Generador de onda cuadrada arduino

Generador de onda cuadrada arduino

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Escribe un valor analógico (onda PWM) en un pin. Puede ser utilizado para encender un LED con diferentes brillos o conducir un motor a varias velocidades. Después de una llamada a analogWrite(), el pin generará una onda rectangular constante del ciclo de trabajo especificado hasta la siguiente llamada a analogWrite() (o una llamada a digitalRead() o digitalWrite()) en el mismo pin.
Las salidas PWM generadas en los pines 5 y 6 tendrán ciclos de trabajo más altos de lo esperado. Esto se debe a las interacciones con las funciones millis() y delay(), que comparten el mismo temporizador interno utilizado para generar esas salidas PWM. Esto se notará sobre todo en los ajustes de ciclos de trabajo bajos (por ejemplo, 0 – 10) y puede resultar en un valor de 0 que no apague completamente la salida en los pines 5 y 6.

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Las ondas cuadradas se encuentran en la electrónica digital prácticamente en todas partes, a menudo como señales de reloj para cronometrar señales lógicas. Sin embargo, fuera de eso, puede que te cueste entender para qué las usarías.
Debido a su rápido (teóricamente instantáneo) tiempo de subida (la parte vertical de la marca de bajo a alto), las ondas cuadradas son útiles para probar la respuesta transitoria en los sistemas electrónicos. ¿Con qué rapidez puede responder un sistema a un cambio de señal de entrada? Todos sabemos que cuando se pisa el acelerador en el coche, el motor tarda en responder. Los sistemas eléctricos son algo parecido. Las pruebas con ondas cuadradas pueden mostrar la rapidez de respuesta.
Las ondas cuadradas se utilizan para proporcionar una señal de reloj o de sincronización en los circuitos digitales. Nuestro querido Arduino funciona con ondas cuadradas de 16MHz. La naturaleza (relativamente) precisa y predecible de la señal de reloj de onda cuadrada permite la sincronización del hardware y constituye la base de la función delay() que permite el PWM, etc.
Desde el punto de vista educativo, disponer de una fuente de ondas cuadradas de varias frecuencias es bastante útil en la enseñanza de la electrónica digital, especialmente cuando se combina con un osciloscopio. Los estudiantes pueden entender la naturaleza de una forma de onda, pero verla y examinar cómo se ve un cambio de frecuencia es inestimable. Pueden experimentar con puertas lógicas, divisores y multiplicadores de frecuencia, filtros, etc.

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Muchos fabricantes rara vez utilizan las salidas analógicas de su Arduino, a pesar de que pueden ser útiles en una amplia variedad de aplicaciones – como atenuar un LED. La mayoría de la gente lo ha hecho al menos una vez, y un sinfín de tutoriales utilizan un pin de E/S analógico para controlar un LED. Este proyecto muestra cómo conectar varios componentes de E/S simples a un Arduino para crear un generador de funciones sin complicaciones.
La mayoría de las placas Arduino pueden convertir fácilmente un nivel de tensión analógica en un valor digital con la ayuda de un convertidor analógico-digital (ADC) incorporado. Este es el valor que se muestra al realizar una operación de lectura analógica en uno de los pines de E/S analógicos dedicados en un Arduino.
Sin embargo, lo que mucha gente no sabe es que esto no significa necesariamente que también se pueda emitir un valor analógico de la misma manera. En su lugar, el software transformará automáticamente una llamada a analogWrite en una señal digital modulada por ancho de pulso en lugar de un valor de voltaje apropiado.
La técnica mencionada está bien para muchas aplicaciones, como atenuar un LED o controlar la velocidad de un motor. Para este ejemplo, sin embargo, esa simple técnica no es suficiente porque el Arduino necesita producir valores de voltaje entre LOW y HIGH.

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Estoy jugando con motores paso a paso y necesito un generador de onda cuadrada precisa para f=29,710617283951Hz. He hecho esto en Raspberry Pi sin problemas, pero necesito algo más pequeño y con menos consumo de energía.
Asumiré que quieres usar hardware disponible en la medida de lo posible, pero que estás de acuerdo en conectar «módulos» juntos (el tamaño podría ser un poco más pequeño que el de una R-Pi usando piezas disponibles, pero podría reducirse significativamente con una pieza hecha a medida).
Incluso a 16MHz, 29.7106Hz representa un conteo de aproximadamente 538,528, que requiere 19 bits. Así que no utilizaría un chip con temporizadores de 8 o 16 bits. Me facilitaría la vida utilizando un chip con temporizadores de 32 bits.
Además, el código va a manipular cantidades con al menos 19 bits, así que no usaría una CPU de 8 o 16 bits. Me haría la vida más fácil utilizando una CPU de 32 bits que opere con cantidades de 32 bits en una sola operación. Esto puede llegar a ser muy importante si se opta por un enfoque basado en el software.
Esto requerirá típicamente alguna habilidad de soldadura, y las partes que he visto (que probablemente reemplazarán el cristal existente) son estables a unos 10ppm. Eso podría ser un factor de 3-5 mejor que el cristal instalado de fábrica, por lo que puede valer la pena el esfuerzo, sin embargo hay mejores opciones.

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