Dự án này trình bày một máy đo tần số không dây có thể đo tần số truyền AC hình sin trong phạm vi từ 50Hz đến 3kHz. Hình 1 và 2 lần lượt hiển thị các biểu diễn nguyên mẫu của máy phát và máy thu.

Hình 1: Nguyên mẫu của bên máy phát

Hình 2: Nguyên mẫu của máy đo tần số không dây (phía máy thu)

Sơ đồ khối của phía máy phát và máy thu được thể hiện lần lượt ở Hình 3 và Hình 4.

Hình 3: Sơ đồ khối của phía máy phát

Hình 4: Sơ đồ khối của phía máy thu

Máy đo tần số không dây – Mạch và hoạt động

Các thành phần chính được sử dụng trong dự án Máy đo tần số không dây và vai trò của chúng được mô tả dưới đây.

Arduino Uno

Arduino Uno là bo mạch phát triển dựa trên vi điều khiển (MCU) AVR ATmega328P với sáu chân đầu vào tương tự và mười bốn chân I/O kỹ thuật số. MCU có bộ nhớ flash ISP 32kB, RAM 2kB và EEPROM 1kB . Bo mạch cung cấp khả năng giao tiếp nối tiếp qua UART, SPI và I2C.

MCU có thể hoạt động ở tần số xung nhịp 16MHz. Trong dự án của chúng tôi, Arduino Uno được sử dụng ở phía máy thu. Chân I/O kỹ thuật số 5 được sử dụng làm chân đầu vào và được kết nối với chân DATA của mô-đun RX 434MHz. Các chân I/O kỹ thuật số 7, 8, 9, 10, 11 và 12 của Arduino được sử dụng để giao tiếp với màn hình LCD 16×2 ký tự để hiển thị giá trị của tần số đã đo.

Điốt chỉnh lưu

Điốt chỉnh lưu (1N4007) được sử dụng để chỉnh lưu tín hiệu đầu vào xoay chiều thành DC xung động ở phía máy phát.

MCT2E

IC ghép quang MCT2E được sử dụng để cách ly phía đầu vào khỏi tầng tiếp theo và cũng tạo ra tín hiệu từ dạng sóng DC xung động ở phía máy phát.

Màn hình tinh thể lỏng

Màn hình LCD 16×2 , có ở đầu thu, được sử dụng để hiển thị giá trị tần số. Nó được giao tiếp với bo mạch Arduino Uno ở chế độ bốn bit. Các chân LCD RS, EN, D4, D5, D6 và D7 được kết nối với các chân I/O kỹ thuật số 12, 11, 7, 8, 9 và 10 của Arduino.

Mô-đun TX-RX 434 MHz

Các mô-đun máy phát (TX) và máy thu (RX) 434MHz được sử dụng để truyền và nhận tín hiệu tần số vô tuyến (RF) giữa hai thiết bị. Tần số sóng mang của mô-đun được sử dụng ở đây là 434MHz.

Sơ đồ mạch của phía máy phát và máy thu được thể hiện lần lượt ở Hình 5 và Hình 6.

Hình 5: Sơ đồ mạch điện của phía máy phát

Hình 6: Sơ đồ mạch điện của phía máy thu

Tải xuống thư mục nguồn: nhấp vào đây

Tín hiệu có tần số cần đo được áp dụng cho các đầu vào tín hiệu thử nghiệm, như thể hiện trong sơ đồ mạch phía máy phát (Hình 5). Trong máy đo tần số này, tín hiệu thử nghiệm phải là tín hiệu xen kẽ và biên độ của nó không được lớn hơn 10V đỉnh-đỉnh.

Giai đoạn tiếp theo là bộ chỉnh lưu cầu, chuyển đổi tín hiệu xoay chiều thành tín hiệu DC xung động chỉnh lưu hoàn toàn. Sau đó, tín hiệu được đưa vào chân 1 của bộ ghép quang MCT2E. Chân 1 được kết nối với cực dương của đèn LED bên trong của bộ ghép quang.

Với sự trợ giúp của bộ ghép quang, các xung đột được tạo ra. Tần số của tín hiệu gấp đôi tần số của tín hiệu thử nghiệm đầu vào. Tín hiệu được áp dụng cho chân DATA của TX 434 MHz.

Ở phía máy thu, mô-đun RX 434MHz giải điều chế tín hiệu đã nhận. Chân DATA của RX 434MHz được kết nối với chân I/O kỹ thuật số 5 của Arduino Uno, tính toán tần số của tín hiệu thử nghiệm và hiển thị trên màn hình LCD và màn hình nối tiếp của Arduino IDE. Tần số tín hiệu thử nghiệm 1576Hz và 2399Hz hiển thị trên màn hình nối tiếp được thể hiện trong Hình 7.+

Hình 7: Tần số tín hiệu thử nghiệm (1576Hz và 2399Hz) được hiển thị trên màn hình nối tiếp

Dự án này có thể được sử dụng để thử nghiệm, học tập, kiểm tra và khắc phục sự cố thiết bị âm thanh trong phạm vi âm thanh từ 50Hz đến 3kHz.

Mã Arduino cho máy đo tần số không dây

Arduino IDE 1.6.5 được sử dụng để lập trình Arduino Uno. Chọn cổng COM và bo mạch thích hợp từ menu Tools trong IDE. Tải mã nguồn freq_meter_wl_1.ino lên bo mạch.

Từ menu Công cụ của Arduino IDE, mở màn hình nối tiếp và chọn tốc độ truyền dữ liệu phù hợp (9600 được sử dụng ở đây) để hiển thị tần số trên màn hình nối tiếp.

Để khắc phục sự cố, hãy kiểm tra tín hiệu tại các điểm kiểm tra khác nhau được đánh dấu trong sơ đồ mạch. Điện áp dự kiến ​​tại các điểm kiểm tra khác nhau được liệt kê trong Bảng 2.

Cải tiến và sử dụng thêm

1. Ứng dụng : Máy đo tần số không dây này đo tần số trên toàn bộ dải âm thanh, phù hợp để sửa chữa thiết bị âm thanh và các thiết lập giáo dục yêu cầu truyền tần số không dây.
2. Khả năng mở rộng : Thiết bị này có thể đo tần số cao hơn bằng cách điều chỉnh phạm vi đầu vào tần số hoặc mô-đun không dây. Ngoài ra, việc thêm các thành phần hiển thị bổ sung hoặc kết hợp bộ nhớ thẻ SD để ghi nhật ký tần số có thể làm tăng tính linh hoạt của dự án.

‍