Zelfstudie analoog naar digitaal converteren - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:18

Hallo allemaal, ik ben een onderwijsassistent voor een introductie in de techniekklas voor biomedische techniek majors aan de Vanderbilt University dit semester. Ik heb deze video gemaakt om de conversie van analoog naar digitaal aan hen uit te leggen, omdat de tijd tijdens de les opraakte en ik tijdens de lezing niet op dit punt kwam. Ik kwam de Teach It! Instructables-wedstrijd en dacht dat als ik de video al had gemaakt, waarom niet meedoen aan de wedstrijd, dus hier gaat het.

De video geeft een eenvoudige introductie tot analoog-naar-digitaal conversie en legt vervolgens uit hoe dit zich verhoudt tot het lezen van gegevens van een versnellingsmeter met behulp van een Arduino. Voor degenen onder u die het niet weten, zoals de naam al doet vermoeden, meet een versnellingsmeter de zwaartekracht op het apparaat. Deze accelerometer meet versnelling in de x-, y- en z-assen. De versnellingsmeter die ik in de demo gebruik is de MMA7361 en de datasheet is online te vinden. De datasheet geeft meer diepgaande informatie over de versnellingsmeter zelf. Als u zoekt op "MMA7361 filetype:pdf" in Google, zou het meteen moeten verschijnen. Het is ook bevestigd in deze Instructable. Als u niet gewend bent om datasheets te lezen, kan het een beetje intimiderend zijn. Aarzel niet om te vragen als u vragen heeft. Bovendien is de accelerometermodule die ik gebruik op Amazon gekocht bij Virtuabotix, als je geïnteresseerd bent. Hoe dan ook, hier is mijn video. De video zelf is zelfvoorzienend, maar ik heb de belangrijkste delen ervan in stappen benadrukt als je een snelle samenvatting wilt. Ik hoop dat je er iets van leert. En als je vragen hebt, stel ze gerust.

Als je mijn Instructable leuk vindt, overweeg dan om ervoor te stemmen in de Instructables Teach It! Wedstrijd.

Stap 1: Wat is analoog-naar-digitaal conversie?

Analoog-naar-digitaal conversie (ADC) is het proces waarbij een variabel signaal wordt genomen en het signaal wordt "gedigitaliseerd", zodat een computer het kan verwerken.

Stap 2: Bits of… Aantal staten

Een Arduino heeft een 10-bit ADC, wat betekent dat de spanningen die de Arduino van een sensor leest (in ons geval is de sensor een versnellingsmeter) wordt weergegeven door een getal in het bereik van 0-1023. De maximale spanning die een Arduino leest is 5 V en de kleinste is 0 V. Deze spanningen worden respectievelijk weergegeven door 1023 en 0.

Een discussie over bits kan iets uitgebreider worden en een beetje buiten het bestek van deze Instructable, dus voel je vrij om dit zelf wat meer te verkennen of vraag het me in de sectie Opmerkingen.

Stap 3: Omzetten van spanning naar ADC-uitgang en vice versa

Als u een spanning van 2,5 V leest, kunt u de ADC-uitgang van de Arduino berekenen door een eenvoudige verhouding te doen. Vaak lees je een onbekende spanning en wil je de ADC-uitgang van de Arduino gebruiken om te bepalen welke spanning je waarneemt. Pas de verhouding dienovereenkomstig aan.

Stap 4: versnellingsmeters begrijpen

We kunnen een Arduino gebruiken om de spanning te detecteren die wordt uitgevoerd door een versnellingsmeter. Deze spanning komt overeen met een versnelling.

Stap 5: versnellingsmeter met de bovenkant naar boven

Als we de versnellingsmeter met de bovenkant naar boven hebben, zijn dit de waarden die we kunnen verwachten van de ADC van de Arduino.

Sorry, ik gebruikte "x" als mijn variabele in dit voorbeeld. We berekenen de versnelling in de "z-as". Het gebruik van "x" als mijn variabele is een gewoonte. "x" was de eerste variabele naar keuze in mijn algebra-lessen.

Stap 6: Versnellingsmeter met de onderkant naar boven

Als we de versnellingsmeter met de onderkant naar boven (z-as naar beneden) hebben, zijn dit de waarden die we zouden kunnen verwachten.

Nogmaals, we berekenen versnelling in de z-as, niet "x".

Stap 7: Afronding

Hoe dan ook, dat is het. Ik hoop dat je hier iets van hebt geleerd.

Als je mijn Instructable leuk vond, overweeg dan om ervoor te stemmen in de Instructables Teach It! Wedstrijd.