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Gerar mais de uma onda quadrada no arduino ao mesmo tempo
Sou iniciante no meio da eletrônica e ainda não sei muito sobre arduino. Estou desenvolvendo um projeto da faculdade no qual preciso gerar 4 ondas quadradas simultaneamente, em frequências que poderiam variar em tempo de execução de 0 a 200 Hz. Essa variação na frequência de cada uma das 4 ondas ocorreria conforme o giro de um potenciometro associado a ela, totalizando 4 potenciometros.
Essa implementação com a função tone() seria possível, porém só consigo fazer uma onda por vez, usando o meu arduino uno. Pensei em soluções utilizando bibliotecas de timer, porém estou com dificuldades para implementar um código que me permite variar a frequência da onda durante o loop do arduino.
Alguém ai sabe alguma maneira de resolver o meu problema??
Desde já agradeço
Respostas a este tópico
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Permalink Responder até mineirin RV em
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Boa noite G2PJ,
deixa ver se entendi.
Vc precisa gerar 4 ondas quadradas em frequencias distintas, em 4 ports com ajustes independentes e
que podem der ajustadas de 0 a 200 Hz.
Correto?
Qual a precisão das frequências em %?
RV
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Permalink Responder até Giuliano Penido de Paula Júnior em
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Exatamente. Cada frequência tem que ser ajustável durante a execução do loop.
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Qual a precisão das frequências em %?
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Permalink Responder até Giuliano Penido de Paula Júnior em
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Desde que eu consiga sincronizar as ondas deixando todos os potenciômetros mais ou menos na mesma angulação, não tem necessidade de muitaaaa precisão.
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Voce quis dizer, que ao ajustar todas as frequencias iguais, elas tenham o inicio ao mesmo tempo.
Certo?
O que talvez aconteça é uma diferença de alguns microsegundos no inicio e no fim de
cada uma em relações às outras.
RV
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Permalink Responder até Giuliano Penido de Paula Júnior em
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Acredito que poucos microsegundos não fariam tanta diferença. Minha dúvida é como gerar essas ondas simultaneamente
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Permalink Responder até José Gustavo Abreu Murta em
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Boa noite,
Talvez seja a solução:
https://www.arduino.cc/reference/pt/language/functions/advanced-io/...
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Permalink Responder até Giuliano Penido de Paula Júnior em
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A função tone() seria uma boa solução, caso fosse possível usá-la em mais de uma saída simultaneamente. Pelo que eu li na documentação, só é possível gerar uma onda pora vez atraves dela
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G2PJ,
experimente escrever um código usando a função micros().
Leia o valor do pot,com analogRead(), depois usandoa função map(), converta para tempos
equivalentes às frequencias desejadas.
Repita o procedimento para cada pot.
Tente fazer, e depois conte a dificuldade que teve.
Assim poderemos ajuda-lo melhor.
RV
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Permalink Responder até Elcids Chagas em
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olá Giuliano, boa tarde.
A implementação deste Sistema é relativamente simples, com uma técnica também simples.
Isto é possível uma vez que sua frequência máxima é de 200 Hz, e desde que as demais tarefas executadas não tenham impacto severo nas temporizações. É preciso ficar atento a esse ponto: outras tarefas executadas (seja no “foreground” ou no “background”), se forem muito pesadas (consumidoras de tempo), poderão impactar nos resultados.
Mas veja: conhecendo-se a técnica adequada, é possível conseguir ótimos resultados, mesmo que se tenha no Sistema outras tarefas pesadas. Neste caso me refiro à técnica de implementação destas outras tarefas. Infelizmente estas técnicas não são ensinadas por aí afora, apesar de serem extremamente simples. Parece que a pessoas pensam assim: “vamos sentar e programar, e se possível vamos copiar algum exemplo por aí”. E assim as pessoas não se atentam em aprender as técnicas adequadas, que podem ser facilmente aprendidas (e infelizmente, 99.9% das bibliotecas do Arduino espalhadas mundo afora, sofrem do mesmo problema).
Como não conheço o restante do seu Sistema, vou ter que considerar que as demais tarefas executadas nele, são simples e “leves”, ou então que podem até ser complexas mas foram implementadas usando técnicas adequadas que não impactam na performance do Sistema. Uma vez considerado isso, pode-se usar a implementação que estou postando aqui para seu Sistema, gerando “n” sinais de onda quadrada.
Como o Hardware é simples, e contém apenas o Arduino e 4 Potenciômetros, montei também em protoboard, a fim de verificar o funcionamento. Mas também implementei no Proteus (pois é útil para pessoas que querem testar sem precisar montar), e o resultado foi o mesmo, funcionando exatamente como esperado (sempre que digo isto nos tópicos aqui no LDG, quero dizer: funcionou exatamente conforme o planejado).
O Hardware pode ser visto na figura a seguir:
(clique na figura para “zoom”)
Na simulação, observar que conectei junto a cada Potenciômetro, um Voltímetro, a fim de conferir a tensão correspondente. Já nas saídas de sinal, conectei em cada uma um Frequencímetro, a fim de verificar qual a Frequência do sinal gerado. Nas saídas de sinal, um Osciloscópio também permite ver as ondas geradas.
Um ponto muito importante: notar que junto a cada Potenciômetro, há um Capacitor (no caso 220 kpF ou 220 nF). Este Capacitor tem duas utilidades: junto ao próprio Potenciômetro funciona como um Filtro Passa-Baixas (embora não seja muito eficiente, já que a impedância vista pelo Capacitor varia conforme a posição do Potenciômetro), mas o mais importante é que diminui drasticamente o efeito da “Injeção de Carga” que ocorre quando chaveamos o canal do Conversor AD do Arduino. Então ele é bastante importante. Recomendo fortemente que o Capacitor seja incluído no Sistema. O valor de 220 kpF é um valor adequado para esta aplicação, mas pode ser aumentado sem problemas, até cerca de 1uF. Importante: para estes Capacitores, usar tipo Cerâmico. Os de Tântalo também servem, mas são bem mais caros. E nem pense em Eletrolítico de Alumínio: sem chance!!!
Para o “toggle” dos sinais, o código lê o Nível Lógico atual nas saídas. Então cuidado com as cargas que conectará às saídas de sinais, pois se estas cargas tiverem impedância extremamente baixa a ponto de corromperem o Nível Lógico nas saídas, o código não conseguirá ler corretamente os níveis e o “toggle” não funcionará. Claro, se vc chegar a este ponto, é porque suas cargas estão forçando corrente excessiva nas saídas, o que poderá danificá-las (neste caso a forma correta de se fazer isso, é utilizando-se Drivers a Transistores ou então Drivers Integrados).
O resultado da simulação pode ser visto na figura a seguir, onde os Potenciômetros foram ajustados para 200 Hz, 100 Hz, 50 Hz, e 24 Hz. A leitura dos Frequencímetros não é tão fácil, pois os dígitos ficam muito “colados” uns aos outros (no “print” dei um “zoom” na tela pra ajudar na leitura). Mas no Osciloscópio também pode-se ver os Sinais e conferir as frequências através da escala de tempo:
(clique na figura para “zoom”)
Na figura a seguir, os Potenciômetros “2” e “3” foram ajustados para 50 Hz, e assim pode-se conferir o Sincronismo de Fase dos sinais gerados (canais "azul" e "vermelho" no Osciloscópio):
(clique na figura para “zoom”)
Já na próxima figura, os Potenciômetros “3” e “4” foram ajustados para 24 Hz, permitindo-se também verificar o Sincronismo de Fase (canais "vermelho" e "verde" no Osciloscópio):
(clique na figura para “zoom”)
Observar que como as Frequências são valores inteiros, isto facilita muito o ajuste do Potenciômetro na prática, quando se quer obter Frequências iguais em sinais distintos.
O código para o Arduino, e os arquivos para Simulação no Proteus, estão disponíveis neste link do LDG:
Link: Gerar_4_Quad_01.zip
No código, vc pode facilmente mudar a quantidade de Sinais, ou a Frequência máxima (levar em consideração os pontos que mencionei no início deste texto). Claro, os pinos para os Potenciômetros e saída dos sinais também são facilmente configuráveis. Tudo bem no início do código, e este se ajustará automaticamente às definições.
Espero que a implementação ajude. Caso tenha alguma dúvida, não deixe de perguntar.
Abrçs,
Elcids
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