Arduino Nanoで作る高周波対応周波数カウンター – 6.5MHzまで測定可能

必要な部品と材料

必要な工具・環境

• はんだごて
• Arduino IDE
• FreqCountライブラリ（GitHub）

プロジェクト概要

Arduino NanoとFreqCountライブラリを使った周波数カウンターです。矩形波・正弦波・三角波に対応し、測定範囲は数Hz〜6.5MHz。測定ゲートタイムを0.1秒、1秒、10秒の3段階で切替可能です。矩形波のみなら整形アンプなしでデジタルピン5に直接入力できます。

構成

• Arduino Nanoマイコン
• 整形アンプ基板（正弦波/三角波を矩形波に変換）
• LCDディスプレイ
• 入力信号種別セレクター
• 入力ジャック
• ゲートタイム切替スイッチ（0.1s / 1s / 10s）

キャリブレーション方法

1. Arduinoライブラリフォルダ内のFreqCount.cppを開く
2. 以下の行を探す:

   #if defined (TIMER_USE_TIMER2) && F_CPU == 12000000L
   float correct = count_output * 0.996155;
   

3. 以下のように書き換え（16MHz動作の場合）:

   #if defined (TIMER_USE_TIMER2) && F_CPU == 16000000L
   float correct = count_output * 1.000000;  // ここを補正係数に
   

4. 1MHzの既知信号を入力し、表示値が1.000000MHzになるよう係数を調整
5. 書き換え後、スケッチを再アップロード

スケッチ

#include <FreqCount.h>
#include <LiquidCrystal.h>

LiquidCrystal lcd(12, 11, 6, 4, 3, 2); // RS, E, D4, D5, D6, D7

void setup() {
  lcd.begin(16, 2);
  pinMode(7, INPUT);  // モード切替スイッチ
  FreqCount.begin(1000); // 初期ゲートタイム 1秒
}

unsigned long f;
float f0;
int x = 0, n = 3, r;

void loop() {
  // モード切替スイッチ（タクトスイッチ）
  if(digitalRead(7) == HIGH) {
    n++; x = 0; delay(100);
  }

  // ゲートタイム設定
  lcd.setCursor(0,1);
  if(n == 1) { if(x==1){FreqCount.begin(100);} r=-1; lcd.print("T = 0.1 s "); }
  if(n == 2) { if(x==1){FreqCount.begin(10000);} r=1; lcd.print("T = 10 s "); }
  if(n == 3) { if(x==1){FreqCount.begin(1000);} r=0; lcd.print("T = 1 s "); }
  if(n > 3) n = 1;

  // 周波数表示
  lcd.setCursor(0,0);
  lcd.print("F = ");
  if(FreqCount.available()) {
    f = FreqCount.read();
    lcd.setCursor(10,1); lcd.print("***");
  }

  // 単位と桁数の自動切替
  if(n == 3) { // 1秒ゲート
    if(f >= 1000000) { f0 = f/1000000.0; lcd.print(f0, 6+r); lcd.print(" MHz"); }
    else { f0 = f/1000.0; lcd.print(f0, 3+r); lcd.print(" kHz"); }
  }
  else if(n == 1) { // 0.1秒ゲート
    if(f >= 100000) { f0 = f/100000.0; lcd.print(f0, 6+r); lcd.print(" MHz"); }
    else { f0 = f/100.0; lcd.print(f0, 3+r); lcd.print(" kHz"); }
  }
  else if(n == 2) { // 10秒ゲート
    if(f >= 10000000) { f0 = f/10000000.0; lcd.print(f0, 6+r); lcd.print(" MHz"); }
    else { f0 = f/10000.0; lcd.print(f0, 3+r); lcd.print(" kHz"); }
  }

  delay(200);
  lcd.clear();
}

回路図