Sampling Rate/Aliasing Instructable: 8 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:26

Jeg ønsker å lage et pedagogisk prosjekt som demonstrerer aliasing (og samplingsfrekvenser) og er ment å bli plassert på et nettsted som en ressurs for studenter som lærer om aliasing.

Trinn 1: Kretsoppsett

Arduino

Arduino er grunnlaget for kretsen; støtter servomotoren (med montert koderhjul) og den plasserte hall -effektsensoren.

-Koderhjul: Koderhjulets formål er å suspendere en magnet som roterer i en sirkulær bane, og svever over en plassert hall -effektsensor.

-Sensoroppsett: Hall -effekt -senoren er plassert under magnetens rotasjonsbane, formålet er å spore magnetens passering med forskjellige rotasjonshastigheter og datainnsamlingshastigheter.

---------------------------------------------------------------------------------------------------------

Deltrinn:

1. Skaff materialer:

   Arduino (+ brødbrett), ledninger, encoderhjul, magnet, hall -effektsensor, servomotor, Matlab -applikasjon, Arduino -applikasjon

2. Klipp ut koderhjulet, monter det på servoen, skyv magneten inn i sporet.
3. Fest hall -effekt senor under magnetbanen (trådforlengelse av sensoren kan være nødvendig).
4. Bygg krets.

Trinn 2: Arduino -kode

Metode for datainnsamling

Arduino -koden bruker [linje 41] til å samle informasjon, via 'Analog In' A0 -porten, fra hall -effektsensoren

Metode for seriell dataoverføring

• [Linje 43] Viser i serienummeret en variabel 'timer' som implementerer funksjonen 'millis ()' for å beholde en løpende timer i millisekunder i løpet av programmet.
• [Linje 45] Viser en variabel 'hallsensor' i seriell monitor som implementerer 'analogRead' for å få informasjon fra hall -effekt -senoren mens programmet kjøres.

Formålet med parameteren forsinkelse ()

Formålet med parameteren delay () er å variere responstiden for datainnsamling som mottas fra hall -effektsensoren

---------------------------------------------------------------------------------------------------------

Deltrinn:

Skriv inn Arduino -kode i Arduino -applikasjonen

Trinn 3: Matlab -kode (HallRT -fil)

-Metode for datamottak - [Figur 3: Linje 77]

Innhenting av data fra ArduinoStep

---------------------------------------------------------------------------------------------------------

Deltrinn:

Inndata Matlab -kode er over tall, lagre i HallRT -fil

Trinn 4: Matlab -kode (thresh_analyze)

Metode for å telle topper [Figur 2: Linje 45-53]

• Bruken av flagget i denne Matlab-koden er slik at når for-sløyfen snubler over en 'aRval' som er større enn det forhåndsinnstilte 'tresk'-verditallet vil øke med en, vil toppen bli markert med en stjerne, og if-setningen [Linje 45-50] vil bryte fordi flagg = 1. Den andre if-setningen med et flagg [Linje 51-53] indikerer at når toppen er nådd og verdiene begynner å synke rundt toppen, så flagg = 0 og for -løkken fortsetter å søke etter flere topper.

• Parametere/Nødvendige verdier:

  • 'aRval': De innsamlede dataene fra en prøvekjøring.
  • 'tersk': En valgt verdi for å indikere alt over det i aRval som en topp.

---------------------------------------------------------------------------------------------------------

Deltrinn:

Lag en annen Matlab -fil "thresh_analyze"

Trinn 5: Prøve 1: Ingen aliasing

Figur 1: Data Trial @ Delay 200 Figur 2: Thresh Analyzed Data

-Forsinkelsesparameter: 200

Topper:

Antall = 45

-Antall omdreininger per minutt:

45 Omdreininger/minutt

---------------------------------------------------------------------------------------------------------

Deltrinn:

1. Koble Arduino til den bærbare datamaskinen.

   Sett forsinkelsen i Arduino -koden til "200". Trykk på Last opp (øverst til venstre i programmet)

2. Gå til din Matlab -fil HallRT [Linje 37] og endre variabelen 'delayTime' til 200.
3. Kjør HallRT -programmet.
4. Lagre Matlab -filen under "delay_200". (Lagre figur)
5. Last inn filen delay_200.mat.
6. Kjør programmet thresh_analyze. (Lagre figur)

Trinn 6: Prøve 2: Aliasing av sensor (i)

Figur 1: Datatest @ forsinkelse 50

Figur 2: Tersk analyserte data

Forsinkelsesparameter: 50-topper:

Antall = 52

Antall omdreininger per minutt:

52 Omdreininger/minutt

---------------------------------------------------------------------------------------------------------

Deltrinn:

1. Koble Arduino til den bærbare datamaskinen.

   Sett forsinkelsen i Arduino -koden til "50". Trykk på Last opp (øverst til venstre i programmet)

2. Gå til din Matlab -fil HallRT [Linje 37] og endre variabelen 'delayTime' til 50.
3. Kjør HallRT -programmet.
4. Lagre Matlab -filen under "delay_50". (Lagre figur)
5. Last inn filen delay_50.mat.
6. Kjør programmet thresh_analyze. (Lagre figur)

Trinn 7: Prøve 3: Aliasing av sensor (ii)

Figur 1: Data Trial @ Delay 100 Figur 2: Thresh Analyzed Data

Forsinkelsesparameter: 100-topper:

Antall = 54

Antall omdreininger per minutt:

54 Omdreininger/minutt

------------------------------------------------ -------------------------------------------------- ------- Deltrinn:

1. Koble Arduino til den bærbare datamaskinen.

   Sett forsinkelsen i Arduino -koden til "100". Trykk på Last opp (øverst til venstre i programmet). '

2. Gå til din Matlab -fil HallRT [Linje 37] og endre variabelen 'delayTime' til 100.
3. Kjør HallRT -programmet.
4. Lagre Matlab -filen under "delay_100". (Lagre figur)
5. Last inn filen delay_100.mat.
6. Kjør programmet thresh_analyze. (Lagre figur)

Trinn 8: Prøve 4: Aliasing av sensor (iii)

Figur 1: Data Trial @ Delay 300 Figur 2: Thresh Analyzed Data

-Forsinkelsesparameter: 300

Topper:

Antall = 32

Antall omdreininger per minutt:

32 Omdreininger/minutt

-------------------------------------------------- -------------------------------------------------- ------- Deltrinn:

1. Koble Arduino til den bærbare datamaskinen.

   Sett forsinkelsen i Arduino -koden til "300". Trykk på Last opp (øverst til venstre i programmet)

2. Gå til din Matlab -fil HallRT [Linje 37] og endre variabelen 'delayTime' til 300.
3. Kjør HallRT -programmet.
4. Lagre Matlab -filen under "delay_300". (Lagre figur)
5. Last inn filen delay_300.mat.
6. Kjør programmet thresh_analyze. (Lagre figur)