Electronique
> Réalisations
>
Affichage
/
Mesures > Fréquencemètre 007 - Pro
Dernière mise à jour : 21/01/2024Présentation
Les deux fréquencemètres décrits ici ont été étudiés pour mesurer un signal de très basse fréquence, entre 1,0 Hz et 100,00 Hz, avec une résolution de 10 mHz (un centième de Hertz).
Le premier (007) est miniature et requiert un circuit d'affichage séparé, alors que le second (007b) dispose de son propre écran.
- Schéma 007 : version avec PIC 12F1572, envoi valeur fréquence sur port série (utilisation avec adaptateur externe UART/USB)
- Schéma 007b : version avec PIC 18F26K22, affichage valeur fréquence sur écran LCD
Ces deux montages sont bien différents (et complémentaires pourrait-on dire) des fréquencemètres précédement décrits sur ce site, étudiés pour effectuer des mesures au-delà du MHz, mais malheureusement guère précis aux très basses fréquences. Avec ces deux nouveaux joujoux, c'est le contraire : bonne précision dans les basses fréquences et moins bonne précision dans les hautes (OK jusqu'à 500 Hz pour la version 007, OK jusqu'à 10 kHz pour la version 007b).
Schéma 007 - avec PIC 12F1572
Deux composants seulement en plus des connecteurs... vous y croyez, vous ?
Deux composants seulement en effet, auxquel il convient tout de même d'ajouter :
- un condensateur de découplage d'alimentation de 100 nF, placé au plus proche du PIC
- une interface TTL/RS232/USB si les données émises par le PIC doivent franchir de "longues" distances
- une interface d'entrée, le cas échéant
Principe général de fonctionnement
Un compteur interne au PIC (le Timer1 pour ne rien vous cacher) est incrémenté par un signal d'horloge de fréquence 4 MHz (Fosc/4, fréquence d'horloge principale de 32 MHz divisée par 8). A chaque front descendant "impair" du signal d'entrée à mesurer, le logiciel du PIC arrête le comptage et récupère la valeur du compteur avant de la remettre à zéro et d'en déduire la fréquence. A chaque front descendant "pair" du signal d'entrée à mesurer, le logiciel du PIC redémarre le compteur (Timer1). Une période sur deux seulement du signal à mesurer est donc réellement prise en compte, mais cela ne pose pas de problème et permet une meilleure précision de mesure.Plage de mesure et précision
Le besoin initial était de pouvoir mesurer une fréquence comprise entre 0,01 Hz et 10,00 Hz avec une résolution de 0,01 Hz. Dans la pratique, le montage présente une précision supérieure dans cette plage, et peut encore être utilisé jusqu'à 100,0 Hz si on accepte une précision revue légèrement à la baisse (0,1 Hz, ce qui reste très honorable). Au-delà de 200 Hz, le montage ne fonctionne plus correctement.La précision et la stabilité de l'ensemble dépendent bien sûr très grandement de l'oscillateur externe de 8 MHz (U2).
Sortie série (UART)
Les valeurs de fréquences mesurées sont envoyées sur le port UART du PIC (point marqué Tx sur le schéma), à la vitesse de 250000 bauds.
Relevé de mesures avec source à 9,999 Hz (à gauche), source à 10,000 Hz (au centre) et source à 100,000 Hz (à droite)
Afin de faciliter un éventuel traitement informatique externe, les données transmises le sont dans leur plus simple expression, sans suffixe d'unité. La valeur transmise est toujours exprimée en hertz, sous forme fractionnaire. La chaîne de texte est volontairement fixée à 7 caractères avec point décimal fixe et se termine par un retour chariot (CR) pour, là encore, faciliter la récupération des données. Chaque chaîne envoyée comporte donc en tout 8 caractères ASCII.
Remarque : le logiciel externe qui récupère les valeurs de fréquence ne prend en compte que les chaînes de 7 caractères terminées par un retour chariot (CR) et ignore donc les informations de copyright transmises à la mise sous tension.
Etage d'entrée
L'entrée est purement numérique et il convient d'ajouter le nécessaire pour une éventuelle adaptation de niveau et d'impédance, sans oublier le minimum pour protéger le PIC.
Schéma 007b - avec PIC 18F26K22
La seconde version comporte plus de composants et est plus volumineuse, c'est normal.
Ici, l'affichage est confié à un afficheur alphanumérique LCD de 2x16 caractères qui montre en même temps la période (en secondes) et la fréquence (en Hertz).
Relevé de mesures avec de gauche à droite : source à 0.1 Hz, source à 1.250 Hz, source à 10.000 Hz et source à 345.678 Hz
De part la méthode de mesure adoptée, il est normal que la précision diminue quand la fréquence augmente. Mais pour un appareil qui devait fonctionner correctement jusqu'à 100 Hz, je suis assez content de la précision qu'il offre encore jusqu'à 9 kHz ;)
Relevé de mesures avec de gauche à droite : source à 1500.0 Hz, source à 3800.0 Hz, source à 8200.0 Hz et source à 9980.0 Hz
Logiciels du PIC
Le code binaire compilé des deux programmes est disponible dans l'archive suivante en versions allégées (*_LE.hex).Pro - Les logiciels compilés disponibles ici en libre service sont bridés pour une lecture entre 1,0 Hz et 10,0 Hz.
Fréquencemètre 007 - 12F1572 - LE - (21/01/2024)
Fréquencemètre 007b - 18F26K22 - LE - (21/01/2024)
Si vous souhaitez recevoir par la poste un PIC préprogrammé et prêt à utiliser, merci de consulter la page PIC - Sources.
Circuits imprimés (PCB)
Non réalisés. Images 2D et 3D uniquement pour illustration.
Le PCB de la version 007b est dimensionné pour recevoir l'afficheur LCD 2x16 caractères, les quatre trous de fixation coincident avec ceux de l'afficheur.
Historique
21/01/2024- Première mise à disposition.