Générateur d'onde carrée 1 MHz DIY avec Arduino Nano – Circuit PWM simple

Composants et fournitures

• Arduino Nano R3
• Écran LCD standard Adafruit 16×2 (blanc sur bleu)
• Interrupteurs poussoirs momentanés – 3 unités
• Potentiomètre mono-tour 10 kΩ

Applications et services en ligne

• Arduino IDE

À propos du projet

Ce générateur d'onde carrée simple utilise la bibliothèque TimerOne pour générer un signal PWM sur la broche 9, avec une fréquence réglable d'environ 5 Hz à 1 MHz, et un cycle de travail ajustable de 0 à 100 %.

L'appareil est très simple à construire et ne nécessite que quelques composants :

• Microcontrôleur Arduino Nano
• Écran LCD
• Trois résistances de tirage (pull-up)
• Trois boutons poussoirs

Le générateur d'impulsions permet d'ajuster la période de répétition via les boutons connectés aux entrées numériques 6 et 7 de l'Arduino. La broche 13 permet d'ajuster le cycle de travail. La durée et le cycle de travail sont affichés sur la première ligne de l'écran LCD 16×2, et la fréquence sur la deuxième ligne.

Le pas minimal d'ajustement de la période est de 1 µs, ce qui fait varier la fréquence de manière discrète : 1 µs = 1 MHz, 2 µs = 500 kHz, 3 µs = 333,333 kHz, etc. Plus la fréquence diminue, plus l'ajustement devient fluide. C'est peu pratique aux hautes fréquences, mais c'est le prix de la simplicité. Dans une vidéo précédente, j'ai décrit un dispositif similaire utilisant une puce DDS spécialisée qui n'a pas ces inconvénients et offre une plage bien plus large, mais qui est plus complexe à construire.

Pour visualiser le signal de sortie, j'utilise un petit oscilloscope monocanal. Finalement, l'appareil est monté dans un boîtier adapté, devenant un autre outil utile dans le laboratoire d'électronique.

Code

Code Arduino

#include 
#include 

LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2); // RS, E, D4, D5, D6, D7
unsigned long t = 1000, f, k = 512; // défaut 1000 µs (1000 Hz), créneau, impulsion
byte k1, kn, kn1, kn2;
int drive, drive0;

void setup() {
  lcd.begin(16, 2); // LCD 16x2
  pinMode(9, OUTPUT);
  pinMode(6, INPUT); // bouton entrée 6 (- période)
  pinMode(7, INPUT); // bouton entrée 7 (+ période)
  pinMode(13, INPUT); // bouton entrée 13 (+ cycle de travail)
}

void loop() {
  Timer1.initialize(t); // période
  Timer1.pwm(9, k); // k - facteur de remplissage 0-1023

  kn = digitalRead(6);  // bouton entrée 6 (- période d'impulsion)
  kn1 = digitalRead(7); // bouton entrée 7 (+ période d'impulsion)
  kn2 = digitalRead(13); // bouton entrée 13 (+ cycle de travail)

  if (kn == HIGH) { // diminution de la période
    drive++;
    if (drive < 30) { t = t - 1; }
    else if (drive > 30 && drive < 60) { t = t - 10; }
    else if (drive >= 60 && drive < 100) { t = t - 100; }
    else if (drive >= 100) { t = t - 1000; }
  } else {
    drive = 0;
  }

  if (kn1 == HIGH) { // augmentation de la période
    drive0++;
    if (drive0 < 30) { t = t + 1; }
    else if (drive0 > 30 && drive0 < 60) { t = t + 10; }
    else if (drive0 >= 60 && drive0 < 100) { t = t + 100; }
    else if (drive0 >= 100) { t = t + 1000; }
  } else {
    drive0 = 0;
  }

  if (t == 0 || t > 300000) { t = 1; } // limitation durée impulsion min
  if (t > 200000 && t < 300000) { t = 200000; } // limitation durée impulsion max

  f = 1000000 / t; // calcul fréquence
  k1 = k * 100 / 1024; // calcul % cycle de travail

  if (kn2 == HIGH) { // bouton ajustement cycle de travail
    k = k + 16; // pas de 16 sur 1024 (peut faire 8 pour plus doux)
  }
  if (k == 1024) { k = 0; }

  // Affichage sur l'écran
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("T=");
  lcd.print(t);
  lcd.print(" us");
  lcd.setCursor(12, 0);
  lcd.print(k1);
  lcd.print(" %");
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("F=");
  lcd.print(f);
  lcd.print(" Hz");
  delay(300);
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print(" ");
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print(" ");
}

Schémas