🛑 Проект: защитное отключение нагрузки при выходе частоты генератора NE555 за диапазон

В другом проекте на сайте выход частоты генератора NE555 за диапазон только включает зуммер. Здесь реакция жёстче — реле немедленно обесточивает нагрузку, если частота генератора, используемого как тактовый сигнал другой части схемы, уходит за безопасные границы, не дожидаясь, пока человек услышит сигнал и вмешается сам.

Как это работает

Измерение частоты такое же, как и в проектах с дисплеем и зуммером: `pulseIn()` замеряет полупериоды HIGH и LOW сигнала, их сумма даёт период, а частота считается как 1 000 000, делённое на период в микросекундах. Разница — в реакции кода на выход за диапазон: вместо звукового предупреждения код немедленно снимает питание с реле и держит его в этом состоянии, пока Arduino не будет перезагружена.

Такая более жёсткая реакция уместна, когда неправильная частота способна повредить что-то дальше по схеме (например, если частота управляет скоростью двигателя или синхронизацией другого узла, выход за диапазон не просто "неудобен", а потенциально опасен для оборудования) — звук в такой ситуации недостаточен, нужна именно немедленная остановка.

Пошаговая сборка

Так как реализации данного модуля бывают разные, если у вас на плате нет тех контактов, которые указаны ниже — сориентируйтесь по названиям контактов на своей плате.

Модуль NE555: выходной пин (OUT) → D7 Arduino, VCC → 5V, GND → GND.
Модуль реле: сигнальный вход → D4, VCC → 5V, GND → GND.
Нагрузку, зависящую от стабильной частоты NE555, подключайте через COM/NO реле строго по инструкции модуля — эта часть схемы может работать с реальным напряжением нагрузки и должна быть собрана аккуратно и изолированно.
Настройте генератор на нужную рабочую частоту подстроечным резистором на плате NE555 перед тем, как задавать границы диапазона в коде.

Скетч

// ВНИМАНИЕ: рекомендую отладить код через монитор порта, так как я языковая
// модель, а не специализированный кодер, и могу что-то упустить. Основу
// и идею я накидал, но проверьте под свою схему.

const int SIGNAL_PIN = 7;
const int RELAY_PIN = 4;

const float MIN_FREQ = 950.0;
const float MAX_FREQ = 1050.0;

bool tripped = false;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(SIGNAL_PIN, INPUT);
  pinMode(RELAY_PIN, OUTPUT);
  digitalWrite(RELAY_PIN, HIGH); // нагрузка включена в обычном режиме
}

void loop() {
  if (tripped) {
    digitalWrite(RELAY_PIN, LOW);
    return;
  }

  unsigned long highTime = pulseIn(SIGNAL_PIN, HIGH, 100000);
  unsigned long lowTime = pulseIn(SIGNAL_PIN, LOW, 100000);

  if (highTime == 0 || lowTime == 0) {
    tripped = true; // отсутствие сигнала тоже считаем аварией
    Serial.println("СИГНАЛ ПОТЕРЯН! Нагрузка отключена.");
    return;
  }

  float frequency = 1000000.0 / (highTime + lowTime);
  Serial.print("Частота: ");
  Serial.println(frequency);

  if (frequency < MIN_FREQ || frequency > MAX_FREQ) {
    tripped = true;
    digitalWrite(RELAY_PIN, LOW);
    Serial.println("ЧАСТОТА ЗА ПРЕДЕЛАМИ НОРМЫ! Нагрузка отключена.");
  }

  delay(100);
}

Дополнительных библиотек не требуется — только встроенные `pulseIn()`. Как и в других защитных проектах на сайте, после срабатывания нагрузка остаётся отключённой до перезагрузки Arduino — осознанное решение безопасности, а не ошибка.

Частые проблемы

Отключается сразу после настройки — проверьте реальную частоту в мониторе порта и подберите `MIN_FREQ`/`MAX_FREQ` с небольшим запасом, а не впритык.
Не отключается при явном уходе частоты — слишком широкие границы; сузьте `MIN_FREQ`/`MAX_FREQ`.
Срабатывает почти сразу, "сигнал потерян" — проверьте подключение выхода NE555 к D7, а не к VCC/GND по ошибке.
Нагрузка не включается после перезагрузки без реальной проблемы — проверьте, что `tripped` сбрасывается в `false` при каждом старте (происходит автоматически).

Как улучшить проект

Добавить отдельный зуммер или светодиод именно для сигнала аварийного отключения, не зависящий от самой нагрузки.
Логировать во внешнюю EEPROM момент и значение частоты в момент срабатывания для анализа причины.
Добавить кнопку ручного сброса защиты вместо обязательной полной перезагрузки Arduino.