Opplæring i analog til digital konvertering: 7 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:24

Hei, jeg er lærerassistent for en introduksjon til ingeniørklassen for biomedisinske ingeniørfag ved Vanderbilt University dette semesteret. Jeg laget denne videoen for å forklare analog-til-digital konvertering for dem fordi tiden gikk tom i løpet av timen og jeg ikke kom til dette punktet i forelesningen. Jeg løp over Teach It! Instructables konkurrerer og tenkte at hvis jeg allerede hadde laget videoen, hvorfor ikke delta i konkurransen, så her går det.

Videoen gir en enkel introduksjon til analog-til-digital konvertering og forklarer deretter hvordan dette forholder seg til å lese data fra et akselerometer ved hjelp av en Arduino. For de av dere som ikke vet, som navnet antyder, måler et akselerometer tyngdekraften på enheten. Dette spesielt akselerometeret måler akselerasjon i x-, y- og z -aksene. Akselerometeret jeg bruker i demoen er MMA7361 og databladet finnes på nettet. Databladet vil gi mer grundig informasjon om selve akselerometeret. Hvis du søker "MMA7361 filetype: pdf" i Google, bør den dukke opp rett opp. Den er også vedlagt i denne instruksjonsboken. Hvis du ikke er vant til å lese datablad, kan det være litt skremmende. Spør gjerne hvis du har spørsmål. I tillegg ble akselerometermodulen jeg bruker kjøpt på Amazon fra Virtuabotix, hvis du er interessert. Uansett, her er videoen min. Selve videoen er selvforsynt, men jeg fremhevet de viktigste delene av den i trinn hvis du vil ha en rask oppsummering. Jeg håper du lærer noe av det. Og hvis du har spørsmål, kan du gjerne spørre.

Hvis du liker min Instructable, kan du vurdere å stemme på den i Instructables Teach It! Konkurranse.

Trinn 1: Hva er analog-til-digital konvertering

Analog-til-digital konvertering (ADC) er at prosessen tar et variabelt signal og "digitaliserer" signalet slik at en datamaskin kan behandle det.

Trinn 2: Bit eller… Antall stater

En Arduino har en 10-bits ADC, noe som betyr at spenningene som Arduino leser fra en sensor (i vårt tilfelle er sensoren et akselerometer) er representert med et tall i området 0-1023. Maks spenningen en Arduino leser er 5 V og den minste er 0 V. Disse spenningene er representert med henholdsvis 1023 og 0.

En diskusjon om biter kan bli litt mer omfattende og litt utenfor omfanget av denne instruksjonsboken, så du kan utforske dette litt mer på egen hånd eller spør meg i kommentarfeltet.

Trinn 3: Konvertering fra spenning til ADC-utgang og omvendt

Hvis du leser en spenning på 2,5 V, kan du beregne Arduinos ADC -utgang ved å gjøre en enkel proporsjon. Ofte leser du en ukjent spenning og vil bruke Arduinos ADC -utgang for å bestemme hvilken spenning du føler. Bare endre andelen tilsvarende.

Trinn 4: Forståelse av akselerometre

Vi kan bruke en Arduino til å kjenne spenningen som sendes ut av et akselerometer. Denne spenningen tilsvarer en akselerasjon.

Trinn 5: Akselerometer ovenfra

Hvis vi har akselerometeret oppå, er dette verdiene vi kan forvente å få fra Arduino ADC.

Beklager at jeg brukte "x" som variabel i dette eksemplet. Vi beregner akselerasjonen i "z-aksen". Å bruke "x" som variabel er en vane. "x" var den første variabelen som ble valgt i mine Algebra -klasser.

Trinn 6: Akselerometer med undersiden opp

Hvis vi har akselerometeret med undersiden opp (z-aksen ned), er dette verdiene vi kan forvente.

Igjen, vi beregner akselerasjon i z-aksen ikke "x".

Trinn 7: Avslutning

Uansett, det er det. Jeg håper du har lært noe av dette.

Hvis du likte min Instructable, kan du vurdere å stemme på den i Instructables Teach It! Konkurranse.