process();
если (результат) {
if (result == DIR_CW) {if (stepPointer < 10) stepPointer++;}
if (result == DIR_CCW) {if (stepPointer > 0) stepPointer--;}
обновить дисплей ();
}
если (digitalRead(forceHzStep) == LOW) {
шагПоинтер = 0;
обновить дисплей ();
задержка(50);
}
if (digitalRead(forcekHz) == LOW) {
частота = 1000;
отправитьЧастота (частота);
обновить дисплей ();
задержка(350);
}
если (старая частота != частота) {
отправитьЧастота (частота);
обновить дисплей ();
старая частота = частота;
}
} ISR(PCINT2_vect) {
результат беззнакового символа = r.
