Generador de formas de onda arbitrarias Arduino Due

Acerca de este proyecto

Descripción general

Esto ahora se ejecuta tanto en Linux como en Windows.

Frecuencia máxima de onda analógica:100 kHz. Frecuencia máxima de onda cuadrada:42MHz.

Ciclo de trabajo ajustable de prácticamente 0% a 100%

Muy fácil de construir; consulte Instalación a continuación.

Este es un proyecto de dos partes:la placa Arduino Due en sí y una interfaz gráfica de usuario del controlador para usar en su PC, aunque la placa Arduino también se puede usar por sí sola usando potenciómetros, interruptores y LED.

No se necesitan circuitos, aunque se ofrece un circuito de protección de salida opcional que debería proteger a la placa Arduino de conectar accidentalmente las salidas a voltajes de hasta más y menos 30V más o menos. (quizás más)

Al usar la GUI del controlador en su PC, se pueden dibujar, editar, guardar, abrir y cargar ondas arbitrarias en Arduino Due, que se conectan automáticamente a través del puerto USB. Se incluye un archivo de ayuda completo.

Una característica de onda "escalonada" permite producir fácilmente cualquier número de pasos agudos (una muestra) en la onda si se desea. Además, la salida se puede cambiar a onda sinusoidal o triangular / diente de sierra.

Además, se produce simultáneamente una onda cuadrada que puede estar sincronizada o completamente independiente. Las ondas pueden ser controladas por la frecuencia o el período. El ciclo de trabajo se puede configurar virtualmente de 0% a 100%. O el ancho del pulso se puede establecer constante. (dentro de los límites del período, por supuesto)

La nueva configuración se puede escribir directamente a través del teclado de la PC o el teclado del programa. O, presionando "MODE" permite un ajuste deslizante.

Un modo exacto está disponible para la onda analógica, que evita los "pasos de frecuencia" normalmente asociados con los generadores de forma de onda de síntesis digital directa (DDS). Esto hace posible una frecuencia más precisa al permitir el acceso a frecuencias entre esos "pasos de frecuencia" porque la salida no es una división de la frecuencia del reloj Arduino cuando el Modo Exacto está activado.

Se incluye una función de barrido de frecuencia (logarítmico) para una o ambas ondas, y también hay un temporizador con salida Arduino positiva o negativa.

Especificaciones

Onda analógica:

La resolución es de 12 bits con hasta 4096 waypoints.

El rango de frecuencia es de 0,05 mHz (20.000 segundos) a 100 kHz.

Frecuencia de muestreo:(por encima de 1 kHz con DMA) hasta 1,6 MHz.

Frecuencia de muestreo:(hasta 1 kHz) 400 kHz.

Frecuencia de muestreo en modo exacto:(cualquier frecuencia) 400 kHz.

Ancho mínimo de pulso:(ciclo de media onda)

Con un ciclo de trabajo del 0%:350 nanosecs (aprox.) En cualquier frecuencia.

Con un ciclo de trabajo de 0.01%:hasta 2.5 - 25 microseg. (aprox.)

- si la frecuencia es superior a 1 kHz Y el modo exacto o la sincronización están activados,

- de lo contrario 350 nanosecs.

Onda cuadrada:

El rango de frecuencia es:0.05mHz (20,000 segundos) a 42MHz.

Ancho mínimo de pulso:

Sincronizado:[Frecuencia:0,05 mHz (20.000 segundos) a 100 kHz]

Con un ciclo de trabajo del 0%:48 nanosegundos en cualquier frecuencia.

Con un ciclo de trabajo del 0,01%:2,5 - 25 microsegundos. (aprox.)

Sin sincronizar:[0,093 MHz (10,737 segundos) a 42 MHz]

12nS de 1.3kHz a 42MHz. (Usando PWM)

24nS de 650Hz a 1.29999kHz. (Usando PWM)

48nS de 325Hz a 649,99999Hz. (Usando PWM)

96nS de 163Hz a 324,99999Hz. (Usando PWM)

Por debajo de 163 Hz:(mediante interrupción)

Con un ciclo de trabajo del 0%:96 nanosegundos.

Con un ciclo de trabajo de 0.01%:5 microsegundos.

Instalación

El programa GUI para su PC es "portátil", por lo que no necesita instalación.

Para los usuarios de Windows, simplemente extraiga el archivo .zip en una carpeta de su elección y haga un atajo al archivo .exe. Nota:El archivo "DueAWGController-Win64.zip" está diseñado para sistemas de 64 bits, pero el archivo 32.zip a menudo funciona de manera más confiable ya que tiene Java incrustado.

Para usuarios de Linux, extraiga el archivo DueAWGController-LinuxXX.zip en una carpeta, luego haga doble clic en el archivo DueAWGControllerLinux o agréguelo al menú del sistema.

Es posible que deba instalar OpenJDK 8 (java 8) para Debian, Ubuntu, etc. En la línea de comando (en la Terminal), escriba:sudo apt-get install openjdk-8-jre (Es posible que las versiones más nuevas no funcionen)

También es posible que deba obtener permiso para acceder al USB antes de poder conectarse al Arduino. Escriba:sudo usermod -a -G dialout $ USER

También se incluyen dos archivos "arm" para Raspberry Pi, etc., pero no han sido probados. Avísame si funcionan.

El boceto de Arduino no necesita bibliotecas especiales, por lo que solo necesita el IDE de Arduino normal instalado en su PC con el fin de cargar el boceto en Due. Siempre que su PC haya reconocido el Arduino Due, (lo que debe haber hecho si se cargó el boceto), el programa GUI debería encontrar y conectarse automáticamente al Arduino al iniciarse, por lo que no es necesario configurar el puerto COM. Sin embargo, la selección manual del puerto COM está habilitada si falla la selección automática.

Hay algunos archivos de onda de ejemplo en la carpeta Arbitrary Waves (solo por diversión) para ayudarlo a comenzar. Además del programa GUI, el generador de forma de onda Arduino también puede ser controlado por el monitor serial de Arduino configurado en 115200 baudios. Escribe ? por ayuda.

O si prefiere usar ollas, interruptores y LED para el control, el inicio del boceto de Arduino enumera las conexiones de los pines.

Conexiones de clavijas de salida de onda también se enumeran allí, o simplemente conecte los pines 3 y 7 de Arduino junto con un enlace, o si es muy cauteloso, use una resistencia de bajo valor (47 - 100 ohmios). Tome la salida de onda cuadrada del pin 7 y la salida analógica de DAC0.

Esquemas

Este circuito se puede omitir por completo, pero si se usa, debería proteger al Arduino contra la conexión accidental de las salidas a voltajes de hasta al menos más y menos 25V sin aumentar significativamente los tiempos de subida y bajada. D2 y D3 deben ser diodos de alta corriente y recuperación rápida; descubrí que los diodos Schottky eran demasiado lentos. Los fusibles (F1 y F2) pueden ser polifusibles.