Tutorial de conversió analògica a digital: 7 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

Hola nois, sóc assistent docent per a una introducció a la classe d'enginyeria per a especialitats en enginyeria biomèdica a la Universitat de Vanderbilt aquest semestre. Vaig crear aquest vídeo per explicar-los la conversió analògica-digital perquè els temps es van acabar durant la classe i no vaig arribar a aquest punt a la conferència. Vaig creuar el programa Teach It! Concurs d’instructibles i vaig pensar que si ja tenia el vídeo creat, per què no inscriure’l al concurs, així que aquí va?

El vídeo proporciona una introducció senzilla a la conversió analògica-digital i, a continuació, explica com es relaciona això amb la lectura de dades des d’un acceleròmetre mitjançant un Arduino. Per a aquells que no sabeu, com el seu nom indica, un acceleròmetre mesura l’atracció gravitatòria del dispositiu. Aquest acceleròmetre, particularment, mesura l’acceleració en els eixos x, y i z. L’acceleròmetre que faig servir a la demostració és el MMA7361 i el full de dades es pot trobar en línia. El full de dades proporcionarà informació més detallada sobre el propi acceleròmetre. Si cerqueu "MMA7361 filetype: pdf" a Google, hauria d'aparèixer. També s'adjunta en aquest document instructiu. Si no esteu acostumat a llegir fulls de dades, pot ser que sigui una mica intimidatori. No dubteu a preguntar si teniu cap pregunta. A més, el mòdul d’acceleròmetre que estic fent servir s’ha comprat a Amazon a Virtuabotix, si us interessa. De totes maneres, aquí teniu el meu vídeo. El vídeo en si és autosuficient, però he destacat les parts principals en passos si voleu un resum ràpid. Espero que en apreneu alguna cosa. I si teniu cap pregunta, no dubteu a fer-ho.

Si us agrada el meu Instructable, penseu en votar-lo a la secció Instructables Teach It! Concurs.

Pas 1: què és la conversió analògica a digital

La conversió analògica a digital (ADC) és el procés que pren un senyal variable i "digitalitza" el senyal perquè un ordinador pugui processar-lo.

Pas 2: bits o … Nombre d'estats

Un Arduino té un ADC de 10 bits, és a dir, que les tensions que l'Arduino està llegint des d'algun sensor (en el nostre cas el sensor és un acceleròmetre) es representen mitjançant un número en el rang de 0-1023. La tensió màxima que llegeix un Arduino és de 5 V i la més petita de 0 V. Aquestes tensions estan representades per 1023 i 0 respectivament.

Una discussió sobre bits pot resultar una mica més extensa i una mica fora de l’abast d’aquest instructiu, així que no dubteu a explorar-ho una mica més pel vostre compte o pregunteu-me-ho a la secció de comentaris.

Pas 3: convertir de la tensió a la sortida ADC i viceversa

Si esteu llegint un voltatge de 2,5 V, podeu calcular la sortida ADC d’Arduino fent una proporció senzilla. Sovint, esteu llegint un voltatge desconegut i voleu utilitzar la sortida ADC d’Arduino per determinar quina tensió detecteu. Simplement modifiqueu la proporció en conseqüència.

Pas 4: entendre els acceleròmetres

Podem utilitzar un Arduino per detectar la tensió que produeix un acceleròmetre. Aquest voltatge correspon a una acceleració.

Pas 5: acceleròmetre cap amunt

Si tenim l’acceleròmetre cap amunt, aquests són els valors que podem esperar obtenir de l’ADC d’Arduino.

Ho sento, he utilitzat "x" com a variable en aquest exemple. Estem calculant l'acceleració a l '"eix z". Utilitzar "x" com a variable és un hàbit. "x" va ser la primera variable que vaig triar a les meves classes d'Àlgebra.

Pas 6: acceleròmetre de baix cap amunt

Si tenim l’acceleròmetre cap avall cap amunt (eix z cap avall), aquests són els valors que podríem esperar.

Una vegada més, estem calculant l'acceleració en l'eix z que no és "x".

Pas 7: resum

De totes maneres, això és tot. Espero que n’hagueu après alguna cosa.

Si us ha agradat el meu Instructable, si us plau, considereu votar-lo a la secció Instructables Teach It! Concurs.