Un fréquencemètre compatible Arduino de grande précision

Cette carte fréquencemètre est conçue pour être compatible Arduino, ouverte et versatile. Elle peut servir à mesurer des signaux variés grâce à ses nombreuses possibilités d’adaptation.

Prototype final de Freq_LF_HF

Prototype final de Freq_LF_HF

Freq_LF_HF v1.0 utilise le microcontrôleur Atmega328p-AU. Ce n’est pas le dernier modèle ATMEL mais ce processeur équipe la fameuse carte Arduino UNO v3.0. C’est un processeur suffisamment puissant et très compact (TQFP-32) qui permet à cette carte de bénéficier de la quantité de projets et programmes partagés au sein de la communauté Arduino. Le firmware utilise quelques-unes des formidables capacités de cette famille de microcontrôleurs, en particulier le compteur 16 bits, les interruptions et le comparateur par rapport à une tension de référence de précision externe.

L’étude du concept a été réalisée par prototypage sur carte de test (breadboard) associé à une carte Arduino UNO. Puis 3 prototypes assemblés sur des circuits imprimés professionnels ont permis de préciser les options techniques puis d’optimiser le fonctionnement. Il est temps de passer à l’industrialisation d’une première série d’au moins 100 cartes. Cette carte a les caractéristiques suivantes:

  • La bande passante très large permet de mesurer des signaux ayant une fréquence allant de moins de 5 Hz à plus de 70 MHz. Ceci est possible grâce à l’architecture matérielle et logicielle spécifique de cette carte qui traite séparément les signaux basse fréquence, haute fréquence et très haute fréquence et permet de maintenir un bon niveau de précision sur toute la bande de fréquence.
  • L’amplitude du signal mesuré peut aller de 0,5 volts à 10 volts.
  • Grande précision:
    • Exactitude: 0.005%
    • Précision: 0.005%
    • Résolution: fréquence < 10 KHz: 4 chiffes, fréquence >= 10 KHz: 5 chiffres

 


Mesures à: 5 Hz – 50 Hz – 440,1 Hz – 1,001 KHz – 32,768 KHz – 450 KHz – 4 MHz – 80 MHz

 

Mesure d’un signal de fréquence 4 mégahertz.

 

Utilisation simple

  • L’écran LCD 16 à caractères sur une ligne permet une bonne lisibilité de la fréquence. Il peut être dissocié de la carte pour être monté dans un boîtier.
  • La carte peut être alimentée par un adaptateur secteur / 9 volts ou directement sur des connecteurs de carte ou sur pile 9 volts, en utilisant l’adaptateur inclus. Une tension entre 7,5 et 12 volts est tolérée. La source de tension est protégée par un fusible réarmable.
  • L’alimentation est protégée contre les sur-tensions et les sous-tensions et affiche les messages d’erreur appropriés.
  • Le signal peut être branché sur un connecteur BNC ou sur des connecteurs PCB.
  • L’impédance d’entrée est de 1 MOhm.
  • L’entrée signal est protégée contre les décharges électrostatiques par une diode TVS (200 W / 3A pic. Attention, ceci ne concerne que les décharges électrostatiques, cette carte ne doit pas être utilisée pour mesurer des signaux dont l’amplitude dépasse les 30 volts crête à crête)
  • La carte comporte un bouton de réinitialisation du microcontrôleur.
  • Un bouton permet d’accéder au menu de paramétrage de la carte:
    • Choix de la bande de fréquence: BF/HF (utilisation automatique du mode approprié), BF, HF ou VHF (au dessus de 1 MHz).
    • Etalonnage.
  • Un mode d’attente / économie d’énergie s’engage lorsque aucune fréquence n’est mesurée pendant 5 minutes ou sur demande.
  • La carte est compacte (environ 82*60 mm).
Partager des mesures par I2C

Un exemple d’application: partager des mesures par I2C avec une carte Nano.

 

Standard Arduino

  • La carte est fournie avec la librairie « FreLfHf », disponible sur notre site. Un programme standard est chargé sur la carte et l’utilisateur peut créer son propre programme.
  • Programmation en 3 lignes !

Programmation en 3 lignes

 

  • Le logiciel est ouvert, modifiable à volonté. Il utilise des librairies standard Arduino et il est donc facile d’adapter le programme, voir de modifier totalement la fonction de cette carte. La librairie est un programme ouvert sous licence Licence Creative Commons
  • La programmation est réalisée par le port SPI en utilisant soit un programmeur SPI, soit une autre carte Arduino. Aucun bootloader n’est nécessaire mais il est possible d’en charger un. Le port SPI peut aussi servir à interfacer un autre périphérique.
  • Le port série (USART) est disponible pour établir une communication série avec un PC à travers un adaptateur série-USB ou pour interfacer un autre périphérique. Il peut aussi servir à la programmation.
  • Le port 2 fils I2C est disponible pour interfacer de nombreux circuits intégrés ou établir une liaison complexe avec une autre carte Arduino..

 

Suivez l'industrialisation

Suivez et supportez un véritable projet communautaire kickstarter! Il ne s’agit pas de commercialiser un produit existant. La conception de ce produit est originale et n’a jamais été publiée auparavant. La carte doit passer par les phases de prototypage fonctionnel et de prototypage industriel avant d’être produite. Les cartes passeront par des phases de tests techniques et fonctionnels avant d’être livrées.

 

Test d'un crystal de 80 Mhz.

Test de la fréquence d’un crystal ocxo de 80 MHz.

 

Un projet durable

J’habite en bord de Méditerranée et suis peiné de constater l’état de la mer et du rivage. Tout procédé industriel, et particulièrement en ce qui concerne les nouvelles technologies implique l’utilisation de nombreux matériaux chimiques ou précieux et consomme de l’énergie et du transport. En cohérence avec nos objectifs, pour ce projet, je ferai une contribution à The Ocean Cleanup. D’autre part, la carte comporte un mode de veille, qui réduit la consommation au minimum après un temps d’inactivité, conformément à la directive européenne, ou bien sur demande.

 

Conçu en France, un projet kickstarter, fabriqué en Chine

 

Participez au concours pour Gagner une carte fréquencemètre!

 

Historique du projet de fréquencemètre compatible Arduino

 

Les spécifications techniques mentionnées ci-dessus sont des objectifs de conception. La carte produite industriellement pourra être légèrement différente en apparence et en performance.

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