Hướng dẫn chuyển đổi tương tự sang kỹ thuật số: 7 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:34

Xin chào các bạn, tôi là trợ giảng cho buổi giới thiệu về lớp kỹ sư cho các chuyên ngành kỹ thuật y sinh tại Đại học Vanderbilt trong học kỳ này. Tôi đã tạo video này để giải thích việc chuyển đổi từ tương tự sang kỹ thuật số cho họ vì thời gian đã hết trong giờ học và tôi không hiểu được điểm này trong bài giảng. Tôi đã chạy qua Teach It! Cuộc thi có hướng dẫn và nghĩ rằng nếu tôi đã tạo video rồi, tại sao không tham gia cuộc thi, vậy hãy bắt đầu.

Video giới thiệu đơn giản về chuyển đổi tương tự-kỹ thuật số và sau đó giải thích điều này liên quan như thế nào đến việc đọc dữ liệu từ gia tốc kế bằng Arduino. Đối với những người bạn chưa biết, như tên cho thấy, một gia tốc kế đo lực hấp dẫn trên thiết bị. Gia tốc kế đặc biệt này đo gia tốc theo các trục x, y và z. Gia tốc kế mà tôi đang sử dụng trong bản demo là MMA7361 và bạn có thể tìm thấy bảng dữ liệu trực tuyến. Biểu dữ liệu sẽ cung cấp thêm thông tin chuyên sâu về chính gia tốc kế. Nếu bạn tìm kiếm "MMA7361 filetype: pdf" trong Google, nó sẽ bật lên. Nó cũng được đính kèm trong Tài liệu hướng dẫn này. Nếu bạn không quen đọc biểu dữ liệu, nó có thể hơi đáng sợ. Vui lòng hỏi nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào. Ngoài ra, mô-đun gia tốc kế mà tôi đang sử dụng đã được mua trên Amazon từ Virtuabotix, nếu bạn quan tâm. Dù sao, đây là video của tôi. Bản thân video là tự cung cấp, nhưng tôi đã đánh dấu các phần chính của nó trong các bước nếu bạn muốn tóm tắt nhanh. Tôi hy vọng bạn học được điều gì đó từ nó. Và nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào, xin vui lòng hỏi.

Nếu bạn thích Sách có thể hướng dẫn của tôi, hãy cân nhắc bỏ phiếu cho nó trong Sách hướng dẫn có thể dạy được! Cuộc thi.

Bước 1: Chuyển đổi từ Analog sang Digital là gì

Chuyển đổi tương tự sang kỹ thuật số (ADC) là quá trình lấy một tín hiệu biến đổi và "số hóa" tín hiệu để máy tính có thể xử lý nó.

Bước 2: Bits hoặc… Số lượng tiểu bang

Arduino có ADC 10 bit, có nghĩa là điện áp mà Arduino đang đọc từ một số cảm biến (trong trường hợp của chúng tôi là cảm biến là gia tốc kế) được biểu thị bằng một số trong phạm vi 0-1023. Điện áp tối đa mà Arduino đọc được là 5 V và nhỏ nhất là 0 V. Các điện áp này lần lượt được biểu thị bằng 1023 và 0.

Một cuộc thảo luận về các bit có thể mở rộng hơn một chút và nằm ngoài phạm vi của Tài liệu hướng dẫn này, vì vậy hãy tự mình khám phá điều này thêm một chút hoặc hỏi tôi trong phần nhận xét.

Bước 3: Chuyển đổi từ điện áp sang đầu ra ADC và phân đoạn

Nếu bạn đang đọc điện áp là 2,5 V, bạn có thể tính toán đầu ra ADC của Arduino bằng cách thực hiện một tỷ lệ đơn giản. Thông thường, bạn đang đọc một điện áp không xác định và muốn sử dụng đầu ra ADC của Arduino để xác định điện áp bạn đang cảm nhận. Đơn giản chỉ cần sửa đổi tỷ lệ cho phù hợp.

Bước 4: Tìm hiểu Gia tốc kế

Chúng ta có thể sử dụng Arduino để cảm nhận điện áp do gia tốc kế tạo ra. Điện áp này tương ứng với một gia tốc.

Bước 5: Gia tốc kế từ trên xuống

Nếu chúng ta có gia tốc kế ở trên, đây là những giá trị mà chúng ta có thể mong đợi nhận được từ ADC của Arduino.

Xin lỗi, tôi đã sử dụng "x" làm biến trong ví dụ này. Chúng tôi đang tính toán gia tốc trong "trục z". Sử dụng "x" làm biến của tôi là một thói quen. "x" là biến đầu tiên được lựa chọn trong các lớp Đại số của tôi.

Bước 6: Gia tốc kế từ dưới lên trên

Nếu chúng ta có gia tốc kế từ dưới lên (trục z hướng xuống), đây là những giá trị mà chúng ta có thể mong đợi.

Một lần nữa, chúng tôi đang tính toán gia tốc theo trục z không phải "x".

Bước 7: Kết thúc

Dù sao thì, đó là nó. Tôi hy vọng bạn học được điều gì đó từ điều này.

Nếu bạn thích Sách có thể hướng dẫn của tôi, hãy cân nhắc bỏ phiếu cho nó trong Sách hướng dẫn có thể dạy được! Cuộc thi.