Výukový program analógovo -digitálnej konverzie: 7 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:59

Hej, chlapci, som asistentom učiteľa pre úvod do inžinierskeho kurzu pre biomedicínske inžinierstvo na Vanderbilt University v tomto semestri. Toto video som vytvoril, aby som im vysvetlil prevod z analógového na digitálny, pretože počas vyučovania uplynul čas a ja som sa v prednáške nedostal k tomuto bodu. Narazil som na Teach It! Súťaž Instructables a napadlo ma, že keď som už video vytvoril, prečo ho nezaradiť do súťaže, tak idem na to.

Video ponúka jednoduchý úvod do analógovo-digitálnej konverzie a potom vysvetľuje, ako to súvisí s čítaním údajov z akcelerometra pomocou Arduina. Pre tých z vás, ktorí nevedia, ako naznačuje názov, akcelerometer meria gravitačné napätie na zariadení. Tento obzvlášť akcelerometer meria zrýchlenie v osiach x, y a z. Akcelerometer, ktorý používam v ukážke, je MMA7361 a údajový list je k dispozícii na internete. Dátový list poskytne podrobnejšie informácie o samotnom akcelerometri. Ak hľadáte v službe Google „MMA7361 typ súboru: pdf“, malo by sa objaviť hneď. Je tiež pripojený v tomto návode. Ak nie ste zvyknutí čítať údajové listy, môže to byť trochu zastrašujúce. V prípade akýchkoľvek otázok sa pokojne pýtajte. Ak máte záujem, modul akcelerometra, ktorý používam, bol navyše zakúpený na Amazone od spoločnosti Virtuabotix. Každopádne, tu je moje video. Samotné video je sebestačné, ale ak chcete rýchle zhrnutie, zvýraznil som jeho hlavné časti v krokoch. Dúfam, že sa z toho niečo naučíš. A ak máte nejaké otázky, pokojne sa pýtajte.

Ak sa vám môj Instructable páči, zvážte jeho hlasovanie v Instructables Teach It! Súťaž.

Krok 1: Čo je to analógovo-digitálna konverzia

Analógovo-digitálna konverzia (ADC) je proces, pri ktorom sa prijíma premenný signál a signál sa „digitalizuje“tak, aby ho počítač mohol spracovať.

Krok 2: Bity alebo … Počet štátov

Arduino má 10-bitový ADC, čo znamená, že napätia, ktoré Arduino číta z nejakého senzora (v našom prípade je senzor akcelerometer), je reprezentované číslom v rozsahu 0-1023. Maximálne napätie, ktoré Arduino číta, je 5 V a najmenšie 0 V. Tieto napätia predstavujú 1023 a 0.

Diskusia o kúskoch môže byť trochu rozsiahlejšia a trochu presahujúca rámec tohto pokynu, takže to môžete preskúmať trochu viac sami alebo sa ma opýtajte v sekcii komentárov.

Krok 3: Konverzia z napätia na výstup ADC a naopak

Ak čítate napätie 2,5 V, môžete vypočítať výstup ADC Arduina jednoduchým pomerom. Často čítate neznáme napätie a chcete použiť ADC výstup Arduina na určenie, aké napätie snímate. Jednoducho podľa toho upravte pomer.

Krok 4: Pochopenie akcelerometrov

Na snímanie napätia vychádzajúceho z akcelerometra môžeme použiť Arduino. Toto napätie zodpovedá zrýchleniu.

Krok 5: Akcelerometer zhora nahor

Ak máme akcelerometer zhora, sú to hodnoty, ktoré môžeme očakávať od ADC Arduina.

Ospravedlňujeme sa, v tomto prípade som ako premennú použil „x“. Vypočítavame zrýchlenie v „osi z“. Používanie „x“ako premennej je zvyk. „x“bola prvou zvolenou premennou v mojich triedach algebry.

Krok 6: Akcelerometer zdola nahor

Ak máme akcelerometer zdola nahor (os z dole), sú to hodnoty, ktoré by sme mohli očakávať.

Opäť počítame zrýchlenie v osi z, nie „x“.

Krok 7: Zbaliť

Každopádne to je všetko. Dúfam, že ste sa z toho niečo naučili.

Ak sa vám môj Instructable páčil, zvážte jeho hlasovanie v Instructables Teach It! Súťaž.