Tutorial zur Analog-Digital-Wandlung - Gunook

2025 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2025-01-23 12:52

Hey Leute, ich bin dieses Semester Lehrassistent für eine Einführung in die Ingenieursklasse für Biomedizintechnik-Majors an der Vanderbilt University. Ich habe dieses Video erstellt, um ihnen die Analog-Digital-Wandlung zu erklären, weil die Zeit während des Unterrichts knapp wurde und ich in der Vorlesung nicht an diesen Punkt gekommen bin. Ich lief über das Teach It! Instructables-Wettbewerb und dachte, wenn ich das Video bereits erstellt hatte, warum nicht am Wettbewerb teilnehmen, so geht es hier.

Das Video gibt eine einfache Einführung in die Analog-Digital-Wandlung und erklärt dann, wie dies mit dem Lesen von Daten von einem Beschleunigungsmesser mit einem Arduino zusammenhängt. Für diejenigen unter Ihnen, die es nicht wissen, misst ein Beschleunigungsmesser, wie der Name schon sagt, die Anziehungskraft auf das Gerät. Dieser Beschleunigungsmesser misst insbesondere die Beschleunigung in den x-, y- und z-Achsen. Der Beschleunigungsmesser, den ich in der Demo verwende, ist der MMA7361 und das Datenblatt kann online gefunden werden. Das Datenblatt enthält detailliertere Informationen zum Beschleunigungsmesser selbst. Wenn Sie in Google nach "MMA7361 filetype:pdf" suchen, sollte es direkt auftauchen. Es ist auch in diesem Instructable angebracht. Wenn Sie es nicht gewohnt sind, Datenblätter zu lesen, kann dies ein wenig einschüchternd sein. Bitte zögern Sie nicht, wenn Sie Fragen haben. Außerdem wurde das Beschleunigungssensor-Modul, das ich verwende, bei Amazon von Virtuabotix gekauft, wenn Sie interessiert sind. Hier ist jedenfalls mein Video. Das Video selbst ist autark, aber ich habe die wichtigsten Teile davon in Schritten hervorgehoben, wenn Sie eine schnelle Zusammenfassung wünschen. Ich hoffe, du lernst etwas daraus. Und wenn Sie Fragen haben, können Sie diese gerne stellen.

Wenn Sie mein Instructable mögen, erwägen Sie bitte, im Instructables Teach It dafür zu stimmen! Wettbewerb.

Schritt 1: Was ist eine Analog-Digital-Wandlung?

Analog-Digital-Wandlung (ADC) ist der Prozess, bei dem ein variables Signal genommen und das Signal "digitalisiert" wird, damit ein Computer es verarbeiten kann.

Schritt 2: Bits oder… Anzahl der Zustände

Ein Arduino hat einen 10-Bit-ADC, was bedeutet, dass die Spannungen, die das Arduino von einem Sensor liest (in unserem Fall ist der Sensor ein Beschleunigungsmesser), durch eine Zahl im Bereich von 0-1023 dargestellt werden. Die maximale Spannung, die ein Arduino liest, beträgt 5 V und die kleinste 0 V. Diese Spannungen werden durch 1023 bzw. 0 dargestellt.

Eine Diskussion über Bits kann etwas umfangreicher und etwas außerhalb des Rahmens dieses Instructable werden, also fühlen Sie sich frei, dies ein wenig mehr auf eigene Faust zu erkunden oder mich im Kommentarbereich zu fragen.

Schritt 3: Umwandlung von Spannung in ADC-Ausgang und umgekehrt

Wenn Sie eine Spannung von 2,5 V ablesen, können Sie den ADC-Ausgang des Arduino berechnen, indem Sie einen einfachen Anteil machen. Oft lesen Sie eine unbekannte Spannung und möchten den ADC-Ausgang des Arduino verwenden, um zu bestimmen, welche Spannung Sie messen. Ändern Sie einfach das Verhältnis entsprechend.

Schritt 4: Beschleunigungsmesser verstehen

Wir können einen Arduino verwenden, um die von einem Beschleunigungsmesser ausgegebene Spannung zu messen. Diese Spannung entspricht einer Beschleunigung.

Schritt 5: Beschleunigungsmesser Oberseite nach oben

Wenn wir den Beschleunigungsmesser mit der Oberseite nach oben haben, sind dies die Werte, die wir vom ADC des Arduino erwarten können.

Tut mir leid, dass ich in diesem Beispiel "x" als Variable verwendet habe. Wir berechnen die Beschleunigung in der "z-Achse". Die Verwendung von "x" als Variable ist eine Gewohnheit. "x" war die erste Variable meiner Wahl in meinem Algebra-Unterricht.

Schritt 6: Beschleunigungsmesser mit der Unterseite nach oben

Wenn wir den Beschleunigungsmesser mit der Unterseite nach oben haben (z-Achse nach unten), sind dies die Werte, die wir erwarten können.

Auch hier berechnen wir die Beschleunigung in der z-Achse, nicht "x".

Schritt 7: Zusammenfassung

Wie auch immer, das ist es. Ich hoffe, Sie haben daraus etwas gelernt.

Wenn Sie mein Instructable mochten, erwägen Sie bitte, dafür in den Instructables Teach It abzustimmen! Wettbewerb.