Tutorial om analog til digital konvertering: 7 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:29

Hej fyre, jeg er undervisningsassistent for en introduktion til ingeniørklassen for biomedicinske ingeniørfag på Vanderbilt University i dette semester. Jeg lavede denne video for at forklare dem analog-til-digital konvertering, fordi tiden løb tør i løbet af timen, og jeg ikke nåede dette punkt i foredraget. Jeg løb over Teach It! Instructables konkurrerer og tænkte, at hvis jeg allerede havde lavet videoen, hvorfor ikke deltage i konkurrencen, så her går.

Videoen giver en enkel introduktion til analog-til-digital konvertering og forklarer derefter, hvordan dette vedrører læsning af data fra et accelerometer ved hjælp af en Arduino. For dem af jer, der ikke ved, som navnet antyder, måler et accelerometer tyngdekraften på enheden. Dette særligt accelerometer måler acceleration i x-, y- og z -akserne. Accelerometeret, jeg bruger i demoen, er MMA7361, og databladet kan findes online. Databladet vil give mere dybdegående information om selve accelerometeret. Hvis du søger efter "MMA7361 filetype: pdf" i Google, skal den dukke op med det samme. Det er også vedhæftet denne vejledning. Hvis du ikke er vant til at læse datablade, kan det være lidt skræmmende. Spørg gerne, hvis du har spørgsmål. Derudover blev det accelerometer -modul, jeg bruger, købt på Amazon fra Virtuabotix, hvis du er interesseret. Anyways, her er min video. Selve videoen er selvforsynende, men jeg fremhævede de store dele af den i trin, hvis du vil have et hurtigt resumé. Jeg håber du lærer noget af det. Og hvis du har spørgsmål, er du velkommen til at stille.

Hvis du kan lide min Instructable, kan du overveje at stemme på den i Instructables Teach It! Konkurrence.

Trin 1: Hvad er analog-til-digital konvertering

Analog-til-digital konvertering (ADC) er processen, der tager et variabelt signal og "digitaliserer" signalet, så en computer kan behandle det.

Trin 2: Bits Eller … Antal stater

En Arduino har en 10-bit ADC, hvilket betyder, at de spændinger, Arduino læser fra en sensor (i vores tilfælde er sensoren et accelerometer) repræsenteres af et tal i området 0-1023. Den maksimale spænding, en Arduino læser, er 5 V, og den mindste er 0 V. Disse spændinger repræsenteres med henholdsvis 1023 og 0.

En diskussion om bits kan blive lidt mere omfattende og lidt uden for omfanget af denne Instructable, så du er velkommen til at udforske dette lidt mere på egen hånd eller spørg mig i kommentarfeltet.

Trin 3: Konvertering fra spænding til ADC-output og omvendt

Hvis du læser en spænding på 2,5 V, kan du beregne Arduinos ADC -output ved at lave en simpel andel. Ofte læser du en ukendt spænding og vil bruge Arduino's ADC -udgang til at bestemme, hvilken spænding du registrerer. Du skal blot ændre andelen i overensstemmelse hermed.

Trin 4: Forståelse af accelerometre

Vi kan bruge en Arduino til at registrere spændingen, der udsendes af et accelerometer. Denne spænding svarer til en acceleration.

Trin 5: Accelerometer ovenfra

Hvis vi har accelerometeret oppefra, er det de værdier, vi kan forvente at få fra Arduino's ADC.

Beklager, at jeg brugte "x" som min variabel i dette eksempel. Vi beregner accelerationen i "z-aksen". At bruge "x" som min variabel er en vane. "x" var den første valgbare variabel i mine algebra -klasser.

Trin 6: Accelerometer med bunden opad

Hvis vi har accelerometeret i bunden opad (z-aksen nedad), er det de værdier, vi kunne forvente.

Igen beregner vi acceleration i z-aksen ikke "x".

Trin 7: Afslutning

Anyways, det er det. Jeg håber du har lært noget af dette.

Hvis du kunne lide min Instructable, kan du overveje at stemme på den i Instructables Teach It! Konkurrence.