Handledning för analog till digital konvertering: 7 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:45

Hej killar, jag är lärarassistent för en introduktion till ingenjörsklass för biomedicinsk ingenjörsvetenskap vid Vanderbilt University den här terminen. Jag skapade den här videon för att förklara analog-till-digital konvertering för dem eftersom tiden tog slut under lektionen och jag inte kom till den här punkten i föreläsningen. Jag sprang över Teach It! Instructables tävlar och tänkte att om jag redan hade videon skapad, varför inte delta i tävlingen, så här går det.

Videon ger en enkel introduktion till analog-till-digital-konvertering och förklarar sedan hur detta förhåller sig till att läsa data från en accelerometer med en Arduino. För er som inte vet, som namnet antyder, mäter en accelerometer mätningens dragkraft på enheten. Denna särskilt accelerometer mäter acceleration i x-, y- och z -axlarna. Den accelerometer jag använder i demon är MMA7361 och databladet finns online. Databladet kommer att ge mer fördjupad information om själva accelerometern. Om du söker "MMA7361 filtype: pdf" i Google, ska den dyka upp direkt. Det finns också bifogat i denna instruktionsbok. Om du inte är van att läsa datablad kan det vara lite skrämmande. Fråga gärna om du har några frågor. Dessutom köptes accelerometermodulen som jag använder på Amazon från Virtuabotix, om du är intresserad. Här är i alla fall min video. Videon i sig är självförsörjande, men jag markerade de viktigaste delarna av den i steg om du vill ha en snabb sammanfattning. Jag hoppas att du lär dig något av det. Och om du har några frågor är du välkommen att fråga.

Om du gillar min Instructable, kan du överväga att rösta på den i Instructables Teach It! Tävling.

Steg 1: Vad är analog-till-digital konvertering

Analog-till-digital konvertering (ADC) är att processen tar en variabel signal och "digitaliserar" signalen så att en dator kan bearbeta den.

Steg 2: Bits Eller … Antal stater

En Arduino har en 10-bitars ADC, vilket betyder att spänningarna som Arduino läser från någon sensor (i vårt fall är sensorn en accelerometer) representeras av ett tal i intervallet 0-1023. Den maximala spänningen som en Arduino läser är 5 V och den minsta är 0 V. Dessa spänningar representeras av 1023 respektive 0.

En diskussion om bitar kan bli lite mer omfattande och lite utanför ramen för denna Instructable, så utforska gärna detta lite mer på egen hand eller fråga mig i kommentarfältet.

Steg 3: Konvertering från spänning till ADC-utgång och vice versa

Om du läser en spänning på 2,5 V kan du beräkna Arduinos ADC -utgång genom att göra en enkel proportion. Ofta läser du en okänd spänning och vill använda Arduinos ADC -utgång för att avgöra vilken spänning du känner. Ändra bara andelen i enlighet därmed.

Steg 4: Förstå accelerometrar

Vi kan använda en Arduino för att känna av spänningen som matas ut av en accelerometer. Denna spänning motsvarar en acceleration.

Steg 5: Accelerometer uppifrån

Om vi har accelerometern uppifrån är det de värden vi kan förvänta oss att få från Arduino ADC.

Förlåt att jag använde "x" som min variabel i detta exempel. Vi beräknar accelerationen i "z-axeln". Att använda "x" som min variabel är en vana. "x" var den första variabeln som valdes i mina Algebra -klasser.

Steg 6: Accelerometer nedifrån och upp

Om vi har accelerometern med undersidan uppåt (z-axeln nedåt) är detta de värden vi kan förvänta oss.

Återigen beräknar vi acceleration i z-axeln inte "x".

Steg 7: Avslutning

Hur som helst, det är det. Jag hoppas att du har lärt dig något av detta.

Om du gillade min Instructable, vänligen överväg att rösta på den i Instructables Teach It! Tävling.