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Dados analógicos no ARDUINO

Dados analógicos no ARDUINO. Professor Victory Fernandes. Neste capítulo. Entrada de dados analógicas Saídas de dados analógicas. Olhe a sua volta. Olhe novamente. Conversores A/D e D/A. Analógico x Digital Analógico Variação contínua de uma variável

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Dados analógicos no ARDUINO

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Presentation Transcript

  1. Dados analógicos noARDUINO Professor Victory Fernandes

  2. Neste capítulo... Entrada de dados analógicas Saídas de dados analógicas

  3. Olhe a sua volta...

  4. Olhe novamente...

  5. Conversores A/D e D/A • Analógico x Digital • Analógico • Variação contínua de uma variável • Todas as grandezas físicas naturais velocidade, pressão, temperatura, corrente elétrica, tensão, resistência • Para atingir o valor desejado qualquer é preciso passar por todos os valores intermediários • Existem infinitos valores assumidos entre dois pontos quaisquer

  6. Conversores A/D e D/A • Analógico x Digital • Digital • Variação discreta • Passagem de um valor a outro se dá por saltos • Existem finitos valores assumidos entre dois pontos quaisquer

  7. Conversores A/D e D/A • Exemplo da placa de audio • Conversor A/D para capturar a voz no microfone e grava-la como arquivo • Conversor D/A para reproduzir o som gravado nas caixas de som

  8. Conversão A/D e D/A

  9. Conversores A/D e D/A • Armazenamento • Informações armazenadas em arquivos em forma de bits

  10. Conversores A/D

  11. Conversores D/A

  12. Conversores A/D e D/A • Amostragem • O sinal originalmente contínuo é discretizado • O sinal é amostrado em intervalos fixos de tempo e a essa taxa dá-se o nome de taxa de amostragem com freqüência dada em Hertz [Hz] • Quantidade de vezes que o sinal é amostrado por unidade de tempo • 1 Hz = 1 Ciclo/Segundo

  13. Conversores A/D e D/A • Exemplo do CD

  14. Conversores A/D e D/A • Exemplo do CD • 44,1 KHz • São amostradas 44100 valores do sinal por segundo • Quanto maior a taxa de amostragem mais precisa é a representação discreta do sinal originalmente contínuo • Quanto maior a taxa de amostragem mais informações (“pontos”) deverão ser armazenados e/ou transmitidos

  15. Conversores A/D e D/A

  16. Conversores A/D e D/A

  17. Conversores A/D e D/A

  18. Conversores A/D e D/A • Teorema de Nyquist • Taxa de amostragem deve ser pelo menos 2 vezes maior que a freqüência que a frequência do sinal que se deseja registrar • Caso o teorema não seja obedecido ocorre o fenômeno de alising e há distorção do sinal do sinal original

  19. Conversores A/D e D/A • Exemplo do CD • Como só ouvimos sons de 20Hz a 20 kHz • A taxa de amostragem deveria ser de pelo menos 40 kHz para que todas as freqüências audíveis fossem ser registradas

  20. Erros de Amostragem

  21. Conversores A/D e D/A • Teorema de Nyquist • Utilizando o teorema de Nyquist pode-se escolher a melhor freqüência de amostragem de forma a economizar bandapois para que o sinal possa ser reconstituído basta atender ao teorema, e o aumento da taxa de amostragem com a melhor representação da onda não implica na melhor qualidade do sinal mas sim em mais informações a serem armazenadas

  22. Conversores A/D e D/A • Quantização • Representação dos valores amostrados em uma quantidade finita de bits • Quanto maior a quantidade de bits melhor mais precisa a representação do sinal

  23. Conversores A/D e D/A • Quantização • Utilizando 8 bits é possível representar 256 valores (0-255) • Supondo que os valores dos pulsos variem de 0 a 255V • Digamos que um pulso tenha valor de 147,39V • Ele terá de ser quantizado como 147V ou 148V pois não existe valor intermediário • 100100112 = 14710 • 100101002 = 14810

  24. Conversores A/D e D/A • Quantização

  25. Conversores A/D e D/A • Quantização • Digamos que um pulso tenha valor de 147,39V • Ele terá de ser quantizado como 147V ou 148V pois não existe valor intermediário • Ocorrerá então um erro de -0,39V ou +0,61V chamado erro de quantização

  26. Erros de Quantização

  27. Volume de Dados • Tamanho de Arquivos • Tamanho do arquivo é diretamente proporcional à taxa de amostragem e número de bits da quantização • TA * R/8 * C * t • TA = Taxa de amostragem • R = Resolução em bits • C = Numero de canais • t = tempo em segundos • Resultado será o tamanho do arquivo em Bytes! • Dividir por 1024 para obter tamanho do arquivo kBytes

  28. ExemploVolume de Dados • Tamanho de Arquivos • (44100Hz)x(16bits/8)x(2 canais)x(60s) • Resultado em Bytes? • Resultado em KBytes? • Resultado em MBytes?

  29. Resultados... • Tamanho de Arquivos • (44100Hz)x(16bits/8)x(2 canais)x(60s) • 10584000 Bytes • 10335,94 KBytes • 10,09 MBytes

  30. Lendo Valores Analógicos no ARDUINO

  31. SensorLeitura de Entrada Analógica

  32. SensorLeitura de Entrada Analógica

  33. SensorLeitura de Entrada Analógica

  34. SensorLeitura de Entrada Analógica

  35. SensorLeitura de Entrada Analógica

  36. Escrevendo Valores Analógicos no ARDUINO

  37. FadeAcionamento de Saída Analógica

  38. FadeAcionamento de Saída Analógica

  39. FadeAcionamento de Saída Analógica

  40. FadeAcionamento de Saída Analógica

  41. FadeAcionamento de Saída Analógica

  42. FadeAcionamento de Saída Analógica

  43. Sensor de Distância

  44. Sensor de Distância

  45. Bússula Analógica 1535www.dinsmoresensors.com

  46. Saída analógica do sensor

  47. professor Victory Fernandes www.tkssoftware.com/victory

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