Arduino frekansmetre yapımı; osilatör devrelerinin test edilmesinden sinyal jeneratörlerinin kalibrasyonuna ve çeşitli AC elektrik şebeke ölçümlerine kadar, elektronik laboratuvarlarında ihtiyaç duyulan son derece yararlı bir ölçüm cihazı projesidir. Bu proje sayesinde, maksimum 5Vpp (tepeden tepeye 5 Volt) genliğe sahip olmak koşuluyla 1 MHz (Megahertz) frekans sınırına kadar olan dijital kare dalga sinyallerini yüksek doğrulukla ölçebilirsiniz.
Eğer 5V lojik seviyenin üzerindeki şebeke gerilimlerini, örneğin 220V – 380V AC şebeke frekansını (50Hz / 60Hz) ölçmek istiyorsanız, bu projeyi doğrudan şebekeye bağlamak karta kalıcı hasar verecektir. Şebeke ölçümü için hazırladığımız özel Arduino AC Frekansmetre Yapımı başlıklı güvenli donanım rehberimizi incelemelisiniz.
Ölçülen frekansı görselleştirmek için Seri Port ekranını (Serial Monitor) veya 16×2 karakter LCD ekranı tercih edebilirsiniz. Biz bu rehberdeki devre şemasını ve yazılımları standart parallel bağlantılı 16×2 LCD ekrana göre yapılandırdık.
Eğer elinizde I2C dönüştürücülü bir LCD ekran varsa, kod içerisindeki standart LCD kütüphane komutlarını çift eğik çizgi (//) ile pasif edip, I2C LiquidCrystal kütüphanesini kolayca aktif hale getirebilirsiniz.
Frekansmetre Nedir?
Frekansmetre, alternatif akım devrelerinde veya elektronik sistemlerde elektrik sinyallerinin saniyedeki titreşim (devir/cycle) sayısını ölçen ve bu değeri Hertz (Hz) cinsinden gösteren cihazdır. Genellikle elektrik şebekelerinin ve elektronik devrelerin doğru ve güvenli çalıştığını denetlemek amacıyla kullanılır
Proje 1: Arduino Frekansmetre (0 – 1 MHz Dijital Sayaç)
Bu devremizde donanımsal karmaşayı önlemek adına harici pasif bileşen ihtiyacını minimumda tuttuk. Frekans okuma işlemini kararlı şekilde gerçekleştirebilmek için zamanlayıcı (timer) tabanlı çalışan kütüphaneleri Arduino IDE yazılımımıza eklememiz gerekmektedir. Kütüphane ekleme adımlarında tereddüt yaşıyorsanız Arduino Kütüphane Ekleme Rehberi yazımızı inceleyebilirsiniz.
Gerekli olan resmi kütüphane kaynakları:
Arduino Frekansmetre için Gerekli Malzemeler
- Arduino UNO Geliştirme Kartı
- 16×2 Karakter LCD Ekran
- Dirençler: 1x 220 Ω, 1x 10 kΩ Potansiyometre (Kontrast ayarı için)
- Breadboard ve Bağlantı Kabloları
Arduino Frekansmetre Devre Şeması
Arduino Frekansmetre Yazılımı
Çok Kritik Donanım Bilgisi (Neden Pin 5?): FreqCount kütüphanesi, yazılımsal kesmeler (interrupts) yerine ATmega328P mikrodenetleyicisinin donanımsal 16-bitlik Timer1 sayıcı ünitesini kullanır. Bu entegre zamanlayıcı, dış dünyadan gelen lojik darbeleri (pulses) doğrudan donanımsal T1 pininden (Arduino Uno için Dijital Pin 5) sayar. Bu nedenle, ölçülecek frekans sinyal girişi kesinlikle Pin 5’e bağlanmalıdır. Başka bir pinin seçilmesi durumunda kütüphane ölçüm yapamaz.
Proje 2: Hassas Ses Frekansı Ölçen Devre (60 – 1500 Hz Analizör)
Müzik enstrümanlarının akort edilmesi veya ses sinyallerinin analiz edilmesinde kare dalga bulunmaz; analog sinüs dalgaları mevcuttur. Bu gibi durumlarda, analog giriş pinini (A0) dinleyip hızlı örneklemeler yaparak sinyalin sıfır geçiş noktalarını hesaplayan Audio Frequency Meter kütüphanesini kullanacağız. Bu yöntemle 60 Hz ile 1500 Hz arasındaki ses frekanslarını yüksek doğrulukla saptayabilirsiniz.
Resmi kütüphane kaynağı: Audio Frequency Meter GitHub Kütüphanesi
Gerekli Malzemeler
- Arduino UNO Geliştirme Kartı
- 10 kΩ Potansiyometre (Kazanç ayarı için)
- LM358 veya TLV2462 Düşük Güçlü Op-Amp Entegresi
- Dirençler: 2x 100 kΩ, 2x 4.7 kΩ
- 100 nF (0.1 uF) Seramik Kondansatör (DC dekuplaj için)
- 3.5 mm Aux Jack Giriş Soketi
Op-Amp Ön Yükselteç ve DC Offset Mantığı (Teknik Detay): Mikrofon veya müzik enstrümanlarından gelen AC ses sinyallerinin genliği genellikle 10-50 milivolt gibi çok küçük değerlerdedir ve alternatif akım (AC) olduğu için negatif alternansa (eksi voltaja) düşerler. Arduino’nun analog-dijital dönüştürücüsü (ADC) negatif voltajları okuyamaz ve zarar görebilir. Bu engeli aşmak için LM358 op-amp entegresiyle evirmeyen bir yükselteç tasarladık. Devredeki 2 adet 100kΩ direnç, giriş sinyalini 2.5V lojik seviyeye (VCC/2) ortalayarak (DC offset) negatif kırpılmayı tamamen önler.
10 kΩ’luk potansiyometre, amplifikatörün kazancını (gain) gelen ses kaynağının genliğine göre hassas ayarlamamızı sağlar. Seri monitör çıktısında frekans değeri kararlı bir şekilde sabitlenene kadar potansiyometreyi yavaşça çevirerek kalibrasyon yapabilirsiniz.
Alternatif Pratik Çözüm: Op-amp devresini sıfırdan kurmak yerine, üzerinde hazır LM358 entegresi ve kazanç potu barındıran hazır MAX4466 ayarlanabilir mikrofon kartını da analog A0 pinine bağlayarak doğrudan kullanabilirsiniz.
Ses Frekansmetre Yazılımı
Yorum yapma özelliği, forum tarafından gelen istek sebebiyle kapatılmıştır. Lütfen tartışmalar ve sorularınız için topluluk forumumuza katılın.