INBI
Frecuencímetro
Universidad de Guadalajara
Programación de Sistemas Embebidos
Ingeniería Biomédica
Integrantes
Dilliam Ontiveros Miramontes
Diego Ponce Figueroa
Moisés Alberto García Miranda
MARZO 2025
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Introducción
Un frecuencímetro es un instrumento que mide la frecuencia de una señal periódica
(generalmente una onda cuadrada, sinusoidal o pulsos), expresándola en Hertz (Hz). Se usa
en electrónica, telecomunicaciones y mecánica para:
•
Medir la velocidad de motores (RPM).
•
Analizar osciladores (como el NE555).
•
Verificar señales de radio, audio o relojes digitales.
El NE555 es un circuito integrado (CI) temporizador/oscilador que en su interior contiene
diversos componentes interconectados entre si, posee 8 pines, su función principal es
producir pulsos con una gran precisión, es de fácil implementación y bajo costo para
implementar en proyectos de electrónica.
¿Para qué sirve el NE555?
NE555 tiene diversas aplicaciones de fácil configuración, de las cuales las más comunes son:
•
Temporizador: para poder activar o desactivar circuitos durante un cierto tiempo
determinado.
•
Generador de señal de onda cuadrada: Estas señales se pueden ajustar los ciclos de
trabajos.
Objetivo
En esta práctica, los estudiantes implementarán un frecuencímetro utilizando un Arduino
UNO. Se utilizará un circuito basado en el temporizador NE555 para generar una señal de
prueba cuya frecuencia será medida y visualizada en un display LCD 16x2.
Materiales necesarios:
•
Arduino UNO
•
Display LCD 16x2
•
Protoboard
•
Cables de conexión
•
NE555
•
2 potenciómetros de 10 kilo-ohms
•
Capacitor de 100 nF (código 104)
•
Capacitor electrolítico de 1uF
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Desarrollo del proyecto
Especificaciones del Pinout del NE555
•
GND/Tierra (PIN 1): Salida a tierra.
•
Trigger/Disparo (PIN 2): Para activar o no la señal de salida.
•
Output/Salida (PIN 3): Se puede ver el resultado en este pin dependiendo la
configuración que se tenga.
•
Reset/Reiniciar (PIN 4): Se activa con un estado lógico «0» en caso de que no se
vaya a ocupar se recomienda que se mande a «1» para evitar que se reinicie.
•
Control Voltage/Control de Voltaje (PIN 5): Puede variar entre un 40 y un 90 % de
VCC en la configuración monoestable, en cambio sí está en configuración astable,
puede variar el voltaje entre 1.7V hasta VCC o también puede producir.
•
Threshold/Umbral (PIN 6): Es una entrada al comparador de voltaje que tiene el
555 y este se utiliza para poder mandar a un nivel bajo la salida.
•
Discharge/Descarga (PIN 7): Se utiliza para darle una descarga al condensador
en cualquiera de las configuraciones .
•
VCC/Alimentación (PIN 8): Tensión de alimentación de 4.6 V a 16 v Máx.
Cuenta con dos tipos de configuraciones de operación:
•
Astable: Esta configuración lo que permite es que pueda intercambiar entre los
dos estados posibles «0» o «1» automáticamente.
•
Monoestable: Para este tipo de configuración permite cambiar de estado
siempre y cuando se le mande una señal de excitación externa hacia el disparo.
Figura 1. Pinout del NE555.
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Metodología
Ensamblado del circuito generador de señal con NE555:
El circuito generador de señal se basa en un temporizador NE555 configurado en modo
astable. Los valores de los componentes seleccionados permitirán ajustar la frecuencia de
salida.
a. Conectar el NE555 en la protoboard asegurando que cada pin esté correctamente
ubicado.
b. Conectar el pin 1 del NE555 a tierra (GND).
c. Conectar el pin 8 del NE555 a 5V de Arduino.
d. Conectar un potenciómetro de 10 kilo-ohms entre 5V y GND, y el punto medio al pin 7
del NE555.
e. Colocar otro potenciómetro de 10 kilo-ohms entre el pin 7 y el pin 6 del NE555.
f. Conectar un capacitor de 100 nF (código 104) entre el pin 6 y tierra (GND).
g. Conectar un capacitor electrolítico de 1uF entre el pin 5 y tierra (GND) para estabilizar la
señal.
h. Unir los pines 2 y 6 del NE555 con un cable de conexión.
i. Conectar el pin 4 del NE555 a 5V para habilitar el funcionamiento del circuito.
j. La salida del generador de señal será el pin 3 del NE555, que se conectará a la entrada de
medición en el Arduino.
Figura 2. Diagrama del circuito
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Conexión del LCD 16x2 al Arduino:
Para conectar el LCD por I2C:
•
VCC → 5V
•
GND → GND
•
SDA → Pin A4 del Arduino
•
SCL → Pin A5 del Arduino
Figura 3. Diagrama de conexión de LCD 16X2 I2C.
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Implementación del código en Arduino
Para medir la frecuencia de la señal generada por el NE555, se implementará un código en
Arduino que:
•
Lea la señal en un pin digital de entrada.
•
Calcule la frecuencia contando los pulsos en un intervalo de tiempo determinado.
•
Muestre la frecuencia medida en el display LCD 16x2.
Configuración Inicial
Wire.h: Permite la comunicación I2C con el LCD.
LiquidCrystal_I2C.h: Controla pantallas LCD con interfaz I2C.
lcd(0x27, 16, 2): Crea un objeto para controlar un LCD de 16 columnas × 2 filas, con
dirección I2C 0x27 (puede ser 0x3F según el módulo).
Variables
signalPin: Pin digital (D2) donde se conecta la señal del NE555.
pulseCount: Cuenta los pulsos de la señal (se incrementa en la interrupción).
previousMillis e interval: Controlan el tiempo entre mediciones (1 segundo).
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Función principal
lcd.begin(): Inicializa el LCD.
backlight(): Enciende la luz de fondo.
setCursor(0, 0): Posiciona el cursor en la primera fila.
pinMode(): Configura signalPin como entrada.
attachInterrupt(): Configura una interrupción en el flanco de subida (RISING)
de signalPin. Cada vez que ocurre, se ejecuta countPulses().
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Loop
millis(): Obtiene el tiempo actual en milisegundos.
Cada segundo (interval), calcula la frecuencia:
Fórmula: frecuencia = pulsos / tiempo (en este caso, pulseCount / 1 segundo).
Se ejecuta automáticamente cada vez que hay un flanco de subida en signalPin.
Incrementa pulseCount en 1 (cuenta un pulso más).
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Resultados
Los resultados de nuestra práctica fueron favorables, ya que pudimos realizar con éxito un
frecuencímetro en Arduino.
Imagen 1. Montaje del circuito.
Imagen 2. Montaje del circuito desde otro ángulo
Imagen 3. Pantalla LCD mostrando frecuencias.
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