บทช่วยสอนการแปลงแอนะล็อกเป็นดิจิทัล: 7 ขั้นตอน

2025 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2025-01-23 15:12

สวัสดีทุกคน ฉันเป็นผู้ช่วยสอนเพื่อแนะนำชั้นเรียนวิศวกรรมศาสตร์สำหรับสาขาวิชาวิศวกรรมชีวการแพทย์ที่มหาวิทยาลัยแวนเดอร์บิลต์ในภาคเรียนนี้ ฉันสร้างวิดีโอนี้เพื่ออธิบายการแปลงจากแอนะล็อกเป็นดิจิทัลให้กับพวกเขาเพราะเวลาหมดระหว่างเรียนและฉันไม่ได้มาถึงจุดนี้ในการบรรยาย ฉันวิ่งข้าม Teach It! การประกวดผู้สอนและคิดว่าถ้าฉันสร้างวิดีโอไว้แล้วทำไมไม่เข้าร่วมการแข่งขัน ไปกันเถอะ

วิดีโอนี้ให้ข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับการแปลงแอนะล็อกเป็นดิจิทัลอย่างง่าย จากนั้นจะอธิบายว่าสิ่งนี้เกี่ยวข้องกับการอ่านข้อมูลจากมาตรความเร่งโดยใช้ Arduino อย่างไร สำหรับผู้ที่ไม่ทราบตามชื่อ มาตรความเร่งจะวัดแรงดึงโน้มถ่วงบนอุปกรณ์ มาตรความเร่งโดยเฉพาะนี้จะวัดความเร่งในแกน x, y และ z มาตรความเร่งที่ฉันใช้ในการสาธิตคือ MMA7361 และสามารถดูแผ่นข้อมูลออนไลน์ได้ แผ่นข้อมูลจะให้ข้อมูลเชิงลึกเพิ่มเติมเกี่ยวกับตัวตรวจวัดความเร่ง หากคุณค้นหา "MMA7361 filetype:pdf" ใน Google ระบบควรปรากฏขึ้น มันถูกแนบมาในคำแนะนำนี้ด้วย ถ้าคุณไม่คุ้นเคยกับการอ่านเอกสารข้อมูล อาจเป็นเรื่องน่าข่มขู่เล็กน้อย โปรดอย่าลังเลที่จะถามหากคุณมีคำถามใดๆ นอกจากนี้ โมดูลมาตรความเร่งที่ฉันใช้ถูกซื้อบน Amazon จาก Virtuabotix หากคุณสนใจ อย่างไรก็ตาม นี่คือวิดีโอของฉัน ตัววิดีโอมีความพอเพียง แต่ฉันเน้นส่วนสำคัญของมันในขั้นตอนถ้าคุณต้องการสรุปอย่างรวดเร็ว ฉันหวังว่าคุณจะเรียนรู้อะไรบางอย่างจากมัน และหากคุณมีคำถามใด ๆ โปรดอย่าลังเลที่จะถาม

หากคุณชอบ Instructable ของฉัน โปรดพิจารณาโหวตให้ Instructables Teach It! การประกวด

ขั้นตอนที่ 1: การแปลงแอนะล็อกเป็นดิจิทัลคืออะไร

การแปลงแอนะล็อกเป็นดิจิทัล (ADC) เป็นกระบวนการที่ใช้สัญญาณตัวแปรและ "แปลงสัญญาณดิจิทัล" เพื่อให้คอมพิวเตอร์สามารถประมวลผลได้

ขั้นตอนที่ 2: บิตหรือ… จำนวนรัฐ

Arduino มี ADC 10 บิต ซึ่งหมายความว่าแรงดันไฟฟ้าที่ Arduino กำลังอ่านจากเซ็นเซอร์บางตัว (ในกรณีของเราเซ็นเซอร์คือ accelerometer) จะแสดงด้วยตัวเลขในช่วง 0-1023 แรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่ Arduino อ่านได้คือ 5 V และค่าน้อยที่สุดคือ 0 V แรงดันไฟฟ้าเหล่านี้แสดงด้วย 1023 และ 0 ตามลำดับ

การอภิปรายเกี่ยวกับบิตจะกว้างขวางขึ้นเล็กน้อยและอยู่นอกขอบเขตของคำแนะนำนี้เล็กน้อย ดังนั้นอย่าลังเลที่จะสำรวจสิ่งนี้ด้วยตัวเองหรือถามฉันในส่วนความคิดเห็น

ขั้นตอนที่ 3: การแปลงจากแรงดันไฟเป็นเอาต์พุต ADC และในทางกลับกัน

หากคุณกำลังอ่านแรงดันไฟฟ้า 2.5 V คุณสามารถคำนวณเอาต์พุต ADC ของ Arduino ได้โดยใช้สัดส่วนง่ายๆ บ่อยครั้ง คุณกำลังอ่านแรงดันไฟฟ้าที่ไม่รู้จักและต้องการใช้เอาต์พุต ADC ของ Arduino เพื่อกำหนดว่าคุณกำลังตรวจจับแรงดันไฟฟ้าใด เพียงปรับเปลี่ยนสัดส่วนให้เหมาะสม

ขั้นตอนที่ 4: ทำความเข้าใจกับมาตรวัดความเร่ง

เราสามารถใช้ Arduino เพื่อตรวจจับแรงดันไฟฟ้าที่ส่งออกโดยมาตรความเร่ง แรงดันไฟฟ้านี้สอดคล้องกับความเร่ง

ขั้นตอนที่ 5: มาตรความเร่งด้านบนขึ้น

หากเรามีมาตรความเร่งด้านบน นี่คือค่าที่เราคาดหวังได้จาก ADC ของ Arduino

ขออภัย ฉันใช้ "x" เป็นตัวแปรในตัวอย่างนี้ เรากำลังคำนวณความเร่งใน "แกน z" การใช้ "x" เป็นตัวแปรของฉันเป็นนิสัย "x" เป็นตัวแปรตัวแรกในชั้นเรียนพีชคณิตของฉัน

ขั้นตอนที่ 6: มาตรความเร่งจากล่างขึ้นบน

หากเรามีตัวตรวจวัดความเร่งด้านล่างขึ้น (แกน z ลง) ค่าเหล่านี้จะเป็นค่าที่เราคาดหวังได้

อีกครั้ง เรากำลังคำนวณความเร่งในแกน z ไม่ใช่ "x"

ขั้นตอนที่ 7: สรุป

ยังไงก็ได้ ฉันหวังว่าคุณจะได้เรียนรู้บางสิ่งจากสิ่งนี้

หากคุณชอบ Instructable ของฉัน โปรดพิจารณาโหวตใน Instructables Teach It! การประกวด